Water opslaan en ­infiltreren wordt van cruciaal belang

Als sinds halverwege de 19e eeuw wordt er drinkwater gewonnen uit de Grafelijkheidsduinen bij Den Helder.

Brak water

Dunea, het drinkwaterbedrijf voor Zuid-Holland, onderzoekt sinds 2021 de mogelijkheid om drinkwater uit brak grondwater te winnen, waarmee hun wateraanbod sterk wordt vergroot. Dat vermindert de afhankelijkheid van gezuiverd water uit de Lek, Rijn en Maas, terwijl de zoetwaterbel onder de duinen minder gevoelig wordt voor verzilting. Het zogeheten Freshman-project (sustainable freshwater management in coastal zones) heeft een looptijd tot 2030 en is uniek voor de EU: nog niet eerder zijn op geohydrologisch niveau metingen uitgevoerd naar de gehaltes van zoet, brak en zout water in 3D, inclusief hun grondwaterstroomsnelheden.
Waar komt hun project nu op neer? Onder de duinen ligt een zoetwaterbel die drijft op zout grondwater. Dunea filtert het tussenliggende brakwater door middel van RO-membranen (omgekeerde osmose). Daarmee maakt het drinkwaterbedrijf brak grondwater geschikt voor drinkwater, terwijl de zoetwatervoorraad toeneemt. Gertjan Zwolsman, adviseur bronnenbeheer bij Dunea, over de werking: ‘Met deze zoetwaterbel moeten we heel voorzichtig zijn, want als we te veel onttrekken, verzilt de grondwatervoorraad. Daarom onderzoeken we tevens of we door winning van brak grondwater onze zoetwatervoorraad langer kunnen inzetten als de aanvoer van rivierwater naar onze duinen wegvalt. Denk aan sterke verontreiniging van rivierwater door een lozing of ramp. Zo krijgen we meer respijt tijdens calamiteiten.’
‘Grondwater- en zoutwatertransportmodellen spelen een cruciale rol bij het evalueren van bedreigingen en oplossingen om onze delta bewoonbaar te houden’, zegt Daniël Zamskry van de Universiteit van Utrecht, die daar onderzoek naar heeft uitgevoerd en samenwerkt met Dunea. ‘Hoe meer data we hebben, des te beter we beslissingen kunnen nemen om ons op risico’s als drinkwaterschaarste voor te bereiden.’

Laag Nederland

Achter de duinen, van Alkmaar tot Hoek van Holland, ligt laag Nederland. Hier, in een steeds dichter bevolkt gebied dat zich van Noord- en Zuid-Holland naar Utrecht uitstrekt, bevindt zich van origine het economische hart van ons land. Ook hier, ver onder de zeespiegel, komen de meeste uitdagingen voor ons watersysteem bij elkaar: een stijgende vraag naar drinkwater en zoetwater, meer bebouwing, natuurbeheer (Het Groene Hart) en bodemdaling, in sommige gebieden tevens in combinatie met verzilting. Die processen zijn onderling afhankelijk en kunnen elkaar in de haren zitten.
Het meest treffende voorbeeld daarvan is bebouwing in de laaggelegen delen. Circa een kwart van onze nieuwe wijken wordt in laag Nederland gebouwd. Volgens het laatste rapport van de deltacommissaris [4] hebben we hier zowel gemalen als waterberging met ruimtelijke keuzes nodig. Want waar eerst weilanden waren en het water vrij stroomde, komen nu nieuwbouwwijken te staan. Door verstening kan het water minder weg. Tegelijkertijd neemt de vraag naar drink- en zoetwater toe, zowel voor de nieuwe woonwijken als voor het openbaar groen (CBS-voorspellingen voor Dunea spreken van 95 miljoen m³ in 2030 terwijl er nu 85 miljoen m³ drinkwater wordt gewonnen). Op de langere termijn – 2040 en later – volstaan kleinschalige oplossingen niet meer.
Coastar, het kennisnetwerk van publieke en private organisaties langs de kust, voert sinds 2016 langjarig onderzoek uit naar slimmer gebruik van de ondergrond, enerzijds voor de opslag van zoetwater, anderzijds naar de afvang van brakwater voor zoetwaterproductie. De vooruitzichten zijn gunstig: een groot deel van laag Nederland kan in meer of mindere mate via ondergrondse buffers van meer zoetwater worden voorzien. Wel zullen geohydrologen nog een groot aantal experimenten moeten uitvoeren om een beter beeld te krijgen van de achtergrondstroming van grondwater (meer grondstroming leidt tot minder geschiktheid), de permeabiliteit van de ondergrond, het zoutgehalte en het opbarstrisico (als de druk door zoetwaterinjectie stijgt en bovenliggende lagen onvoldoende tegendruk geven, bestaat de kans op scheuren).

