Ontwerp Meetnet Zoetwatervoorkomens Zeeland - Technisch en geohydrologisch onderzoek

Opdrachtgever: Provincie Zeeland en Waterschap Scheldestromen

Beschrijving: Voor een duurzaam gebruik van zoetwatervoorraden in de Zeeuwse ondergrond is inzicht in de dynamiek van deze voorraden belangrijk. De afgelopen 10 jaar zijn er veel nieuwe landbouwonttrekkingen bij gekomen, maar er wordt niet gemonitord of en wat voor effect dit heeft op de zoetwaterbellen. In dit project is een meetnet ontworpen om de zoetwatervoorraden te monitoren.

In een technische spoor is de meettechniek uitgewerkt op basis van een automatische zoutwachter. Deze bestaat uit een kabel waarop zich meerdere elektroden bevinden, en een meetinstrument bestaande uit een sensor/schakel module en telemetrie.  In een geohydrologisch spoor is een geohydrologisch onderzoek uitgevoerd naar potentiële meetlocaties. Deze locaties zijn beoordeeld op basis van beschikbare data van de ondergrond, het grondwatersysteem en de zoet-zoutsituatie en zijn 53 geleidbaarheidssonderingen uitgevoerd als input voor het ontwerp van het meetnet. Deze locaties zullen worden uitgerust met een peilbuis voor het monitoren van de freatische grondwaterstand en een zoutwachter voor het meten aan het zoet-zout grensvlak. Per locatie is de juiste plaatsingsdiepte van de zoutwachterkabel bepaald, waarbij gebruik wordt gemaakt van een vaste elektrodensectie met 24 elektroden over een totale lengte van 11,5 m (elektrodenafstand van 0,5 m).

Rapport: Kaandorp, V. P., & Hopman, V. (2024). Ontwerp Meetnet Zoetwatervoorkomens Zeeland - Technisch en geohydrologisch onderzoek. In Deltares report 11207005-002-BGS-0001.

Waarom meten en monitoring?

• Karakterisatie grondwatersystemen (bijv. zoet-zout grensvlak)

• Zoet-zout grondwatermodellen (bepaling initieel chloride-veld, calibratie)

• Meer proces-kennis (bijv. zoute wellen, interactie grondwater-oppervlaktewate, regenwaterlens)

• Monitoring effecten van veldexperimenten en maatregelen (bijv. GO-FRESH, dichten wellen)

• Monitoring effecten van ingrepen / veranderingen omgeving (bijv. herstel getijdegebied, vernatting natuurgebied, opkegeling zout grondwater onder onttrekkingen)

Welke technieken gebruiken we nu?

Doel: kartering zoet-zout grensvlak en zoet-zout verdeling ondergrond

Punt-metingen

• TEC-probe: temperatuur - saliniteit prikstok

• ECPT: Electrical Cone Penetration Test

• SlimFlex: monitoring zoet-brak-zout

• Grondwater bemonstering

• VES: Verticale Electrische Sondering

2D-metingen

• EM31-EM34

• CVES: Continue Verticale Electrische Sondering

• HEM (quasi-3D): Helikopter Electro-Magnetisch

Verzoeting en verzilting freatisch grondwater in de Provincie Zeeland

Opdrachtgever: Provincie Zeeland
Betrokkenen vanuit Deltares: Gualbert Oude Essink, Perry de Louw, Esther van Baaren
Beschrijving: In dit langjarig project wordt onderzoek gedaan naar de verzilting en verzoeting van het grondwater in de bovenste meters van de ondergrond onder invloed van zeespiegelstijging en een veranderend klimaat. Het hoofddoel is te kijken welke waterbeheersmaatregelen effectief zijn in het bestrijden van de verzilting in Zeeland in landbouw- en natuurgebieden. Speciale aandacht wordt gegeven aan de zogenaamde relatief dunne regenwaterlenzen in landbouwpercelen. Naast het ontwikkelen van een betrouwbaar modelinstrumentarium zal een uitgebreide meerjarige meetcampagne plaatsvinden waarmee het voorspellend vermogen van het modelinstrumentarium wordt vergroot.
Rapport: Oude Essink, G.H.P., Louw, de, P., Stevens, S., de Veen, B., de, Prevo, C., Marconi, V. en Goes, B. 2009, Meetcampagne naar het voorkomen van regenwaterlenzen in de Provincie Zeeland, 2007-U-R0925/A, 132p. download
Artikel: Louw, P.G.B., de, Eeman, S., Siemon, B., Voortman, B.R., Gunnink, J., van Baaren, E.S., and Oude Essink, G.H.P., 2011, Shallow rainwater lenses in deltaic areas with saline seepage, Hydrol. Earth Syst. Sci., 15, 3659-3678.
link to HESS

