Search

Dunea verwacht een groei in de drinkwatervraag in het voorzieningsgebied. Omdat er in de aanvoer van rivierwater te weinig extra capaciteit kan worden gevonden met het huidige leidingsysteem, wordt er gezocht naar een aanvullende bron voor drinkwaterproductie. Daarnaast is Dunea afhankelijk van een strategische zoete grondwatervoorraad in het duin om drinkwatertekorten tijdens innamestops, bij een onvoldoende rivierwaterkwaliteit of technische calamiteiten in de aanvoer, te overbruggen. Winning en ontzilting van brakwater kan zorgen voor een extra, hoogwaardige en continue zoetwaterbron om de groei in de watervraag op te vangen. Daarnaast kan winning van brak grondwater een vergroting van de zoete grondwatervoorraad mogelijk maken indien er voldoende extra aanvulling is. Daardoor zullen bestaande diepe winningen minder verziltingsgevoelig zijn, waardoor langere overbruggingsperioden mogelijk worden. De haalbaarheid van brakwaterwinning in Meijendel en Berkheide wordt binnen COASTAR onderzocht met uitgebreide geohydrologische modelberekeningen. Daarnaast zal binnen het EU LIFE project FRESHMAN een veldpilot uitgevoerd worden met als doel te laten zien hoe een brakwaterwinning de strategische zoetwaterreserve kan vergroten en hoe brak grondwater een duurzame bron van drinkwater kan zijn voor Dunea. Dit rapport beschrijft de aanpak, het tijdspad, de locatie, en de opzet van de pilot.

In de COASTAR case Cities2Recharge wordt onderzocht hoe de infiltratie van overtollig stedelijk hemelwater richting het eerste watervoerende pakket gefaciliteerd kan worden met een slim beheerssysteem. Dit onderzoek sluit nauw aan bij diverse initiatieven voor aanleg van infiltratiesystemen in de gemeenten Rotterdam en Maassluis. Om toepassing van infiltratie in stedelijk gebied ook op grote schaal succesvol te laten zijn en blijven, is inzicht in de prestaties vereist. Dit onderzoek richt zich daarom specifiek op het monitoren en beheren van infiltratiesystemen. Voor de terugwinning van het opgeslagen water kan aanvullende monitoring of beheer gewenst zijn.

In de COASTAR case Cities2Recharge wordt onderzocht hoe de infiltratie van overtollig stedelijk hemelwater richting het eerste watervoerende pakket gefaciliteerd kan worden met een slim beheerssysteem. Dit onderzoek sluit nauw aan bij diverse initiatieven voor aanleg van infiltratiesystemen in de gemeenten Rotterdam en Maassluis. Om toepassing van infiltratie in stedelijk gebied ook op grote schaal succesvol te laten zijn en blijven, is inzicht in de prestaties vereist. Dit onderzoek richt zich daarom specifiek op het monitoren en beheren van infiltratiesystemen. Voor de terugwinning van het opgeslagen water kan aanvullende monitoring of beheer gewenst zijn.

