Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit

Isolatie, geohydrologisch, uitgangspunten voor het ontwerp, aandachtspunten voor onderzoek

Aandachtspunten bij het geohydrologisch onderzoek

Detaillering in onderzoeksfasen
In het nader onderzoek komen bruikbare gegevens beschikbaar over de bodemopbouw en de geohydrologie, onder andere als bijprodukt van het onderzoek naar de omvang van de verontreiniging in ruimtelijke zin. Om vast te stellen of sprake is van onaanvaardbare risico's op basis van de actuele verspreidings- en blootstellingsrisico’s is een goede beeldvorming van de grondwaterstroming crucial en de aard van de verontreinigingen essentieel.

Hiervoor dient gebruikt te worden gemaakt van informatie inzake:

  • Bodemopbouw: de aard van de bodem bepaalt in belangrijke mate de stroomsnelheid en daarmee is de bodemopbouw ook bepalend voor de stroomrichting
  • Aard van de verontreiniging: het gedrag van de verontreinigende stoffen in de bodem is per stof anders. Daarom zal saneringsonderzoek zich specifiek moeten richten op de relevante parameters
  • Geohydrologisch regime: de stroomsnelheid van water heeft belangrijke invloed op het gedrag van verontreinigingen. Zaken zoals grondwaterstanden, -stroomrichting, polderpeilregime, etc. moeten bekend zijn.

Met deze informatie kunnen varianten voor de sanering ontwikkeld worden. De aard van de varianten hangt uiteraard van de situatie ter plaatse en de bestemming van het terrain.

Voor geohydrologische isolatie in de tabel "Checklist" is weergegeven welke gegevens verzameld moeten worden om de toepasbaarheid van geohydrologische isolatietechnieken vast te kunnen stellen.

Als geohydrologische isolatie in een van de varianten is opgenomen, moet het saneringsonderzoek uitsluitsel geven over:

  • het invloedsgebied van de maatregel;
  • het globale debiet;
  • de grondwaterstandsverlagingen;
  • het globale ontwerp van het onttrekkingssysteem.

Hiervoor zijn geohydrologisch onderzoek en berekeningen nodig. Uit de veronderstelde kwaliteit van het te onttrekken grondwater, moet een (voorlopig) processchema van een waterzuivering kunnen worden opgesteld (voor meer informatie zoek tevens op verwerken van bij bodemsanering vrijkomend grondwater).

Literatuuronderzoek
Vooral voor een eerste verkenning van de bodem kan veel nuttige informatie worden gehaald uit de Grondwaterkaart van Nederland van TNO Grondwater en Geo-energie1. Deze kaarten gaan specifiek in op de geohydrologische opbouw van de bodem en stijghoogten in de watervoerende lagen. TNO beheert ook een databank met stijghoogtegegevens uit het landelijk grondwatermeetnet (DINO) en van de provinciale meetnetten. Waterstaatskaarten geven een beeld van de peilen van het oppervlaktewater. TNO-NITG bezit een archief met gegevens betreffende de bodemopbouw.

Rekenmodellen
In het beginstadium kunnen bij het opstellen van de varianten indicatieve berekeningen met behulp van een analytische methode worden uitgevoerd. Deze berekeningen kunnen een indruk geven over het invloedsgebied van een onttrekkings- of infiltratiemiddel, de te onttrekken of te infiltreren debieten en de optredende grondwaterstandsverlagingen of -verhogingen. In sommige gevallen kan het noodzakelijk zijn om al in dit stadium met een grondwaterstromingsmodel te werken. In onderstaande tabel is aangegeven welke berekeningsmethoden en -modellen onder meer geschikt zijn. Voor meer meer informatie zoek ook op rekenmodellen.

Tabel Voorbeelden van computersoftware voor grondwatermodellen.

Tweedimensionaal

seep

micro-fem

Driedimensionaal

modflow

triwaco

simgro

micro-fem

Organisaties die zich in het verleden onder andere bezig hebben gehouden met de inventarisatie van software op geohydrologisch gebied zijn SAMWAT en het IGWMC2.

In de ontwerpfase kan veldonderzoek noodzakelijk zijn om relevante geohydrologische parameters vast te stellen voor de nadere uitwerking van de gekozen variant. Dit kan plaatsvinden door de uitvoering van veld- en laboratoriumonderzoek.

