11 april 2019

“Het kabinet legt zeven miljoen euro op tafel voor de opslag van regenwater in zandgrond. De waterreserves komen in het oosten en zuiden van Nederland, en moeten in droge zomers het grondwater aanvullen om problemen voor het drinkwater, landbouw, de scheepvaart en de natuur te beperken. Hoe gaat dat in zijn werk? In 2014 schreef aarde en klimaat-redacteur Marlies ter Voorde over een techniek om zoetwater op te slaan in een zoute zandbodem.”

Je leest:

Zoetwater opslaan in het zout

Zoetwater opslaan in het zout

Auteur: | 26 maart 2014

Zoet regenwater opslaan in een zoute bodem? Met een paar simpele trucjes lukt dat best, zeggen Nederlandse hydrologen. Een orchideeënkweker in Nootdorp nam de proef op de som.

De orchideeën van Van der Goes staan er prachtig bij
Koen Zuurbier, KWR & VUA, met toestemming

De Nederlandse tuinder heeft het niet getroffen met het weer. De gemiddelde hoeveelheid neerslag mag dan ideaal zijn, de weergoden in Nederland hebben er wel een handje van om het hemelwater in grote hoeveelheden tegelijk af te leveren, en daarna weer lange tijd niks van zich te laten horen. Met de verandering van het klimaat wordt die neiging bovendien alleen maar sterker. De regen goed bewaren dus, is het devies. Dat kan het beste ondergronds, waar de ruimte minder schaars is en het water niet zo snel vervuild raakt als aan de oppervlakte.

Zout

Orchideeënkweker Van der Goes injecteerde de afgelopen twee jaar zo´n dertig miljoen liter regenwater in de ondergrond in Zuid-Holland, bij Nootdorp, onder de rook van Den Haag. Ongeveer 40 procent hiervan pompte hij weer uit de bodem omhoog toen de regen in de zomer te lang weg bleef en watertekort dreigde. Het was voldoende om de planten water te geven, en bovendien nog net zo zoet als voor het de bodem in ging. En met name dat laatste was niet vanzelfsprekend. Het grondwater dat in deze regio van nature in de bodem zit, is namelijk zout.

Tot een paar jaar geleden vormde zout grondwater een onneembaar obstakel voor de opslag van zoet water in de ondergrond. Het water dat werd teruggewonnen was in deze gebieden meestal zout of zoutachtig (brak), en daar kunnen orchideeën slecht tegen – net als veel andere gewassen. Maar dankzij een slimme truc, bedacht door hydrologen van het KWR Watercycle Research Institute in Nieuwegein en de Vrije Universiteit Amsterdam, staan de orchideeën van Van der Goes er prachtig bij. De techniek draait om de juiste afstelling van de dieptes waarop het regenwater in en uit de ondergrond wordt gepompt.

Koen Zuurbier (2e van links) en medewerkers van het Waterkader Haaglanden bij de putten in Nootdorp.
Rob Ruitenberg, STOWA, met toestemming

Spons

“Normaal gesproken stroomt het meeste overtollige regenwater in onze kustgebieden gewoon de zee in”, zegt Koen Zuurbier, onderzoeker bij zowel KWR als de Vrije Universiteit, die volgend jaar op het onderzoek aan de zoetwateropslag hoopt te promoveren. “Dan zijn we het dus kwijt.”

In gebieden waar het grondwater zoet is, is de ondergrondse opslag van overtollig water al langer gebruikelijk. Tuinders uit gebieden als de Wieringermeer en de regio Aalsmeer injecteren het regenwater in natte perioden in poreuze bodemlagen in de ondergrond, om het in drogere tijden langs dezelfde buis weer omhoog te pompen. Zandgrond is bijvoorbeeld erg geschikt. Het water nestelt zich in de poriën van de zandlaag alsof het een spons is.

Maar met name in het westen van het land is het zoute of brakke grondwater een spelbreker: dit zware zoute water duwt het lichte zoete water namelijk langzaam maar zeker door de gesteentespons heen omhoog. De tuinder die het regenwater in de herfst in de grond heeft gebracht en dit in de zomer weer wil oppompen, vindt onderaan de buis dus niet zijn regenwater terug, maar het zoute grondwater.