Dunea, het waterbedrijf van Den Haag en omstreken, verkent de winning van brak grondwater (1) als alternatieve en/of aanvullende bron voor drinkwater en (2) als mogelijkheid om de strategische zoetwatervoorraad in de duinen te vergroten (‘Freshkeeper effect’). In dit rapport wordt een overzicht gegeven van ervaringen in Nederland en internationaal met ontzilting van brak grondwater door middel van omgekeerde osmose (brackish water reverse osmosis; BWRO). Uit 100 (wetenschappelijke) artikelen zijn 12 artikelen geselecteerd die (meerdere) BWRO toepassingen beschrijven in verschillende delen van de wereld. De geselecteerde studies hebben een BWRO voedingswater met een vergelijkbare kwaliteit als het verwachtte voedingswater bij Dunea. Aanvullend zijn vier Nederlandse BWRO toepassingen in detail geanalyseerd. Uit deze screening blijkt duidelijk dat BWRO het predicaat ‘bewezen technologie’ verdiend. In vergelijking met de BWRO installaties uit de geselecteerde artikelen en overige wetenschappelijke rapporten is het zoutgehalte in het voedingswater bij Dunea relatief hoog, hoewel het zoutgehalte nog steeds aanzienlijk lager is dan typische zeewaterconcentraties. Neerslagvorming door oververzadiging van kalk (calciumcarbonaat) en van ijzer- en mangaan(hydr)oxiden is een potentieel operationeel risico. Desalniettemin, uitgaande van een recovery van ≤50% en eventueel gebruik van niet-specifieke anti-scalants, lijkt een solide bedrijfsvoering goed haalbaar. Voorwaarde is wel dat het water anaeroob blijft gedurende de behandeling zodat ijzer- en mangaanneerslag wordt voorkomen. Hiermee is goede ervaring in de beschreven Nederlandse toepassingen. Het kan nodig te zijn om ammonium uit het permeaat te verwijderen om aan de Nederlandse drinkwater kwaliteitseisen te voldoen. Brak grondwater in de Nederlandse kustzone kan hoge concentraties methaan bevatten, dat niet verwijderd worden door RO membranen. Methaanverwijdering uit het geproduceerde permeaat door beluchting is daarom mog, Dunea, one of the ten drinking water companies in the Netherlands and operating in the coastal zone, is investigating the use of brackish groundwater for (1) an alternative and/or supplementary source for drinking water and (2) enlargement of their strategic freshwater reserve by the ‘Freshkeeper effect’. In this review, a selection of brackish water reverse osmosis (BWRO) installations operating on a comparable feed water quality with respect to the Dunea case are analysed in detail, together with four Dutch BWRO applications. Out of 100 screened articles 12 articles were found that described (multiple) BWRO plants located all around the world, clearly indicating that BWRO is proven technology. Compared to existing BWRO systems described in the selected articles and scientific reports, the salinity in the feed of the Dunea case is rather high, although far lower than seawater. Precipitation of calcite and of iron and manganese (hydr)oxides is a potential risk for brackish water treatment by Dunea. However, with a recovery of ≤50%, a solid operation with use of only simple anti-scalants to prevent calcite scaling seems viable as long as the water is kept anaerobic during treatment to prevent iron and manganese precipitation. Ammonium removal from the permeate might be required based on the current Dutch drinking water quality standards. As anoxic brackish groundwater in the coastal zone of The Netherlands may contain high concentrations of methane gas (which passes through RO membranes), methane removal from the produced permeate by aeration might be required. Even though there are some practical challenges to be addressed, BWRO application for drinking water production seems a viable route for Dunea.

Het conserveren van zoetwatervoorraden, zodat deze bij droogte benut kunnen worden voor (sub)irrigatie, is van groot belang voor de zoetwatervoorziening in de Zeeuwse landbouw. Binnen GO-Fresh is hiervoor een drietal concepten ontwikkeld (Freshmaker, Kreekruginfiltratiesysteem, Drains2Buffer), welke kunnen worden toegepast onder specifieke condities. De laatste jaren is gebleken dat twee condities nog onderbelicht zijn gebleven, ondanks dat deze op vele plekken respectievelijk voorkomen en beoogd zijn: 1. Aanwezigheid van de zoetwatervoorraad onder een (>8 m) dikke laag klei, waardoor conventionele diepdrains (tot ca. 6 en max. 8 m) geen productie geven. a. De aanleg van diepdrains onder (>8 m) dikke kleilagen is technisch doorgaans niet mogelijk. b. Daarnaast zorgt de aanwezigheid van een dikke kleilaag voor een beperkte/trage natuurlijke aanvulling van de zoetwatervoorraad; 2. Het benutten van water vrijkomend uit samengestelde, peilgestuurde drainage voor infiltratie en daarmee aanvulling van de zoetwatervoorraad, zonder risico op verstopping van infiltratiemiddelen en verontreiniging van het grondwater.Beide condities zijn niet per definitie gekoppeld en kunnen los van elkaar voorkomen, maar zij vragen om een generiek toepasbaar procedé zodat het uiteindelijke doel (conserveren en benutten zoetwatervoorraden) bereikt kan worden. Hoewel bouwstenen voor een dergelijk procedé aanwezig zijn vanuit GO-Fresh en gerelateerde projecten elders in Nederland, is dit procedé nog niet beschikbaar. Het doel van dit project is dan ook om:Te komen tot een geschikt procedé voor het conserveren en benutten van zoetwatervoorraden onder een dikke kleilaag, en voor het benutten van overtollig zoetwater vrijkomend uit samengestelde, peilgestuurde drainage voor kunstmatige aanvulling van zoetwatervoorraden via putten.

