“Technische problemen ondergrondse waterberging zijn op te lossen”

Tekst Annemarie Geleijnse

Wellicht vragen naar de bekende weg: waarom ziet u ondergronds opslaan van water als zo’n waardevolle methode
?
“In de hele wereld zien we dat de watervraag niet matcht met het aanbod. Dat wordt alleen maar erger door klimaatverandering en toenemende bevolkingsdruk. Daar komt bij, en dat wordt nog wel eens vergeten, dat de economie steeds meer en meer dicteert welke technologie wordt ingezet. Je kunt met ondergrondse wateropslag geld verdienen. Ondergronds opslaan betekent ook dat je bovengronds meer ruimte overhoudt. Dat is een economische drive, land is erg duur.”

Maar ondergrondse waterberging heeft ook zijn kwetsbare kanten toch?
“Zeker, je hebt te maken met waterkwaliteitsveranderingen, het ondergronds weglekken en het bijmengen met zout grondwater als dat in de omgeving zit. Dat laatste kan het voorgezuiverde water dat je opslaat onbruikbaar maken. Als je het dan opnieuw moet gaan zuiveren heb je onvoldoende rendement. Dat levert vraagstukken van hydrologische en chemische aard die interessant zijn voor een instituut als KWR en de universiteiten. Want de problemen zijn best serieus, maar wel op te lossen.”

Vindt u dat ondergrondse waterberging en met name ASR de aandacht krijgt die het verdient?
“Ik denk dat het steeds meer gezien wordt als een techniek die zijn plaats verdient in de rij oplossingen. In Nederland zijn we sinds 1940 begonnen met kunstmatig infiltreren en medio jaren vijftig is dat op grote schaal aangepakt in onze kustduinen. De laatste decennia zien we nieuwe kunstmatige infiltratiesystemen ontstaan zoals in Limburg bij Heel (een verlaten grindgroeve) en langs de Veluwe. 
Naast de open infiltratie kennen we sinds 1990 de diep-infiltratiesystemen, zoals PWN en Dunea die toepassen. Bij beide systemen heb je een continu lopend systeem. Je infiltreert water en onttrekt dat – op enige afstand -tegelijkertijd. Er is wel een bergingscomponent, maar het systeem is continu onderdeel van de drinkwaterbereiding.”

Waarin verschilt ASR van open infiltratie en diep-infiltratie?
“Bijzonder aan ASR is dat je zowel het infiltreren als het terugwinnen van water via één en dezelfde put laat lopen. Dat kan dus niet tegelijkertijd zoals met de andere systemen. Je infiltreert het water en haalt het er via dezelfde put op een ander moment uit. Op Texel was de eerste echte ASR-put in Nederland waar gedestilleerd zeewater werd opgeslagen. Die is van 1977 tot 1991 in gebruik geweest, maar de methode bleek veel te duur. Sindsdien is het in Nederland kwakkelen gebleven met ASR. Elders in de wereld, vooral in de VS en de Arabische wereld nam het wel een grote vlucht. Daar ligt de behoefte ook anders.”
 
In Nederland is water zat?
“Die gedachte speelt daarin mee inderdaad. Je ziet dat ASR voor Nederland pas interessant wordt als het financieel gewin kan opleveren. Eerder werd ASR in Limburg bij Herten afgeblazen, omdat de waterbehoefte daalde en bleek dat het water te veel van kwaliteit veranderde doordat ijzer en mangaan oplosten waardoor het opnieuw gezuiverd moest worden. Laatstgenoemd probleem kan echter verholpen worden, zoals blijkt uit het promotie-onderzoek van Andreas Antoniou op basis van kolomproeven in het KWR-laboratorium, data-analyse van de pilot Herten en modelsimulaties. 
Overigens merk je dat de waterbedrijven inzien dat ook in Nederland klimaatverandering tot een tekort aan oppervlaktewater kan gaan leiden. Als de Rijn en Maas in de zomer een te slechte waterkwaliteit krijgen daardoor, dan wordt ASR opeens een stuk interessanter. Intussen zijn enkele fruittelers en kassenbezitters samen met promovendus Koen Zuurbier (KWR) bezig om in het Westland en Zeeland ervaringen met ASR op te doen met bijzondere putconstructies om brakwaterbijmenging te voorkomen.”

De Nederlandse kennis over ASR wordt nu ook in de woestijn van Abu Dhabi benut. Drie nieuwe ondergrondse infiltratiebekkens, elk omringd door 105 pompputten, gaan samen jaarlijks ongeveer 10 miljoen kubieke meter ontzout zeewater infiltreren, om een enorme ondergrondse voorraad drinkwater op te bouwen. Dat klinkt als een reusachtig project. . . 
“Het is gigantisch inderdaad, één van de allergrootste ASR-puttenvelden in de wereld. Hoewel het altijd nog om minder water gaat dan wij bijvoorbeeld in de Amsterdamse waterleidingduinen infiltreren; 50 à 60 miljoen kubieke meter per jaar. Daar willen ze een voorraad aanleggen van ongeveer 30 miljoen kubieke meter. Bijzonder is natuurlijk dat het daar gedestilleerd zeewater betreft, dat de 3 infiltratiebekkens onder het zand liggen en de 315 pompputten de terugwinning moeten verzorgen (dus geen ASR sensu stricto).”

