Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit

Onttrekken grondwater, uitgangspunten voor ontwerp

Het onttrekken van grondwater, als middel om de saneringsdoelstelling (herstel, isolatie) te behalen, is erop gebaseerd dat in het verontreinigde gebied een stroming ontstaat naar de onttrekkingsmiddelen. Dit geldt voor zowel de horizontale als verticale verplaatsing.

  • Bij herstel van de bodemkwaliteit zullen de onttrekkingen er op gericht zijn de in de bodem aanwezige verontreinigingen zo effectief mogelijk af te voeren. Vaak is sprake van maximalisatie van het debiet waarmee de verontreinigde bodem (in maatgevende gedeelten) wordt doorstroomd.
  • Bij isolatie als saneringsdoelstelling, zullen de onttrekkingen er op gericht zijn de naar buiten gerichte verspreiding van verontreinigingen te voorkomen. Veelal is dan sprake van minimalisatie van het debiet dat benodigd is om, met een bepaalde zekerheid, aan de doelstelling te voldoen.

In beide gevallen wordt het ontwerp van de maatregel bepaald door de lokale bodemopbouw, de verontreinigingssituatie, het geohydrologisch systeem en diverse randvoorwaarden (zetting, verdroging, kwantitatief grondwaterbeheer). Een ontwerp zal primair op zijn functionaliteit getoetst moeten worden, zodat met het oog op doelstelling en omstandigheden voldoende toestroming gerealiseerd zal kunnen worden. Dit zal veelal in het ontwerp gemotiveerd zijn. In een aantal gevallen is het wenselijk het ontwerp te toetsen om voldoende zekerheid te krijgen. Dit kan bijvoorbeeld door het uitvoeren van een pompproef of extra (model)berekeningen. Het ontwerp bevat:

  • configuratie en specificatie van onttrekkings- en infiltratiemiddelen;
  • flankerende voorzieningen (pompen/leidingen, scherm, zuiveringssysteem, besturingssysteem, monitoring punten).

Het dimensioneren van de onttrekkingsmiddelen vindt in eenvoudige gevallen plaats op basis van ervaringsgegevens. Onder een eenvoudig geval wordt verstaan:

  • homogene watervoerende laag zonder deklaag;
  • enkele onttrekkingspunten, die met betrekking tot de invloed op de omgeving geschematiseerd kunnen worden als een onttrekking in het centrum van de locatie;
  • beperkte termijn of debiet van de onttrekking;
  • geen (her)infiltratie van water;
  • geen gevoelige gebieden.

Bij de overige (meer complexe) gevallen is de toepassing van rekenmodellen gebruikelijk en wenselijk (Rekenmodellen).

Op basis van gemeten stijghoogten in de onderscheiden watervoerende lagen dient duidelijk te zijn wat de natuurlijke stromingsrichting is, zowel in horizontale als in verticale richting. Dit kan voor de horizontale stroming inzichtelijk gemaakt worden aan de hand van isohypsenkaarten (een kaart waarin punten met gelijke stijghoogten via een lijn aan elkaar zijn verbonden) per onderscheiden watervoerende laag, zie figuur 1.

Figuur 1 Isohypsenkaart grondwater

Voor de verandering van de stromingssituatie als gevolg van het installeren van de saneringsmaatregel kan gebruikgemaakt worden van superpositie. Daarbij worden verlagingen als gevolg van een onttrekking en de verhoging van de stijghoogte als gevolg van een infiltratie opgeteld bij de oorspronkelijke stijghoogten. Ook deze gegevens dienen bij voorkeur beschikbaar te zijn in de vorm van kaarten en grafieken, zie figuur 2 figuur.

Figuur 2 Isohypsenkaart met verlagingen van de grondwaterstand als gevolg van een onttrekking

Voor de verticale richting wordt de toestroming inzichtelijk gemaakt door het stijghoogteverschil tussen filters, die in hetzelfde boorgat staan afgesteld in de onderscheidende watervoerende lagen, in een grafiek weer te geven. Wanneer het een grotere locatie betreft of een locatie waar reeds water wordt onttrokken, is het beter om een ‘kwelkaart’ samen te stellen voor de scheidende laag, die de verontreiniging begrenst. Deze kaart is vergelijkbaar met de isohypsenkaarten, waarbij elke lijn nu staat voor een gelijk stijghoogteverschil over de beschouwde, scheidende laag, zie figuren.

Figuur 3 Isohyspen kaart bij kwelsituatie : dwarsdoorsnede en bovenaanzicht

Met betrekking tot de beoordeling van de toestromingssituatie wordt opgemerkt dat deze kan veranderen als gevolg van seizoens- of lokale invloeden. Indien er mogelijk sprake is van een veranderende stromingsrichting, dan dienen er stijghoogtemetingen beschikbaar te zijn voor de te onderscheiden extreme situaties. Situaties die de stroming kunnen beïnvloeden zijn:

  • lage standen aan het einde van de zomer (droge seizoen) en hoge standen aan het einde van de winter (natte seizoen);
  • variërende stijghoogten als gevolg van fluctuaties in het oppervlaktewaterpeil. Globaal als een locatie binnen enkele honderden meters ligt van één van de grote rivieren of een haven;
  • eb- en vloedbeweging in kustgebieden; in het geval het een zeehaven betreft is een continue meting (ca. elk half uur), van maximaal een dag, gewenst om de beïnvloeding door het getij te bepalen;
  • het functioneren van het onttrekkingssysteem. Uitval van de pomp of het verminderen van de capaciteit door verstopping
    kan het gemiddelde debiet per dag beinvloeden. Beide aspecten zijn in de ontwerpfase moeilijk in te schatten, maar bij de dimensionering dient hiermee wel rekening te worden gehouden
  • fluctuaties in het rivierpeil: langs de rivieren is de periode waarover gemeten dient te worden afhankelijk van de fluctuaties. Veelal kan worden volstaan met het dagelijks peilen van stijghoogten gedurende een periode van enkele weken tijdens hoge rivierstanden en eenzelfde meetprogramma gedurende lage rivierstanden. Deze perioden vallen veelal samen met de eerdergenoemde droge en natte seizoenen;
  • fluctuaties door het in- of uitschakelen van additionele waterwinningen.

De verticale stromingsrichting van het grondwater kan naast de fluctuatie in stijghoogten ook beïnvloed worden door de (natuurlijke) kwaliteit van het grondwater in de onderscheiden watervoerende lagen. Vooral hoge zoutgehalten (> 800 mg/l) resulteren in een foutieve beoordeling van de verticale stromingssituatie. Als gevolg van de hogere dichtheid van het zoute water in de diepe peilbuis wordt een relatief te lage stijghoogte gemeten. Omgerekend naar ‘zoetwater-stijghoogte’ zal er voor de locatie sprake zijn van een geringere inzijging, dan wel een grotere kwel. Voor water met een hoog zoutgehalte vindt daarom een correctie plaats.