Het conserveren van zoetwatervoorraden, zodat deze bij droogte benut kunnen worden voor (sub)irrigatie, is van groot belang voor de zoetwatervoorziening in de Zeeuwse landbouw. Binnen GO-Fresh is hiervoor een drietal concepten ontwikkeld (Freshmaker, Kreekruginfiltratiesysteem, Drains2Buffer), welke kunnen worden toegepast onder specifieke condities. De laatste jaren is gebleken dat twee condities nog onderbelicht zijn gebleven, ondanks dat deze op vele plekken respectievelijk voorkomen en beoogd zijn: 1. Aanwezigheid van de zoetwatervoorraad onder een (>8 m) dikke laag klei, waardoor conventionele diepdrains (tot ca. 6 en max. 8 m) geen productie geven. a. De aanleg van diepdrains onder (>8 m) dikke kleilagen is technisch doorgaans niet mogelijk. b. Daarnaast zorgt de aanwezigheid van een dikke kleilaag voor een beperkte/trage natuurlijke aanvulling van de zoetwatervoorraad; 2. Het benutten van water vrijkomend uit samengestelde, peilgestuurde drainage voor infiltratie en daarmee aanvulling van de zoetwatervoorraad, zonder risico op verstopping van infiltratiemiddelen en verontreiniging van het grondwater.Beide condities zijn niet per definitie gekoppeld en kunnen los van elkaar voorkomen, maar zij vragen om een generiek toepasbaar procedé zodat het uiteindelijke doel (conserveren en benutten zoetwatervoorraden) bereikt kan worden. Hoewel bouwstenen voor een dergelijk procedé aanwezig zijn vanuit GO-Fresh en gerelateerde projecten elders in Nederland, is dit procedé nog niet beschikbaar. Het doel van dit project is dan ook om:Te komen tot een geschikt procedé voor het conserveren en benutten van zoetwatervoorraden onder een dikke kleilaag, en voor het benutten van overtollig zoetwater vrijkomend uit samengestelde, peilgestuurde drainage voor kunstmatige aanvulling van zoetwatervoorraden via putten.

Op elk van de vier Friese Waddeneilanden is een RWZI aanwezig die een continue stroom van gezuiverd effluent levert. Deze waterstroom wordt momenteel op de Waddenzee geloosd. Het benutten van gezuiverd RWZI-effluent kan juist uitkomst bieden voor een duurzamere en robuustere lokale zoetwatervoorziening. Hergebruik van RWZI-effluent is niet nieuw en wordt op verschillende plekken in de wereld reeds succesvol toegepast voor vele doeleinden, waaronder de productie van irrigatiewater, industriewater, en zelfs drinkwater. Het doel van deze verkennende studie is het inventariseren van de mogelijkheden om de huidige en toekomstige effecten van de drinkwaterproductie op de Waddeneilanden tegen te gaan door het hergebruiken van RWZI-effluent.

The reactive transport impacts of a multiple partially-penetrating well (MPPW-)ASR system in a brackish, heterogeneous coastal aquifer are complex due to geochemical heterogeneities, cation-exchange, mineral dissolution, and redox processes, as well as complex fluid flow induced by density-differences between the injection water and ambient water. To understand the impact of relevant processes during MPPW-ASR, a reactive transport model was setup based on geochemical observations to evaluate the long-term impacts on the injected freshwater and the surrounding brackish water, which is diluted partially by the freshwater. It was found that the major impacts on the injection water during the initial cycles of MPPW-ASR were cation-exchange, Fe-Mn-carbonate dissolution, pyrite oxidation, and MnO2 reduction by Fe2+, whereas in later cycles the water composition was impacted by pyrite oxidation, trace metal sorption, oxidation of Fe2+ and Mn2+, and the reduction of MnO2 by Fe2+. The surrounding brackish water is diluted by the injected freshwater and forms a water type which is depleted in Na+ and enriched in HCO3- in the initial cycles but becomes enriched in Na+ and Cl- in later cycles. This water type is then transported away from the ASR-well, as well as towards the shallower intervals of the aquifer, maintaining its composition. The results of this project indicate that redox processes still affect the composition of the injected freshwater and the surrounding brackish water around the freshwater bubble is an undesirable water-type that could potentially harm the quality of the injection water.

