Hydrogeologie van het stroomgebied van de Noor en de effecten van grondwateronttrekkingen aan de westrand van het Plateau van Margraten Basisrapport H.A.J. van Lanen, B. van de Weerd, R. Dijksma, H.J. ten Dam en G. Bier RAPPORT 57 Maart 1995 Vakgroep Waterhuishouding Nieuwe Kanaal 11, 6709 PA Wageningen ISSN 0926-230X 0 ^050 Inhoud Voorwoord Samenvatting 1. Inleiding 1 2. Gebiedsbeschrijving 3 2.1. Algemeen 3 2.2. Geologie 6 2.3. Hydrogeologie 14 2.3.1. Lithologie en permeabiliteit 14 2.3.2. Hydrogeologische beschrijving van de profielen 19 3. Hydrogeologisch systeem 31 3.1. Grondwateraanvulling 31 3.2. Grondwater 43 3.2.1. Variatie van de stijghoogten in de ruimte 43 3.2.2. Variatie van de stijghoogten in de tijd 50 3.2.3. Chemische samenstelling van het grondwater 59 3.3. Oppervlaktewater 65 3.3.1. Bronafvoer 65 3.3.2. Afvoer van de Noor 75 3.3.3. Chemische samenstelling van het oppervlaktewater 82 3.4. Systeembeschrijving 90 3.4.1. Waterbalans 90 3.4.2. Grondwatersysteem 92 3.4.3. Synthese 104 4. Verzadigd grondwaterstromingsmodel voor het stroomgebied van de Noor 109 4.1. Beschrijving MODFLOW 109 4.2. Beschrijving van het verzadigd grondwaterstromingsmodel 116 4.2.1. Modelschematisatie 116 4.2.2. Tijdsonafhankelijke invoergegevens 119 4.2.3. Tijdsafhankelijke invoergegevens 121 4.3. Simulatie van de werkelijke situatie in de periode 1992-1994 125 4.3.1. Stijghoogten 126 4.3.2. Waterbalans 135 5. Effecten van waterwinning en de invloed van de meteorologische omstandigheden 139 5.1. AlgemeeAlgemeen 139 5.2' " .~ Effec~ ' t op d«e stijghoogte- • n 140 5.3. Effect op de afvoer van de Noor 143 6. Conclusies en aanbevelingen 147 6.1. Conclusies 147 6.2. Aanbevelingen 151 Bijlagen Figuren Figuur 2.1.1 De ligging van het onderzoeksgebied Figuur 2.1.2 Overzicht van het topografisch vanggebied van de Noor met het water­ voerende deel van de Noor en de droge dalen Figuur 2.1.3 Landgebruikskaart stroomgebied van de Noor Figuur 2.2.1 Schematische weergave van de geologische ligging van het onderzoeks­ gebied (naar Nota & van de Weerd, 1987) Figuur 2.2.2 Hydrogeologisch dwarsprofiel Plateau van Margraten Figuur 2.2.3 Ligging van de Visé-Puth opwelving in Zuid-Limburg Figuur 2.2.4 Genese van het Maasdal ter hoogte van het stroomgebied van de Noor Figuur 2.2.5 De Maasafzettingen in het stroomgebied van de Noor en omgeving (naar Felder, Bosch & Bischops, 1984) Figuur 2.3.1.1 Geologische kaart (Pre-Kwartair) van het stroomgebied van de Noor en omstreken Figuur 2.3.1.2 Geschematiseerde weergave van de opbouw van de Formatie van Vaals en de Formatie van Gulpen Figuur 2.3.1.3 Putproef uitgevoerd in gegravan put OW5 in de Formatie van Gulpen Figuur 2.3.2.1 De ligging van de overzichtsprofielen II-II', III-III' en IV-IV' Figuur 2.3.2.2 Dwarsprofiel II-II': De Plank - Jonge Hagen Figuur 2.3.2.3 Dwarsprofiel III-III': Libeek - Voer Figuur 2.3.2.4 Lengteprofiel IV-IV: Hoogcruts - 's Gravenvoeren Figuur 2.3.2.5 Ligging van de detailprofielen A-A' tot en met F-F' Figuur 2.3.2.6 Detailprofiel A-A' Figuur 2.3.2.7 Detailprofiel B-B' Figuur 2.3.2.8 Detailprofiel C-C' Figuur 