“Betere putten maken opslag zoetwater in zilte ondergrond kansrijk”

U deed in het kader van de onderzoeksprogramma’s Kennis voor Klimaat, het collectieve onderoek voor de waterbedrijven (BTO) en de EU-projecten DESSIN en SUBSOL bij KWR onderzoek naar verbetering van de terugwinning van ASR. Uw promotieonderzoek richt zich met name op de inzet van deze ‘aquifer storage and recovery’ of wel ASR  in Zuid-Holland en Zeeland. Waarom is ASR in deze regio een goed idee?
“In kustgebieden zijn in droge perioden forse zoetwatertekorten en is het oorspronkelijke water in de ondergrond brak of zout. Ook  het brakke water is nog veel te zout om te kunnen drinken of te gebruiken voor beregening. Je kunt dat water wel oppompen en dan ontzilten, maar dat kost heel veel energie en je moet vervolgens ook nog het zout lozen. ASR biedt een duurzaam alternatief en sluit mooi aan op het Deltaprogramma Zoetwater. Daarin wordt gesteld dat eindgebruikers of regio’s niet altijd meer vanuit het hoofdwatersysteem voorzien kunnen worden van zoetwater. ASR is een belangrijke bouwsteen om zelfvoorzienend te worden. Het idee is dat je het overschot aan zoetwater in de winter opslaat in de ondergrond, zodat het brakke water wordt verdrongen.”

Wat betekent verdringing hier precies?
“Dat wil zeggen dat het zoete water het zoutere water als het ware opzij duwt; het schuift horizontaal op. Rondom de put ontstaat een mooie bel van zoetwater, dat is je opgeslagen zoetwateroverschot.”

Het was al langer bekend dat juist in de kustgebieden de terugwinning van opgeslagen zoetwater tegenvalt. Kunt u kort toelichten hoe dat komt?
“Als je dat zoetwater wilt terugwinnen, is het de bedoeling dat die bel op zijn plek blijft zitten. In deze studie hebben we ontdekt dat daar het grootste probleem ligt. Hij heeft de neiging in dit soort gebieden om omhoog te gaan drijven, doordat de dichtheid van het zoetwater wat lager is dan de dichtheid van het omringende zoutere grondwater. Het zoete water wil als een soort pannenkoek op het zoutere water gaan drijven. Terwijl het de bedoeling is dat het dicht bij je put blijft.”

Heeft u gezocht naar oplossingen voor die opdrijving?
“Dat proces van opdrijving kunnen we niet helemaal uitschakelen, hooguit wat afremmen. Het dichtheidsverschil hou je, dat moeten we accepteren. Ik heb dus vooral gekeken naar hoe je alsnog, ondanks dat het zoetwater omhoog wil bewegen, een heel groot deel van dat water kunt terugwinnen. We hadden daarvoor een goed beeld nodig van hoe het water zich gaat verplaatsen. Dat kan met modellen, maar we hebben ook in veldproeven bekeken hoe dat in de praktijk gaat. Uiteindelijk blijkt dat je toch een groot deel van het water kunt terugwinnen, wanneer je het systeem wat uitgekiender en flexibeler maakt. Als je weet dat het omhoog gaat stromen dan kun je er bijvoorbeeld voor kiezen om op die plek alleen aan de bovenkant de terugwinning te doen.”

Uitgekiender en flexibeler dus. In uw proefschrift benoemt u een combinatie van verbeterde analysetechnieken en GIS, innovatieve puttechnologie, ICT en grondwatermodellen als succesfactoren voor ASR in verzilte gebieden. Wat gaf de doorslag?
“Vooral de puttechnologie. We zijn er in geslaagd de systemen veel flexibeler te maken. Tegenwoordig is het bijvoorbeeld mogelijk om een put horizontaal aan te leggen. Die technologie is de afgelopen decennia ontwikkeld, maar werd nog nauwelijks toegepast voor deze doeleinden.”