Kansrijkheidskaart voor ondergrondse waterberging in Nederland.

Ruimtebeslag

Ondergronds of bovengronds, de aanleg van buffers heeft hoe dan ook gevolgen voor de ruimtelijke ordening. Natuurlijke opslag van drink- en oppervlaktewater is weliswaar goedkoper dan de aanleg van ondergrondse buffers, maar leidt tot meer ruimtebeslag. AT Osborne, een consultancy- en managementbureau voor de bouw, heeft eind vorig jaar een backcasting-studie gepubliceerd naar de integratie van waterbuffers in het polderlandschap tussen Den Haag, Alphen aan de Rijn, Gouda en Rotterdam [3].
Daarvoor is uitgegaan van het waterbeheer in het jaar 2100, gebaseerd op een waterbalans en KNMI-scenario’s voor de voorspelde toekomstige weersomstandigheden. In de studie zijn alle (toekomstige) waterstromen in het gebied in kaart gebracht, van neerslag en verdamping tot kwel en bemaling. Ligt grondwater onder het peil, dan wordt er water ingelaten, komt het boven het streefpeil, dan wordt er bemaald. Tevens heeft men de verwachte bebouwing in het model meegenomen.
Wat blijkt? Hoewel nieuwe technieken als waterbewuste bouw (denk aan wadi’s, groene daken en doorlatende tegels) en benutting van regenwater zeker positieve effecten hebben, is er in 2100 nog 34 miljoen m³ extra waterbuffering nodig, met name in tijden van droogte. Dat volume komt overeen met 4 à 5 procent van de oppervlakte van het gehele gebied. Of twintig keer de omvang van de Kralingse Plas (circa 1 km²). Of provincies en waterschappen die buffers centraal of decentraal moeten gaan inrichten, laat de consultancy in het midden. Eén ding is echter wel zeker: het bevoegd gezag – overheden en waterschappen – komt voor ingrijpende dilemma’s te staan.

Voorgestelde aanpassingen voor het jaar 2100 voor de integratie van waterbuffers in het polderlandschap tussen Den Haag, Alphen aan de Rijn, Gouda en Rotterdam.