En het gaat om een voorraad die ook na tien jaar opslag de stad maar liefst 90 dagen van drinkwater moet kunnen voorzien. Waar komt die wens vandaan?
Als de ontzoutingsinstallaties meer dan drie dagen stil komen te liggen, dan zit de hele stad zonder drinkwater. Daarbij denkt men ook aan langer durende calamiteiten als een oorlogssituatie. 

Wat dacht u toen u dat voor het eerst hoorde: ambitieus? Onhaalbaar?
“Aan de ene kant had ik er wel vertrouwen in. Een Duits team heeft de infiltratiebekkens ontworpen en toezicht gehouden op de bouw; ‘gründliche’ arbeid. Die jongens weten waar ze het over hebben. Maar de achillespees in het hele werk was toch de waterkwaliteit die je terugwint. Als je ASR bedrijft en water ontzout dan wil je het ook als zodanig in de leidingen persen, zonder dat je eerst nog een hele zuivering ertussen moet zetten. Daar had ik minder vertrouwen in. En uiteindelijk kregen de opdrachtgevers daar toch ook wat klamme handen bij. Geen wonder, want het project heeft al 300 miljoen US dollar gekost.” 

Vanwaar die vrees voor de waterkwaliteit? 
“Dat heeft vooral te maken met de kwaliteit die het grondwater daar van nature heeft. Het is een woestijnduingebied waar een heel klein beetje neerslag valt dat een dun lensje zoet water creëert op brak tot zeer zout grondwater. Dat zoete water bevat nogal veel bijzondere stoffen die niet aan de drinkwaternormen voldoen. Eerdere metingen door Duitse en Turkse teams leverden hoge concentraties, boven de norm,  van o.a. chromaat, fluoride, arsenaat, natrium en nitraat. Die bijzondere kwaliteit van grondwater kennen wij hier niet. Het heeft ondermeer te maken met de enorme verdamping daar én met de bodemsamenstelling.” 

Waaruit bestond jullie opdracht precies? 
“Om te beginnen werden we door de Environmental Agency Abu Dhabi (EAD) om een contra-expertise gevraagd. Klopten de metingen waarin die hoge concentraties werden vastgesteld wel? Koen Zuurbier (KWR) heeft ter plekke (bij 50oC !) grondwatermonsters genomen, die in Nederland door het Vitens-laboratorium zijn geanalyseerd.” 

En? Klopten de eerdere bevindingen?
“Grosso modo waren die correct. Er is daar dus inderdaad een serieuze kans op overschrijding van drinkwaternormen wanneer het ontzoute zeewater lang in de bodem verblijft, door bijmenging of oplossing. De tweede stap in ons onderzoek was het voorspellen van wat er met de waterkwaliteit gebeurt wanneer je het 10 jaar lang opslaat en dan in 90 dagen weer terughaalt.”

Hoe kun je dat voorspellen…  Je kunt moeilijk tien jaar gaan wachten.
“Ik ontdekte dat men zo’n zeven jaar geleden daar ergens in de woestijn een proef heeft gehouden met het infiltreren van gedemineraliseerde zeewater. Koen Zuurbier heeft op die plek het water opnieuw bemonsterd. Ik kon dus zien hoe dat water erbij stond na zeven jaar. Met die gegevens, met onze kennis van het gedrag van stoffen in de bodem en met onze chemische reactief-transport-modellen zijn we gekomen tot onze voorspelling.”

Hebben jullie de opdrachtgever kunnen geruststellen?
“De uitkomst was dat 90 dagen net te lang is om de waterkwaliteit beheersbaar te houden. Maar we berekenden dat het tot 80 dagen wel mogelijk is om water van voldoende kwaliteit terug te winnen. Voor de opdrachtgever is dat risico aanvaardbaar.”

De drie bekkens zijn inmiddels gebouwd en het project is van start. Blijven jullie betrokken?
De Duitsers leveren nu de boel af en doen de monitoring. Wij hopen natuurlijk dat we straks betrokken worden bij het uitwerken van de data die daaruit voortkomen. Kloppen de modelvoorspellingen? En zo niet, waardoor komt dat? Dat is natuurlijk heel interessant. Daarnaast komen er mogelijk nieuwe problemen zoals mechanische verstopping van de ondergrondse infiltratiebekkens en chemische verstopping van de terugwinputten. Ook leuk om onze KWR-tanden in te zetten.”