U heeft ook gekeken naar gebieden die zich goed lenen voor ASR en gebieden die je beter kunt vermijden. Heeft u dat ook letterlijk in kaart gebracht?
“Ja, voor de hele provincie Zuid-Holland hebben we zo’n kaart gemaakt. We hebben bekeken of de bestaande wiskundige rekenmethodes om te voorspellen hoe snel het zoute water in de buurt van je winput komt, praktisch bruikbaar zijn. Bij bestaande systemen in het gebied hebben we gekeken of de praktijk correspondeert met de theoretische voorspellingen. Het blijkt dat we in staat zijn om vooraf betrouwbare voorspellingen te doen over de geschiktheid van een bepaalde locatie.

Toen de kaarten gereed waren, was duidelijk welke gebieden geschikt waren, welke minder geschikt en welke totaal ongeschikt. Jullie hebben vervolgens meerjarige veldproeven gedaan in de minder geschikte gebieden, als Nootdorp, Westland en Ovezande. Daar viel de meeste eer te behalen?
“Ja, we hebben bewust iets meer de kust opgezocht. Veel tuinbouwbedrijven zitten graag daar voor het klimaat, terwijl juist daar het waterprobleem speelt.”

Uiteindelijk blijkt het dus toch te kunnen, ASR inzetten in verzilte gebieden. Is het daarmee voor tuinders de ideale oplossing?
“Dat hangt af van de watervraag van de tuinder. Het blijkt goed mogelijk om zoetwater kleinschalig vast te houden voor droge periodes. Of dat afdoende is hangt af van het soort teelt. Een van de deelnemende tuinders in Nootdorp heeft bijvoorbeeld maar vijftig procent van de neerslag in een jaar nodig, die kan prima met ASR draaien. Maar andere teelten, zoals de tomatenteelt, vragen de volledige jaarlijkse neerslag. In ons onderzoek zien we dat het niet mogelijk is om honderd procent van het water op te slaan en ongemengd terug te winnen. Voor dit soort teelten zul je nog altijd een deel via omgekeerde osmose moeten ontzilten.”

Is er ook belangstelling vanuit andere Deltalanden voor ondergrondse opslag in zilte gebieden?
“Vorige week sprak ik op de klimaatconferentie Adaption Futures en nam ik belangstellenden mee op excursie naar het Westland. Dan zie je dat landen als Bangladesh, Myanmar en Pakistan enorm veel interesse hebben in deze techniek. Zij zitten met hetzelfde probleem, dezelfde soort ondergrond, en hebben daarbij ook nog eens te maken met een sterke variatie in neerslag en een hoge verdamping.”

Reden voor KWR om hier actief mee de boer op te gaan over de grens?
“We blijven een Nederlands onderzoeksinstituut maar dragen met onze kennis graag bij aan het oplossen van waterproblemen elders in de wereld. Zo maken we binnen het EU project Subsol (http://www.subsol.org/) dit soort technieken ook toepasbaar in andere Europese landen. De Deense partner GEUS kijkt nu of en hoe ASR kan worden ingezet bij verziltende drinkwaterbronnen op een van de eilanden. Ik zie dit als een mogelijkheid om ons als Nederland weer een beetje in de kijker te spelen. Lang stonden we met onze duininfiltratiesystemen goed bekend op het gebied van waterwinning in zoute gebieden. Terwijl de Australiërs en Amerikanen volop bezig gingen met ondergrondse opslag, zakte de belangstelling voor Nederland de laatste twintig jaar een beetje weg. Ik hoop dat we hiermee weer gezien worden als sparringpartner. In Nederland is vanuit de duinfiltratie en recent vanuit Kennis voor Klimaat veel kennis en ervaring opgebouwd. Er zit nog heel veel waarde in alle toepassingen waarbij we de ondergrond inzetten als opslag of als zuivering. Daar kunnen we internationaal nog veel mee. Via het publiekprivate samenwerkignsverband Allied Waters gaat KWR daarbij graag de samenwerking aan met het bedrijfsleven.”

Meer lezen:

Proefschrift van Koen Zuurbier : Increasing freshwater recovery upon aquifer storage

Interview  met prof.  Pieter Stuyfzand, promotor van Koen Zuurbier, over technische problemen met ondergrondse waterberging.

Artikel over pilot Freshmaker bij Zeeuwse tuinder uit Ovezande (2013)

Artikel over Showcase Waterbuffer in ’s-Gravenzande: water voor de tomaat