Zout grondwater monitoren tijdens bemaling
Bronbemaling is voor veel werkzaamheden noodzakelijk wanneer er in de grond gewerkt moet worden. Echter, bemalen is niet zonder risico's wanneer je te maken krijgt met zout grondwater.
Hoe wordt grondwater zout?
We associëren de zee met zout water, en de grond met zoet water, maar dat is onterecht. Regenwater is zoet en jong oppervlakte water bij gevolg ook, maar hoe dieper je de bodem in gaat, hoe ouder het water wordt. Mineralen (zouten) lossen op in het grondwater en mettertijd raakt het grondwater steeds meer verzadigd. Het water wordt dus zouter naarmate het dieper de grond insijpelt. Grondwater blijkt dus de grote winnaar wanneer het om zoutgehalte gaat.
Het rapport van igrac uit 2009 legt dit in meer detail uit:
“Over het algemeen wordt zoet grondwater vooral gevonden in de delen van de ondergrond die het meest actief betrokken zijn bij de watercyclus, het domein van zogenaamd ‘meteorisch water’. Hierdoor is zoet grondwater vaker aanwezig in de ondiepere delen van de aardlagen waarin grondwater wordt opgeslagen. Op basis van deze logica is zoet grondwater vaak relatief jong en wordt het actief aangevuld. Daarentegen bevindt een groot deel van al het zoute grondwater op aarde – maar zeker niet alles – zich in een min of meer stilstaande toestand op grotere diepte, en is het daar mogelijk al duizenden of zelfs miljoenen jaren aanwezig. De voortdurende oplossing van de gesteenten waarin dit grondwater zich bevindt gedurende geologische periodes, kan het mineraalgehalte van het grondwater hebben verhoogd. Daarom neemt de zoutgehalte van grondwater vaak toe hoe dieper het zit.”
- Global Overview of Saline Groundwater Occurrence and Genesis - igrac, 2009
Bronbemaling bij zout grondwater
Dit onderzoek van Anteagroup uit 2020 legt ons meer uit over het effect van bemaling op de ondergrond:
“Grondwater is zoet (, brak) of zout. Bemaling in gebieden met enkel zoet grondwater leidt uitsluitend tot een grondwaterstandsverlaging. In gebieden met zout grondwater (verziltingsgevoelig gebied) kan bemaling leiden tot verzilting, ofwel een toename van het chloridegehalte in het bovenliggende grondwater. Dit leidt tot een afname van de zoetwaterlens.
Door bemaling in het onderliggende zoutwaterpakket, wordt het zoete water naar beneden getrokken en is sprake van een afname van zoet water aan de bovenzijde. Hierdoor komt er minder beschikbaar vocht voor de plantengroei. Wordt er bemalen in de zoetwaterlens dan volgt een toename van zout water aan de onderzijde, daardoor neemt de zoetwaterlens in totale omvang af wat ook minder beschikbaar vocht voor de plantengroei teweeg brengt. De mate waarin de afname van de zoetwaterlens optreedt hangt af van de waterdoorlatendheid van de bodem, de diepte en dikte van de watervoerende pakketten (zoet of zout). Ook de duur van het herstel van de zoetwaterlens is hier van afhankelijk, zij het dat ook het neerslagoverschot dit kan beïnvloeden.”
- Verkennend onderzoek effecten verzilting Bodem en Water op land - Anteagroup, 2020
Daarnaast bestaat de kans dat het zoute water zich vermengt met het zoete water, wat lijdt tot brak water of verzilting van het zoete water met alle gevolgen van dien. Denk hierbij aan schade aan het milieu, degradatie van de grond, etc.
Overbemaling in droge gebieden
's Werelds droogtegevoelige gebieden voeren een voortdurende strijd tegen bodemverzilting, aangezien de kwetsbare zoetwaterlens regelmatig overbemaald wordt.
"Verzilting is een wereldwijd probleem, maar raakt met name droge en semi-aride gebieden die voortdurend kampen met waterschaarste en waar grondwater de belangrijkste waterbron is. De toenemende vraag naar grondwater leidt tot een daling van het grondwaterpeil en toenemende verzilting. In semi-aride regio's van Haryana en Punjab zorgt de overexploitatie van de zoetwaterbron ervoor dat de grondwaterstanden dalen, wat leidt tot binnendringing van zout water in deze gebieden."