Succesvolle eerste test GO-FRESH proef Kreekrug Infiltratie Proef

Tijdens het voorjaar van 2013 is een innovatief infiltratiesysteem getest op een kreekrug in Serooskerke (Walcheren). Met het systeem wordt zoet oppervlaktewater via peilgestuurde drainage geïnfiltreerd om de zoetwaterlens onder de kreekrug te vergroten. Een uitbreiding van de zoetwaterlens geeft agrariërs de kans om meer grondwater te gebruiken voor irrigatie. Vanwege het natte voorjaar was er voldoende zoet oppervlakewater beschikbaar om het systeem te testen (Figuur). Uit verschillende meetresultaten blijkt dat tijdens een korte infiltratieperiode van twee weken, een significante verlaging van het grensvlak heeft plaatsgevonden. Na de komende infiltratieperiode (september – maart 2014) zal blijken hoe effectief het systeem op langere termijn is.

Figuur: Zoet oppervlaktewater wordt achter de stuw opgevangen en geïnfiltreerd in de kreekrug via het peilgestuurde drainagesysteem. Een jaar geleden ging het zoete water nog ‘verloren’ in een brakke, primaire watergang.

Meer informative: www.GO-FRESH.info

Informatie Geofysische technieken (Airborne EM)

download Poster Texel congres

Een relatief nieuwe geofysische meettechniek om de nulsituatie in de zoet-brak-zout verdeling in het grondwater te bepalen en die momenteel sterk in de belangstelling staat is de zgn. Airborne EM-techniek. Met deze meettechniek wordt met een actief elektromagnetisch (EM) systeem de elektrische geleidbaarheid van de ondergrond bepaald. De uitvoerig vindt plaats vanuit het vliegtuig of de helikopter. Door gebruik te maken van verschillende frequenties kan op verschillende diepten worden gemeten en een geleidbaarheidsprofiel van de bodem worden opgebouwd. Twee specifieke toepassingen zijn HEM (ontwikkeld door BGR, Duitsland) en Sky-Tem (ontwikkeld door Universiteit Aarhus, Denemarken).

Recent zijn binnen het Interreg IV-B project Cliwat (www.cliwat.eu, poster SWIM 21) beide technieken operationeel gemaakt in een aantal Nederlandse deelgebieden in het kustgebied met als doel de initiele zoet-brak-zout verdeling nauwkeurig te karteren. Hierbij zijn de verkregen geophysische data vergeleken met andere meettechnieken zoals analyses grondwater, TEC-prikstok-metingen, boorgatmetingen en de zoet-brak en brak-zout grensvlakkarteringen van TNO (zoet-zout REGIS). Zowel in Schouwen-Duiveland, Perkpolder (Zeeland) is de verdeling succesvol gekarteerd; in Noord-west Friesland wordt er nog aan gewerkt.

Het is mogelijk dat voor andere deelgebieden vergelijkbare Airborne metingen te laten uitvoeren om de referentie situatie (nulsituatie) van de de zoet-brak-zout verdeling vast te leggen, voordat een willekeurige ingreep plaatsvindt.

Voordelen van deze technieken zijn: a. dat het een 3D beeld levert van de zoet-brak-zout verdeling tot een diepte van minstens 40m tot 150m onder het maaiveld, en b. dat de meting is te herhalen ná de uitvoering van de ingreep zodat een mogelijk verschil in de zoet-brak-zout verdeling indirect te bepalen is. In relatie tot 2D profielen met een beperkt aantal peilbuizen/boorgatmetingen is deze methode een kost-efficiënte data-aquisitie.

Deltares heeft samen met TNO goede contacten met beide instituten en kan door de kennis opgedaan in het CliWat project de data-aquistitie en transitie van EM data naar zoet-brak-zout date efficiënt begeleiden.

NIEUW FRESHEM Zeeland (FREsh Salt groundwater distribution by Helicopter ElectroMagnetic survey in the Province of Zeeland). Eind 2014 is een onderzoeksprogramma van Deltares, TNO en BGR van start gegaan om in de Provincie Zeeland de 3D zoet-brak-zout verdeling van het grondwater gebiedsdekkend te karteren!

Informatie: esther.vanbaaren@deltares.nl, gualbert.oudeessink@deltares.nl, perry.delouw@deltares.nl of jan.gunnink@tno.nl