2.3.2.9 Detailprofiel D-D' Figuur 2.3.2.10 Detailprofiel E-E' Figuur 3.1.1 De jaarneerslag in District 15 voor de periode 1971-1994 Figuur 3.1.2 De jaarsom (hydrologische jaren) van de potentiële verdamping in District 15 voor de periode 1971-1994 Figuur 3.1.3 De jaarsom van het potentieel neerslagoverschot in District 15 voor de periode 1971-1994 Figuur 3.1.4 Het verloop van de gemiddelde potentiële verdamping en neerslag over eenjaar Figuur 3.1.5 Het bodem - water systeem (den Toom & van der Koppel, 1993) Figuur 3.1.6 Het lineair reservoir model (den Toom & van der Koppel, 1993) Figuur 3.1.7 De berekende nuttige neerslag (mm) per hydrologisch jaar, bij een bodemvochtvoorraad van 50, 100 en 200 millimeter Figuur 3.1.8 De vertraging en afvlakking van de nuttige neerslag Figuur 3.2.1.1 Isohypsenkaart van het Plateau van Margraten (DGV-TNO, 1980) Figuur 3.2.1.2 Isohypsenkaart van het stroomgebied van de Noor (naar Arnold & de Wit, 1991) Figuur 3.2.1.3 Isohypsenkaart van het freatische grondwater in de Noorbeemden (Arnold & de Wit, 1991) Figuur 3.2.1.4 Isohypsenkaart van het freatische grondwater op 10 november 1993 van een detailgebied in de omgeving van de Belgisch-Nederlandse rijksgrens (de Gans & Tiebosch, 1994) Figuur 3.2.1.5 Isohypsenkaart van het freatische grondwater op 10 november 1993 van een detailgebied in de omgeving van de Belgisch-Nederlandse rijksgrens (de Gans & Tiebosch, 1994) Figuur 3.2.1.6 Grondwaterprofiel parallel aan de Noor ter hoogte van de rijksgrens op 10 november 1993 (de Gans & Tiebosch, 1994) Figuur 3.2.2.1 Het verloop van de freatische stijghoogte in peilput WP99 Figuur 3.2.2.2 Het verloop van de freatische stijghoogte in peilput WP96 Figuur 3.2.2.3 Het verloop van de freatische stijghoogte in peilput WP98 Figuur 3.2.2.4 Het verloop van de freatische stijghoogte in peilput DB22 Figuur 3.2.2.5 Het verloop van de freatische stijghoogte in peilput DB23 Figuur 3.2.2.6 Het verloop van de stijghoogten in de peilputten WP98 en WP99 Figuur 3.2.2.7 Het verloop van de freatische stijghoogte in peilputten BI en B2 Figuur 3.2.2.8 Het verloop van de stijghoogte in peilput B3 (freatisch), B3a (diep) en B4 Figuur 3.2.2.9 Het met behulp van recorders gemeten verloop van de stijghoogten in de peilputten B8 (freatisch) en B8a (diep) Figuur 3.2.2.10 Het met behulp van recorders gemeten verloop van de stijghoogten in de peilputten B9 (freatisch) en B9a (diep) Figuur 3.2.2.11 Het met behulp van recorders gemeten verloop van de stijghoogten in de peilputten BI2a en BI2b Figuur 3.2.3.1 Procentuele verhouding van enkele kationen (Ca/Na+K) en anionen (HCO3+CO3/CI) in alle grond- en oppervlakte watermonsters in het dal van de Noor Figuur 3.2.3.2 Gemiddelde concentratie aan calcium en bicarbonaat (linksboven), aan nitraat, ammonium en fosfaat (rechtsboven) en het geleidingsvermogen (onder) voor de verschillende grondwatertypen in het Noordal Figuur 3.3.1.1 Afvoer NA: Sint-Brigidabron en neerslag van station Bergenhuizen Figuur 3.3.1.2 Afvoer NA: Sint-Brigidabron 1991-1994 Figuur 3.3.1.3 Afvoer NB en neerslag van station Bergenhuizen Figuur 3.3.1.4 Afvoer