Aquifer storage and recovery (ASR) can be an important technique to help meet the increasing freshwater demand in coastal areas. It involves the infiltration and storage of freshwater in a suitable aquifer through a well during times when water is available and its recovery from the same well during times of need. Conventional ASR with a fully penetrating well (FPW-ASR) is generally unviable in brackish aquifers due to the buoyancy force on stored freshwater. However, field pilots suggest that dedicated multiple partially penetrating wells (MPPW-ASR) have the potential to increase the recovery efficiency (RE) of ASR in brackish aquifers. The present study focused on validating and quantifying this improved recovery with use of a 2D lab-scale sandbox model, complemented by numerical SEAWAT simulations. A representative numerical 3D field-scale model with a normal fully penetrating well was able to validate the reduced RE of FPW-ASR with a lower dimensionless D-parameter, i.e. with a larger relative influence of buoyancy. The RE also reduced with a higher ratio of injection radius to aquifer height (r/H), i.e. with a longer duration of infiltration. The latter observation contradicts previous studies, possibly due to numerical dispersion, and requires further research. Nevertheless, simulating ASR scenarios with different aquifer properties and operational parameters can result in the same RE, provided that D, r/H, and the relative durations of the ASR phases are constant for a given grid discretization. This enabled downscaling of numerical ASR scenarios from field-settings to lab-settings. The improved RE of freshwater using MPPW-ASR instead of FPW-ASR in brackish aquifers was confirmed by the numerical 3D-field scale model. However, the RE of MPPW-ASR was not necessarily optimised because of the simplified operation in this study. When MPPW-ASR is optimised for a specific scenario, the RE can be further ameliorated. However, the potential relative improvement decre

Freshwater resources in coastal zones are limited while demands are high, resulting in problems like seasonal water shortage, overexploitation of freshwater aquifers, and seawater intrusion. Three subsurface water technologies (SWT) that can provide robust, effective, and cost-efficient solutions to manage freshwater resources in the subsurface are evaluated using groundwater modelling and validation at field-scale: (1) ASR-coastal to store freshwater surpluses in confined brackish-saline aquifers for recovery in times of demand, (2) the Freshkeeper to counteract salinization of well fields by interception and desalination of upconing brackish groundwater, and (3) the Freshmaker to combine ASR and Freshkeeper to enlarge the volume of natural freshwater lenses for later abstraction. The evaluation indicates that SWT can be used in various hydrogeological settings for various hydrogeological problems like seawater intrusion, upconing, and bubble drift during ASR and have significant economic benefits. Although only sporadically applied to date, we foresee that SWT will stimulate (cost-)efficient and sustainable exploitation of various freshwater sources (like groundwater, rainwater, treated waste water, surface water) in coastal zones. Prolonged SWT testing in the current pilots, replication of SWT in other areas worldwide, and the development of technical and non-technical support tools are required to facilitate potential end-users in investment decision making and SWT implementation., Geoscience & Engineering, Civil Engineering and Geosciences

Om een gebied klimaatbestendig te maken heeft het lokaal bergen en nuttig toepassen van regenwater de voorkeur. In steden met een intensief ruimtegebruik is dit niet eenvoudig. Maar er zijn mogelijkheden door bijvoorbeeld regenwater op grotere diepte te bufferen. Dit kan met ondergrondse waterberging, in het Engels aangeduid als ‘aquifer storage en recovery’. Zelfs in een drukke stad als Rotterdam, zo blijkt.