In een wetenschappelijke studie hebben onderzoekers van Universiteit Utrecht en Deltares een schatting gemaakt van de hoeveelheid zoet grondwater die is opgeslagen in geologische lagen onder de zeebodem. In veel kustgebieden in de wereld blijken grote hoeveelheden zoet grondwater onder de zeebodem te zitten. Deze zouden kunnen dienen als tijdelijke waterbron in kustgebieden met waterschaarste.
De studie toont aan dat in sommige kustgebieden zoet grondwater tot 100 km uit de kust kan worden gevonden. Het totale volume zoet grondwater onder de zeebodem wordt geschat op 1,1 miljoen km3. Dit is ongeveer drie keer meer dan eerder werd geschat en ongeveer 10 procent van het zoete grondwater dat op het land te vinden is.
Sinds de ijstijd
Deze enorme hoeveelheden zoet grondwater onder de zeebodem stammen uit de tijd dat de zeespiegel bijna 120 meter lager stond dan nu, zoals tijdens de laatste ijstijd. De lage zeespiegel in die periode zorgde ervoor dat de huidige zeebodems van de ondiepe zeeën langs de kust bloot kwamen te liggen, waardoor de onderliggende grondwaterdragende geologische lagen (ook wel aquifers genoemd) werden gevuld met zoet water uit regenval. Later werden delen van deze lagen afgesloten door ondoordringbare klei, zodat het zoete grondwater in deze lagen behouden bleef, zelfs nadat de zeespiegel na de ijstijd weer steeg tot het huidige niveau.
Supercomputer nodig voor bijna 3000 modellen
Om tot hun schattingen te komen, gebruikten de wetenschappers 2784 computermodellen die de evolutie van zoet en zout grondwater simuleren in geologische profielen loodrecht op de kust. Deze simulaties liepen van het begin van de laatste ijstijd tot nu. Eerste auteur Daniel Zamrsky van Universiteit Utrecht: “Voor elk profiel hebben we een apart model gebouwd, waarin we zoveel mogelijk gedetailleerde informatie hebben opgenomen over de geologische gelaagdheid onder land en onder de zeebodem. Het was een enorme inspanning om al deze computermodellen over zo’n lange tijdspanne te laten draaien, en dat kon alleen op een supercomputer.”
Schatting mogelijk aan de lage kant
Co-auteur Gu Oude Essink van Deltares vult aan: “Dit is niet de eerste keer dat er een schatting wordt gemaakt van de hoeveelheden zoet grondwater onder de zeebodem. In deze studie hebben we dat echter voor het eerst op een eenduidige en kwantitatieve manier gedaan, en voor bijna alle kustgebieden op aarde. We hebben overigens gebieden met kalksteenlagen nog niet meegenomen, dus onze schattingen kunnen aan de lage kant zijn”.
Koppeling met zoetwatervraag
De wetenschappers combineerden de kaart die zij maakten van de geschatte onderzeese zoete grondwatervolumes met schattingen van de vraag naar water in de aanliggende kustgebieden. “Hieruit blijkt duidelijk dat in veel regio’s met een grote waterbehoefte op het land, zoals Zuidoost-Azië en de oostkust van de VS, ook grote voorraden onderzees zoet grondwater aanwezig zijn”, zegt co-auteur Marc Bierkens van Universiteit Utrecht. “En een vrij groot deel van deze voorraden ligt relatief ondiep en gaat met de huidige watervraag honderden jaren mee. In gebieden waar al booreilanden staan, kunnen deze voorraden wellicht worden geëxploiteerd en gebruikt als tijdelijke bron van zoet water in gebieden met waterschaarste, terwijl ondertussen gestreefd wordt naar een meer duurzaam watergebruik.”
Tekst loopt verder onder de kaart
Ook voor Nederland?
Volgens de kaart gaat onder de bodem van de Noordzee een grote voorraad zoet grondwater schuil. Zou dat een oplossing kunnen zijn voor bijvoorbeeld Zeeland, dat immers te kampen heeft met ernstige verzilting? De zoetwatervraag in die provincie wordt alsmaar nijpender. Gu Oude Essink van Deltares: “In onze studie hebben we per deelgebied géén gedetailleerde analyse gedaan van de hydrogeologische en economische haalbaarheid. We hebben dus geen eerste indicatie qua overall kosten in bijvoorbeeld euro/m3 zoet water. Voor de Zeeuwse setting zouden we dat moeten uitzoeken.” Maar hij doet al meteen aan verwachtingsmanagement: “Wij vermoeden dat het voor de relatief kleine onttrekkingen van Zeeuwse boeren vooralsnog niet rendabel is. Weliswaar schatten wij een relatief groot zoetwatervolume voor het gehele Noordzeebekken én de kust van Noorwegen, maar qua benodigde infrastructuur, zoals pompen, pijpleidingen, distributiesystemen et cetera, lijkt het ons voor Zeeland economisch niet haalbaar.”
Alternatieven voor Zeeland
“In het Zeeuwse zijn we overigens met andere activiteiten bezig om de zoetwaterbeschikbaarheid te vergroten”, vervolgt Oude Essink. “Te denken valt aan kreekruginfiltratiesystemen. Uit deze systemen kan nu al betaalbaar én duurzaam zoet grondwater worden onttrokken.” Hij wijst op het project GO-FRESH (Geohydrological Opportunities Fresh Water Supply) waarin sinds 2012 proeven worden uitgevoerd om de zoetwaterbeschikbaarheid voor de landbouw in de Zuidwestelijke Delta te vergroten. Het project wordt uitgevoerd door een consortium dat bestaat uit Deltares, Wageningen Environmental Research (voorheen Alterra), KWR, HZ University of Applied Sciences, ZLTO en Acacia Water.
Winputten
Oude Essink: “In de provincie Zeeland zit ongeveer 35.000 miljoen m3 zoet grondwater in de ondergrond. Dat is sec veel ten opzichte van de geschatte totale hoeveelheid die onttrokken wordt. Maar omdat die onttrekkingen vanuit vele honderden winputten centraal plaatsvinden, kan daar ter plaatse toch verzilting – en lokaal grondwaterstandsverlaging – plaatsvinden. Eigenlijk zou je met heel veel kleine winputten veel duurzamer kunnen onttrekken, maar ja, dat is natuurlijk niet haalbaar! Bij GO-FRESH laten we in de rapportage zien dat als je slimmer met meer horizontale winputten grondwater onttrekt, je veel meer duurzaam kan onttrekken. De kunst is: waar moet je hoeveel horizontale winputten plaatsen tegen zo min mogelijk extra kosten?”
Het onderzoek ‘Offshore fresh groundwater in coastal unconsolidated sediment systems as a potential fresh water source in the 21st century’ is gepubliceerd op de website van IOP Science.