Oplossing

De oplossing die onderzoekers van KWR en de VU hebben bedacht is even simpel als doeltreffend: door het zoete water heel diep te injecteren, en juist vanaf geringe diepte weer op te pompen, is de opwaartse verplaatsing van het zoete water opeens niet zo´n probleem meer. Computermodellen die de beweging van het water door de bodem nabootsten lieten al zien dat de platte, brede ‘zoetwaterlens’ die normaliter vlak onder het aardoppervlak ontstaat, op deze manier verandert in een hogere en smallere zoetwaterbel. Ook wezen de modellen uit dat het grootste deel van het geborgen water op deze manier probleemloos hergebruikt zou kunnen worden.

Door het zoete water met name diep in de zandlaag te injecteren, en later juist dicht bij het oppervlak te winnen, voorkomt de tuinder dat de zoetwaterbel in een platte ¨lens¨ aan de bovenkant van het zandpakket verandert.
Koen Zuurbier, KWR & VUA, met toestemming

En sinds 2012 wordt de methode dus in de praktijk bij de orchideeënkweker uit Nootdorp getest. Het zoete water wordt hier opgeslagen in een 30 meter dikke zandlaag, die tien meter onder het maaiveld begint. In plaats van één put te gebruiken voor zowel het inbrengen als het oppompen van het water, werken de hydrologen in Nootdorp met vier putten, die elk tot een andere diepte in de zandlaag reiken. Door deze putten naar believen aan of uit te zetten, kunnen de wetenschappers de vorm van de zoetwaterbel aanpassen en bijsturen.

Buren

En de buren? Wat vinden die van het gerommel in de ondergrond? Niet veel, zegt Zuurbier. Aan het zoute tot brakke grondwater valt weinig te verpesten. Wel is het vaak druk in de ondergrond, en maken bijvoorbeeld systemen voor ondergrondse warmteopslag ook gebruik van grondwater. “Maar die systemen zitten veel dieper”, vertelt Zuurbier. Als de buren zelf ook zoet water willen bergen is samenwerken een goede optie. “Bij een grote zoetwaterbel wordt het systeem goedkoper, en verbetert de opbrengst”. De tuinder uit Nootdorp heeft zijn buurman al voor het project weten te interesseren. De opslagmethode is dan ook een stuk minder duur dan alternatieven als het oppompen en ontzilten van het zoute grondwater, of het inkopen van drinkwater van een waterbedrijf.

Zuurbier bepaalt de zoet-zout grens in het bodemwater door de elektrische weerstand op te meten. Ovelande, Zeeland.

Marcel Paalman, KWR, met toestemming

De Freshmaker

Voor nog zoutere gebieden stellen de hydrologen voor niet alleen meer zoetwater in de bodem te brengen, maar intussen ook zout water op te pompen en af te voeren. Op die manier kan het zoute water het zoete water helemaal niet meer verdringen. De Freshmaker, noemen de wetenschappers deze methode, die sinds begin 2013 wordt getest bij een fruitteler in Ovelande in Zeeland. Met horizontaal geboorde putten vullen zij de ondiepe zoetwaterlens bij, terwijl ze op diepte het zoute water wegzuigen. De zoetwaterbel wordt hierdoor in de loop der tijd steeds groter.

Toekomst

Omdat een deel van het zoete water nog in de bodem zit, dus de gemiddelde zoutconcentratie van het gebied is afgenomen, verwachten de hydrologen dat het rendement van de opslagmethode nog wel wat omhoog zal gaan. Werd er afgelopen jaar veertig procent van het bewaarde water hergebruikt, de onderzoekers denken dat het op de langere termijn best naar zestig procent kan gaan.

We horen er de komende jaren vast meer van – al was het maar omdat zowel de perioden van droogte als de verzilting van het grondwater met de op handen zijnde klimaatverandering waarschijnlijk toe zullen nemen.

Bronnen

  • Zuurbier e.a., How multiple partially penetrating wells improve the freshwater recovery of coastal aquifer storage and recovery (ASR) systems: A field and modelling study, Journal of Hydrology 509 (2014) 430-441
  • Zuurbier e.a., Indentification of potential sites for aquifer storage and recovery (ASR) in coastal areas using ASR performance estimation methods, Hydrogeology journal 21 (2013) 1373-1383
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 26 maart 2014

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.