Kwaliteitsborging grondwaterstands- en stijghoogtegegevens - KWR ...

More documents

Recommendations

Info

Specifieke punten bij (druk)sensormetingen:• Waarneming buiten kalibratiebereik: Dit treedt alleen op bij automatische sensoren. Wanneertemperatuur of druk buiten het kalibratiebereik van de sensor vallen, valt de meetfout buiten degaranties en/of specificates.• Tijdstip handwaarnemingen (ter validatie). Handwaarnemingen die dienen ter validatie vandruksensormetingen dienen plaats te vinden (vlak) voordat de drukopnemer uit de stijgbuis wordtgehaald.3.2.2 Inconsistenties tussen databasesNaast inconsistenties in de data en metadata van een individuele peilbuis, kunnen er ook tussenverschillende datasets of databases onderling inconsistenties optreden. De oorzaak daarvan ligt naarverwachting veelal in foutieve handmatige administratieve verwerking van gegevens. De oplossingdaarvoor moet niet gezocht worden in toetsing, maar in optimalisering van de automatisering ofminimalisering van handmatige verwerkingsstappen (zie ook de paragrafen 6.1.3 en 6.3). Voorbeeldenvan dergelijke inconsistenties zijn te vinden in bijlage C, en de problematiek zal verder aan de ordemoeten komen bij de hervalidatie van historische data (paragraaf 6.2).3.3 Plausibiliteit3.3.1 Algemene werkwijzeMet plausibiliteitstesten wordt vastgesteld of een (serie van) waarneming(en) in het normale patroonvan een reeks past. In feite proberen we waarden te detecteren die afwijken van het normale patroon. Bijafwijkende waarden gaat het niet per definitie om fouten. Daarom kunnen we beter spreken van de matevan waarschijnlijkheid of plausibiliteit dan van fouten. Plausibiliteitstesten kennen de volgende stappen.Er moet een schatting of berekening worden gedaan van de:• normaalperiode en -karakteristieken. Wat ‘normaal’ is, is enigszins arbitrair (zie ook paragraaf3.4). Het patroon van de stijghoogte kan door de jaren heen aan verandering onderhevig zijn alsgevolg van menselijk handelen en klimatologische veranderingen. Statistisch gezien geldt: hoelanger, hoe beter. Waar in de meteorologie standaard een normaalperiode van 30 jaargehanteerd wordt (zie e.g. (Sluijter en Nellestijn, 2002)), is dit voor grondwater aan de lange kanten zal naar verwachting een periode tussen de 5 en 10 jaar doorgaans beter voldoen. Bij tragereeksen (Veluwe, Zuid Limburg en duinen) is dit wellicht onvoldoende, maar dat kan wordenopgevangen door bij het testen gebruik te maken van de temporele correlatiestructuur.• verwachte stijghoogte. Op basis van het normale patroon kan worden geschat in welke range dewaarneming of de opeenvolging van waarnemingen kan liggen. Dit betekent in technischetermen dat er naast de schattingvan de verwachtingswaarde,ook een schatting van dekansverdeling moet wordengedaan.• kans op een waarneminggegeven de verwachting. Deverwachte stijghoogte ligtmidden in de kansverdeling(preciezer: bij de maximalekansdichtheid). Als dewaarneming verder dan eentevoren bepaalde waarde vanhet midden afwijkt, is dewaarneming niet-plausibel.Voor een normale kansverdelingFiguur 3: Elementen van een plausibiliteitstestzou hiervoor bijvoorbeeld eenKwaliteitsborging grondwaterstands- en stijghoogtegegevens© KWR, TNO - 15 - April 2013
verschil van drie of vier maal de standaardafwijking genomen kunnen worden. De grootte vanhet interval moet nog nader worden bepaald. Bij een klein interval, zullen veel metingen als nietplausibelworden aangemerkt. Bij een normale verdeling en een interval van twee maal destandaardafwijking zal gemiddeld 5% van de waarnemingen als niet-plausibel wordenaangemerkt. Bij 3 maal de standaardafwijking is dat 1%. Anderzijds blijven er bij een te ruiminterval niet-plausibele waarnemingen in het bestand.In Figuur 3 zijn de elementen van de werkwijze schematisch weergegeven. In de hierna volgendeparagrafen worden mogelijke plausibiliteitstesten nader toegelicht. Daarbij is de opbouw van eenvoudig(eenvoudig te realiseren in standaard software) naar meer geavanceerd. Eerst wordt het bepalen