Freshman-project: brak grondwater geschikt als drinkwaterbron én voor vergroten zoetwatervoorraad

Verzilting bedreigt de drinkwatervoorziening, met name in kustregio’s. Daarom deed het Zuid-Hollandse Dunea met waterpartners vijf jaar onderzoek naar het tegengaan van verzilting en het inzetten van brak grondwater. De belangrijkste conclusie van het Freshman-project: brak grondwater kan worden gebruikt als drinkwaterbron en het wegpompen van brak grondwater kan bestaande zoetwaterwinningen in de duinen beschermen tegen verzilting. De uitkomsten kunnen ook interessant zijn voor andere drinkwaterbedrijven en landen die kampen met verzilting.   

In het kort:

• Steeds meer drinkwaterbedrijven hebben last van verzilting van hun bronnen
• Uit het Freshman-project blijkt dat brak grondwater geschikt is als aanvullende drinkwaterbron
• Het wegpompen van brak grondwater vergroot de beschikbare zoetwatervoorraad in de duinen
• Met het Freshkeeper-concept kan een drinkwaterbedrijf zoetwaterbronnen  beschermen tegen verzilting
• Vanwege de impact op de natuur en hoge zuiveringskosten gaat Dunea brak water voorlopig niet inzetten als bron

• LinkedIn

Volg de laatste ontwikkelingen via onze LinkedIn pagina.

Verzilting is een groeiend probleem in Nederland. Doordat zout water steeds vaker landinwaarts trekt, stijgt het chloridegehalte van grond- en oppervlaktewater. Dit is onder meer het gevolg van zeespiegelstijging en klimaatverandering. Toenemende periodes van warmte en droogte zorgen voor lagere afvoer van rivieren. Hierdoor dringt het zoute zeewater het Nederlandse water binnen, bijvoorbeeld in de Rijn-Maas delta en het IJsselmeer.

Zout kwelwater

Ook via de ondergrond rukt verzilting op, de zogeheten zoute kwel. Dit gebeurt met name op plekken die kampen met bodemdaling, zoals veengebieden. Droogte versnelt het proces van bodemdaling. Ook op plekken waar het waterpeil kunstmatig laag wordt gehouden, zoals diepe polders, is vaker sprake van zoute kwel. Tegelijkertijd zorgt toenemende wateronttrekking van onder meer de landbouw en drinkwatervoorziening voor minder tegendruk van zoet grondwater.

Verzilting bedreigt drinkwatervoorziening

Verzilting vormt een bedreiging voor de drinkwatervoorziening. Met name drinkwaterbedrijven met bronnen in kustgebieden hebben last van verzilting, zoals Dunea, Waternet, Vitens, Evides, Oasen en PWN. In duingebieden bevinden zich  zoetwaterbellen: zoetwatervoorraden die op zwaarder zout water drijven. Deze voorraden zijn niet alleen een directe bron voor drinkwaterproductie, maar vormen ook een belangrijke reserve voor periodes van langdurige droogte of andere calamiteiten.

“In het Freshman-project deed Dunea met een aantal partners onderzoek naar het onttrekken en zuiveren van brak grondwater”

Verzilting tegengaan met stuwbeheer en bellenschermen

Om de problemen te beperken, kijken drinkwaterbedrijven samen met waterbeheerders, zoals waterschappen en Rijkswaterstaat, naar manieren om verzilting te beperken. Dat kan bijvoorbeeld met slim stuw- en sluisbeheer of met bellenschermen. Tegelijkertijd onderzoeken drinkwaterbedrijven mogelijkheden om brak water – water met een chloridegehalte tussen zeewater en zoet water – in te zetten als bron voor drinkwater. Dit biedt mogelijk uitkomst voor de groeiende vraag naar drinkwater.

Freshman-project Dunea

In het Freshman-project deed Dunea met een aantal partners onderzoek naar het onttrekken en zuiveren van brak grondwater. Op proeflocaties in de Haagse duinen en het Belgische Koksijde keken de partijen gedurende vijf jaar hoe het systeem zich in de praktijk gedraagt. De drie belangrijkste vragen hierbij waren:

• Is het mogelijk brak grondwater te zuiveren tot drinkwater?
• Kan onttrekking van brak grondwater bijdragen aan het vergroten van de beschikbare zoetwatervoorraad?
• Helpt het onttrekken van brak grondwater om verzilting van bestaande bronnen tegen te gaan?

Ook Brabant Water onderzoekt de mogelijkheden voor het inzetten van brak grondwater als bron voor drinkwater. Hier lees je meer over deze pilot.

“We kunnen brak grondwater storingsvrij oppompen en zuiveren. “

Zuiveren is mogelijk, wegpompen vergroot zoetwaterbel

Uit het Freshman-onderzoek blijkt dat de zuiveringstechniek voor brak grondwater werkt, zegt Gertjan Zwolsman, projectleider bij Dunea. “We kunnen brak grondwater storingsvrij oppompen en zuiveren. Daarnaast is gebleken dat we met het wegpompen van brak water de ondergrondse zoetwaterbel lokaal kunnen vergroten. Dat kwam al naar voren in modelstudies en hebben we nu in de praktijk bevestigd. Bij onttrekkingen op 80 tot 100 meter diepte, verdiepte de zoetwaterbel rondom de winning tot wel 15 meter. Hierdoor ontstaat extra ruimte voor zoet grondwater. Dat vergroot de beschikbare voorraad voor drinkwater.”