- Groundwater Salinity - National Institute of Hydrology, 2019
Zout grondwater detecteren tijdens bronbemaling
De vermenging van zout water met zoet water tijdens bemalingen veroorzaakt problemen in de grond. Daarnaast mag opgepompt zout grondwater ook niet geloosd worden in zoet oppervlakte water. Het is dus zeer belangrijk om voorzichtig om te springen met zout grondwater en voortdurend te monitoren hoe zout het bemalingswater is. Meestal wordt de elektrische geleidbaarheid van het grondwater gemeten in de peilbuizen of direct in het opgepompte water.
“Het is expliciet het doel van een goed bemalingsontwerp om de verstoring van het zoet-zout-evenwicht maximaal te vermijden. De impact van de bemaling op deze verdeling van zoet en zout water moet daarom om twee redenen gemonitord worden:
- Om te oordelen hoe deze verdeling wijzigt en zich terug herstelt tijdens en na de bemaling.
- Om het (evoluerende) zoutgehalte van het opgepompte en te lozen/retourneren water te beoordelen.”
- Richtlijnen bemalingen ter bescherming van het milieu - Vlaamse Milieumaatschappij, 2019
Gelukkig is het eenvoudig om zout water op te sporen tijdens de bemaling om zo tijdig de nodige maatregelen te kunnen treffen. Om zout te detecteren wordt de elektrische geleidbaarheid van het water gemeten. Hoe hoger de elektrische geleidbaarheid (EC = electric conductivity) van het water, hoe zilter het water is.
Voor deze meting wordt een speciale sensor gebruikt. Meestal is dit een multi-parameter onderdompelbare niveausensor die naast niveau ook EC en temperatuur meet, of een andere multi-parameter waterkwaliteitssensor. Deze sensor dient verbonden te worden aan een sensormodule die het signaal van de sensor kan omzetten in leesbare meetdata. Het handigst is om de sensor aan de rest van je bronbemalingsmonitoring te koppelen.
Een goed voorbeeld van zo'n set-up is Reporter, deze plug & play remote monitoringsmodule geeft je de mogelijkheid om door middel van een EC sensor het zoutgehalte van bemalingswater te monitoren in realtime. Reporter meet continue en stuurt op het gekozen meetinterval zijn data door naar de cloud (Crodean Dashboard) waar deze opgeslagen wordt. Bijkomend kan je een alarmdrempel instellen voor de geleidbaarheid/het zoutgehalte van het water, zodat je direct een alarmnotificatie ontvangt wanneer het water te zout is.
Reporter heeft vier sensorconnectoren, dit betekent dat je je bemalingsinstallatie kan uitrusten met bijvoorbeeld:
- Een debietmeter
- Een EC sensor
- Een druksensor
- Een bodemvochtsensor
Wanneer je ervoor kiest om meerdere sensoren te combineren op één Reporter komt alle data samen binnen op de cloud in het zelfde Dashboard. Zo heb je eenvoudig een overzicht zonder custommaatwerk of lastige beesten van meetkasten.
Aarzel niet om contact met ons op te nemen als je nog een vraag hebt of lees meer over onze Smart Water oplossingen!
Bronnen
Australian Government - Bureau of Meteorology. (n.d.). Groundwater: is too much salt a bad thing?
anteagroup, Van Meekeren, B., Bakker, W., & Koopmans, H. (2020). Verkennend onderzoek effecten verzilting Bodem en Water op land: Aanleg kabelverbinding Net op zee Ten noorden van de Waddeneilanden. In Rijksdienst Voor Ondernemend Nederland (No. 463939-VZ-01).
Groundwater | Relation of salt water to fresh water in aquifers. (n.d.).
Van Weert, F., Van Der Gun, J., & Reckman, J. (2009). Global Overview of Saline Groundwater Occurrence and Genesis. International Groundwater Resources Assessment Centre.
VLAAMSE MILIEUMAATSCHAPPIJ. (2019). Richtlijnen bemalingen ter bescherming van het milieu.
Krishan, G. (2019). Groundwater Salinity. Current World Environment, 14(2), 186–188.