van destatistische karakteristieken van de grondwaterdynamiek (zie bijv. ook (Van der Sluijs en De Gruijter,1985; Knotters en Van Walsum, 1997; Von Asmuth en Knotters, 2004)) uit de normaalperiode behandeld.Vervolgens besteden we aandacht aan het berekenen van de verwachting en het testen. Tot slot volgt eenkorte beschouwing met betrekking tot de implementatie van de testen. De technische uitwerking van detoetsen is beschreven in bijlage A.3.3.2 WaardenbereikMeetreeksen van (stationaire) variabelen fluctueren rond een bepaald gemiddelde, en kennen daarbij eenbepaalde verdeling en bereik van de waarde die ze aannemen. Een meetreeks van het ondiepegrondwater kan bijvoorbeeld normaliter een waardenbereik van 1.5 tot 2 meter onder maaiveld hebben.Als een waarneming buiten dit waardenbereik valt wordt hij aangemerkt als afwijkend. Met eenwillekeurig programma kan eenvoudig het gemiddelde en de standaardafwijking van een meetreeksover de geselecteerde meetperiode worden bepaald. Als het verschil tussen de waarneming op tijdstip ten het gemiddelde groter is dan een tevoren vastgestelde waarde, wordt de waarneming als afwijkend(=verdacht) aangemerkt. Hiervoor kan bijvoorbeeld plus of min drie maal de standaardafwijkingworden gebruikt. Uitgaande van een normale verdeling zal dan één op de 100 waarnemingen alsafwijkend worden aangemerkt. De verdeling van de stijghoogte zal echter niet in alle gevallen normaalof symmetrisch zijn. In dat geval dient het normaalbereik uit de frequentieverdeling van demeetwaarden afgeleid worden.3.3.3 RegiemcurveVoor veel stijghoogtereeksen (en zeker voor de ondiepe grondwaterstand) is het seizoensverloop eenbelangrijke karakteristiek. Een veel gebruikte methode om die te karakteriseren is de regiemcurve (zieFiguur 4). Dit is het gemiddelde van de waarnemingen van verschillende jaren op een bepaalde datumof tijdvak. Uit een eerdere studie (Van Geer, 2012) blijkt dat maandelijkse tijdvakken een goed beeldgeven van het verloop, terwijl de berekende standaardafwijkingen minder last hebben van extremen danbij 24 tijdvakken per jaar. De regiemcurve en de bijbehorende standaardafwijking worden berekend dooreerst voor elk jaar de tijdvakgemiddelden te bepalen en deze vervolgens te middelen over de jaren.De standaardafwijking van de regiemcurve is kleiner per tijdvak dan die over de gehele reeks, en dus ishet onderscheidend vermogen bij gebruikvan de regiemcurve groter dan die van detoets onder 3.3.2. Daar staat tegenover datvoor de bepaling van de regiemcurve bijvoorkeur een langere periode metwaarnemingen beschikbaar moet zijn (zegminimaal 5 jaar) dan bij hetnormaalgemiddelde. Bij meerderewaarnemingen binnen een tijdvak,bijvoorbeeld dagelijkse waarnemingen, moeter rekening mee worden gehouden dat destandaardafwijking van de regiemcurve nietgelijk is aan de standaardafwijking van defluctuaties van individuele waarnemingenrond die regiemcurve.Regiemcurve1 jaarFiguur 4: Principe van een plausibiliteitstoets op basis van deregiemcurve.Kwaliteitsborging grondwaterstands- en stijghoogtegegevens© KWR, TNO - 16 - April 2013
Page 1 and 2: ?tijdKwaliteitsborging grondwaterst
Page 4 and 5: ColofonTitelKwaliteitsborging grond
Page 6 and 7: Kwaliteitsborging grondwaterstands-
Page 8 and 9: 4.5 Toetsing en herijking 255 Relat
Page 10 and 11: maakt van geautomatiseerde methoden
Page 14 and 15: 2.3 Fouten in dataDe data of meetge
Page 20 and 21: 3.3.4 Opeenvolgende metingenBovenst
Page 22 and 23: gezien als een bijzonder geval van
Page 26 and 27: 6. Hysteresis - Verschil in de rela
Page 28 and 29: De KRW-richtlijnen benoemen op dit
Page 32 and 33: opgeslagen zijn en/of aangeleverd w
Page 36 and 37: De basis voor de in hoofdstuk 3 bes
Page 40 and 41: Hierin is hmde gemiddelde stijghoog
Page 42 and 43: In principe is het mogelijk om naas
Page 48 and 49: Grondwaterstand (m NAP)0.50-0.5-1-1
Page 52 and 53: Von Asmuth, J.R. (2011) Over de kwa

Kwaliteitsborging grondwaterstands- en stijghoogtegegevens - KWR ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?