Verzilting blijkt beheersbaar en omkeerbaar

Een opvallend resultaat van het onderzoek is dat verzilting niet altijd onomkeerbaar hoeft te zijn. Tijdens de pilot werd een diepe zoetwaterbron bewust belast door er langdurig water uit te onttrekken. Na enkele weken begon deze bron te verzilten. Vervolgens werd in dezelfde omgeving brak grondwater opgepompt. Het resultaat was volgens Zwolsman verrassend. “Na twee maanden was de balans weer volledig hersteld. Conclusie is dus dat verzilting omkeerbaar is. Door gericht te sturen met het oppompen van brak en zoet water kunnen we het grensvlak beïnvloeden.”

“Conclusie is dus dat verzilting omkeerbaar is”

Het Freshkeeper-concept

Deze bevinding vormt de basis voor het zogeheten Freshkeeper-concept. Bij dit concept gebruikt een drinkwaterbedrijf onttrekking van brak grondwater als instrument om bestaande zoetwaterwinningen te beschermen tegen verzilting, waardoor waardevolle zoetwaterreserves langer beschikbaar blijven. Zo ontstaat een robuuster watersysteem dat beter bestand is tegen klimaatverandering.

Bruikbaar voor andere drinkwaterbedrijven

Of dit concept ook bruikbaar is voor andere drinkwaterbedrijven hangt volgens Zwolsman af van de lokale geohydrologische situatie. “Als er brak grondwater aanwezig is in de buurt van een grondwateronttrekking is die onttrekking in principe verziltingsgevoelig. Zeker wanneer zoet en brak grondwater niet worden gescheiden door een kleilaag (aquitard). In dat geval kan het Freshkeeper-concept zeker nuttig zijn.” Eerder al heeft Vitens met een vergelijkbaar idee (de Zoethouder) een puttenveld in het Friese Noardburgum dat was gesloten wegens verzilting weer in gebruik kunnen nemen.

Brak grondwater toch geen nieuwe bron

Ondanks de veelbelovende resultaten van het Freshman-project heeft Dunea besloten om brak grondwater voorlopig niet in te zetten als aanvullende drinkwaterbron. Dat komt vooral door de impact op de natuur, zegt Zwolsman. “Oppompen van brak grondwater heeft invloed op de grondwaterstand in de duinen. Met name vochtige duinvalleien zijn kwetsbaar. Uit het onderzoek bleek dat grootschalige winning van brak grondwater zou leiden tot een verlaging van de grondwaterstand met ongeveer 5 tot 10 centimeter. Voor kwetsbare natuur is dat een aanzienlijk effect.”

Hogere productiekosten brak water

Ook het energieverbruik speelt een belangrijke rol, vult Willemijn Bouland, programmamanager Drinkwater voor de Toekomst bij Dunea, aan. “Omdat we brak water eerst moeten ontzilten, kost de productie van drinkwater meer energie dan wanneer we oppervlaktewater gebruiken. Hierdoor zijn ook de kosten hoger. Voor een volledig nieuw systeem liggen de productiekosten op ongeveer 2,25 euro per kuub (duizend liter), tegenover de huidige 1,45 euro (tarief 2026 excl. btw) bij gebruik van oppervlaktewater.”

Beter beheer en bescherming van bronnen

Om te kunnen voldoen aan de groeiende drinkwatervraag kiest Dunea voor andere opties: inname van regionaal oppervlaktewater uit De Vliet, gecombineerd met aanvullende zuiveringstechnieken. Dat brak grondwater momenteel geen voorkeursbron is, betekent niet dat het onderzoek zonder waarde is geweest. Integendeel: de opgedane kennis biedt mogelijkheden om bestaande drinkwaterbronnen beter te beschermen.

Verdere stijging zeespiegel

Bovendien kan de situatie in de toekomst veranderen. Door de stijgende zeespiegel neemt de druk van de zee op het grondwatersysteem toe. Dat kan leiden tot hogere grondwaterstanden in de duinen, zegt Zwolsman. “Rond 2040 of 2050 zou het effect van zeespiegelstijging mogelijk groot genoeg kunnen zijn om de huidige negatieve effecten van brakwaterwinning op de natuur te compenseren.”

Resultaten ook relevant voor andere landen

Niet alleen voor Nederland, maar ook internationaal kunnen de uitkomsten van het onderzoek interessant zijn, met name in kustregio’s en delta’s. Momenteel wordt in droge kustgebieden, zoals delen van Spanje en Californië, brak grondwater al succesvol ingezet voor de drinkwatervoorziening. Toch is brak grondwater niet overal een geschikte bron. Zo hangt de toepasbaarheid sterk af van de lokale geologische omstandigheden, de aanwezigheid van kwetsbare natuur en de beschikbaarheid van alternatieve bronnen.