Veldonderzoek geohydrologie
Tot het geohydrologische veldonderzoek behoren stijghoogtemetingen (in peilfilters) en onderzoek naar de bodemopbouw. Geohydrologische eigenschappen van de bodem kunnen worden verkend door het uitvoeren van boringen en het beschrijven van de uitgeboorde grond op kenmerken als korrelgrootteverdeling, klei- en humusgehalte en laagdikte. Indirect kunnen deze eigenschappen worden vastgesteld door geofysische boorgatmetingen: metingen in het boorgat van pH, elektrische geleidbaarheid, natuurlijke gamma-straling e.d. met sensoren. Daarnaast kunnen nog verschillende geofysische onderzoeksmethoden aan de aardoppervlakte worden toegepast die ook informatie verschaffen over de bodemopbouw en/of de grondwaterkwaliteit.

Behalve de veel toegepaste geo-elektrische en geomagnetische metingen kunnen ook seismische en radarmetingen belangrijke informatie opleveren over de ondiepe ondergrond, zonder de natuurlijke situatie te verstoren. Ook reeds beschikbare sondeergrafieken vormen, omdat ze ten behoeve van bouwwerken in grote aantallen worden uitgevoerd, een nuttig en veel gebruikt hulpmiddel bij de schematisatie van de ondergrond. Als tijdens het sonderen ook de waterspanning en/ of de elektrische geleidbaarheid worden gemeten kan hiermee een redelijk inzicht in de bodemopbouw worden verkregen.

De doorlatendheid van de bodem en het doorlaatvermogen van aquifers kunnen in situ worden bepaald door het uitvoeren van metingen. Enkele veelgebruikte methoden zijn dissipatietesten (vaststellen doorlatendheid bodem, de methode ‘Hooghoudt’) en de pompproef (vaststellen doorlaatvermogen aquifers). Bij de dissipatietesten wordt in een ondiep boorgat een zekere hoeveelheid water verwijderd, waarna de snelheid waarmee het water in het boorgat terugloopt wordt gemeten. Deze snelheid is een maat voor de doorlatendheid. De waarde die met deze eenvoudige en goedkope methode wordt berekend, heeft slechts betekenis in een beperkt gebied. Met een pompproef wordt een situatie bereikt die veel overeenkomst heeft met de werkelijkheid van het geohydrologisch beheersen. In een centraal punt wordt de stijghoogte in een pompput verlaagd. Op regelmatige afstanden wordt de verlaging in de stijghoogte gemeten. Hieruit wordt het doorlaatvermogen van een watervoerende laag berekend (zie literatuurverwijzing 4). Onder sommige geohydrologische omstandigheden zijn de resultaten slecht interpreteerbaar. Het uitvoeren van een pompproef is een kostbare aangelegenheid en wordt soms (pas) in de implementatiefase uitgevoerd. Waardevolle informatie met betrekking tot veldonderzoek wordt geboden in het ILRI-bulletin ‘Drainage principles and applications’ (zie literatuurverwijzing 5).

Laboratoriumonderzoek geohydrologie
Uit een korrelverdelingsanalyse kan een conclusie over de doorlatendheid van een watervoerende laag worden getrokken. Een eerste indruk geven parameters als M50 (de zandmediaan: de korrelgrootte waarboven de helft van de massa ligt van de zandfractie, d.w.z. van de deeltjes tussen 50 en 2000 µm) en D60/D10 (de uniformiteits- of gelijkmatigheidscoëfficiënt van de zandfractie, waarbij Dx staat voor de korrelgrootte waaronder x gewichts% van de zandfractie ligt). Er bestaan verschillende formules waarmee, uitgaande van deze parameters, de doorlatendheid kan worden berekend. Dit kan ook via het uit de korrelverdeling te berekenen U-cijfer (verhouding tussen oppervlakte van de deeltjes en de oppervlakte van eenzelfde massa bolvormige deeltjes met diameter van 1 cm). De bruikbaarheid van op deze wijze berekende doorlatendheden neemt toe met de homogeniteit van pakketten(zie literatuurverwijzing 5).