NB 1991-1994 Figuur 3.3.1.5 Afvoer NC en neerslag van station Bergenhuizen Figuur 3.3.1.6 Afvoer NC 1991-1994 Figuur 3.3.1.7 Afvoer NF en neerslag van station Bergenhuizen Figuur 3.3.1.8 Afvoer NF 1993-1994 Figuur 3.3.1.9 Afvoer NG en neerslag van station Bergenhuizen Figuur 3.3.1.10 Afvoer NG 1993-1994 Figuur 3.3.1.11 Afvoer NH, NI en NJ 1992-1994 Figuur 3.3.1.12 Verhouding tussen de afvoer van de noordelijke (NB en NC) en zuide­ lijke zijtakken (NF en NG) Figuur 3.3.2.1 Afvoer Noor: M5 (met maximale afvoer (getrokken horizontale lijn) waarvoor Q-h relatie nog geldt) Figuur 3.3.2.2 Variatie van de afvoer van de Noor bij M5 op 14 oktober 1993 Figuur 3.3.2.3 Daggemiddelde afvoer Noor: M6 Figuur 3.3.2.4 Variatie van de afvoer van de Noor bij M6 op 14 oktober 1993 Figuur 3.3.3.1 Vracht aan ionen (ton/jaar) die jaarlijks het stroomgebied van de Noor verlaat Figuur 3.3.3.2 EC-profiel en schematische voorstelling van de Noor met waarnemings- punten. Opname 18 november 1993 onder base-flow condities. Figuur 3.3.3.3 Het verloop van het elektrisch geleidingsvermogen (EC) en de nitraat­ concentratie in het lengteprofiel van de Noor gedurende de periode 1991-1994 Figuur 3.3.3.4 De gemiddelde chemische samenstelling van het water van de zijbeken ten noorden en ten zuiden van de Noorbeek Figuur 3.3.3.5 De gemiddelde chemische samenstelling van het oppervlaktewater in de jaren 1991, 1992 en 1993 (droog) en in het natte jaar 1994 (nat) Figuur 3.3.3.6 Het verloop van de nitraatconcentratie op verschillende lokaties in het lengteprofiel van de Noor Figuur 3.4.2.1 Gesimuleerde grondwaterstyroming met FLOWNET in raai A-A' Figuur 3.4.2.2 Gesimuleerde grondwaterstroming met FLOWNET in raai B-B' (legen­ da: zie figuur 3.4.2.1) Figuur 3.4.2.3 Gesimuleerde grondwaterstroming met FLOWNET in raai B-B' met zandsteenbankjes (legenda: zie figuur 3.4.2.1) Figuur 3.4.2.4 Gesimuleerde grondwaterstroming met FLOWNET in lange raai B-B' (legenda: zie figuur 3.4.2.1) Figuur 3.4.2.5 Gesimuleerde grondwaterstroming met FLOWNET in raai C-C' (legen- da: zie figuur 3.4.2.1) Figuur 3.4.2.6 Gesimuleerde grondwaterstroming met FLOWNET in raai D-D' (legen- da: zie figuur 2.4.2.1) Figuur 3.4.2.7 Gesimuleerde grondwaterstroming met FLOWNET in raai F-F' (legen- da: zie figuur 3.4.2.1) Figuur 3.4.2.8 Het verloop van de afvoer van de Sint-Brigidabron en van de grondwa­ terstanden in de waarnemingsbuis WP98 Figuur 4.1.1 Drie-dimensionale discretisatie ten behoeve van MODFLOW Figuur 4.2.1.1 Modelgebied voor het stroomgebied van de Noor Figuur 4.2.1.2 Geschematiseerde dwarsdoorsnede over de Sint-Brigidabron Figuur 4.2.1.3 Geschematiseerde lengtedoorsnede over de Sint-Brigidabron Figuur 4.2.3.1 Berekende grondwateraanvulling voor grasland en bos in het natte beekdal voor enkele hydrologische jaren Figuur 4.2.3.2 Berekende grondwateraanvulling voor grasland in gebieden met matige diepe en diepe grondwaterstanden voor enkele hydrologische jaren Figuur 4.3.1.1 Isohypsenkaart van het stroomgebied van de Noor met daarin aangege­ ven de gesimuleerde stijghoogte ter plaatse of in de omgeving van een buis c.q.