Urban waterbuffer

De mismatch tussen wateroverschot en -tekort treedt het meest pregnant in Rotterdam naar voren. Circa twaalf procent van alle woningen kampt regelmatig met wateroverlast, met name in de 19de eeuwse wijken. Door veel steen en weinig openbaar groen kan het regenwater nauwelijks weg. ’s Zomers gebeurt het tegenovergestelde: door langere droge perioden krijgt de stad met meer watertekorten te maken, terwijl de temperatuur ’s zomers, vergeleken met het omringende platteland, soms wel 8 °C hoger ligt. Ruim een kwart van de inwoners heeft last van dit ‘urban heat effect’. En dat niet alleen: lage grondwaterstanden ’s zomers leiden tevens tot bodemdaling, met schade aan de funderingen tot gevolg.
Omdat bovengrondse buffers te veel ruimte kosten, zet Rotterdam in op ondergrondse opslag met zogenaamde Urban Waterbuffers (UWB), de laatste rond het Zuiderpark. Regenwater van het dak van Winkelcentrum Zuidplein, de Gooilandsingel en parkeerplaats P2 van Ahoy wordt tijdelijk opgeslagen in een (afgedamd) deel van het Zuiderpark. Daarna zuiveren filters en zand het water en wordt 300.000 m³ water op 15 - 30 m diepte geïnjecteerd in een grote zoetwaterbel voor later gebruik. Rotterdam Ahoy heeft al aangegeven dat ze dit water voor schoonmaak wil gebruiken, de nieuwe Pathé bioscoop voor spoeling van de toiletten. Eerdere UWB’s zijn gerealiseerd in Spangen (naast het Sparta-stadion), de Robert Fruinstraat in Rotterdam-West en bij het Museumpark.
De laatste ontwikkeling is de combinatie van de UWB met actief beheer van het grondwaterpeil. De buurt Klapwijk in de gemeente Pijnacker heeft dat recent voor het eerst toegepast, in samenwerking met ontwikkelaar Field Factors en Waterschap Delftland. Door veenoxidatie is de bodem in wijk de laatste dertig jaar met 60 tot 80 cm gezakt terwijl voor de rest van de gemeente de helft gebruikelijk is. Met de nieuwe UWB wordt niet alleen bodemdaling geremd, maar ook droogte en bijkomende schade aan de onder- en bovengrondse infrastructuur voorkomen.
Volgens Léon Dielen, adviseur en programmaleider water bij bouwbedrijf Heijmans, moeten we het stedelijk gebied en bebouwing als een spons gaan zien. Heijmans is een van de aannemers van de UWB, ontwikkeld door Field Factors en Rotterdam. ‘In plaats van water snel af te voeren, moeten we dat voor droogte in het gebied vasthouden’, zegt hij. ‘Eerst verminderen van de watervraag, vervolgens pas winnen, niet andersom door de vergunningen te verruimen. In plaats van ophogen en draineren voor nieuwbouwwijken kunnen we beter kijken naar hoe de natuur zich in het gebied gedraagt. Paalwoningen zijn een mogelijkheid, houtbouw en drijvende woningen een andere. Voor onze bouwprojecten voeren we vooraf een ecologie-, bodem- en waterscan uit, een analyse waarbij we het systeem als geheel beoordelen, zodat het project beter past in en bij de omgeving.’

In Rotterdam zijn al verschillende UWB’s gerealiseerd, waaronder een naast het Sparta-stadion in de wijk Spangen.

Hoog Nederland

Hoog Nederland, circa éen-derde van ons land, kent een geheel andere waterhuishouding. Boven de zeespiegel liggen vooral zandgronden die zich van Brabant en Limburg – met een onderbreking van de grote rivieren – tot de Veluwe, Drenthe en het oostelijk deel van Overijssel uitstrekken. Hier zijn amper mogelijkheden tot grootschalige waterbuffers. Het gebied is vrijwel volledig afhankelijk van neerslag en grondwater. De laatste jaren hebben waterschappen en drinkwaterbedrijven dan ook ingezet op herstel van beken, dempen van sloten en het afkoppelen van regenwater van het verharde oppervlak. Droogte wordt een steeds groter probleem.
Ook hier zien we dat het poldermodel – water zo snel mogelijk afvoeren naar het IJsselmeer of juist daaruit putten – zijn langste tijd heeft gehad. Bovendien wordt winning uit het IJsselmeer halverwege deze eeuw steeds moeilijker. Volgens onderzoek van KWR in opdracht van drinkwaterbedrijf WMD zal de vraag in 2050 op de zandgronden van Drenthe met circa 27 procent toenemen, terwijl minder zeker is dat het IJsselmeer dat ook kan leveren. Wel liggen er kansen voor betere benutting van regenwater. In het gebied valt immers ruim voldoende regen voor de natuur, landbouw, industrie en het winnen van drinkwater. Nu nog voeren de waterschappen het neerslagoverschot voor tenminste driekwart af naar het IJsselmeer en de Waddenzee terwijl slechts 8 procent voor winning van drinkwater wordt gebruikt.
WMD is daarom een proef gestart om het overtollige regenwater uit het nu meanderende Deurzerdiep op te vangen en te infiltreren in het wingebied Dijkveld (Assen-Oost) om het later, gezuiverd en al, weer als drinkwater op te pompen. Dat levert circa anderhalf miljoen m³ extra water voor de uitbreidende stad op, zonder dat dit ten koste gaat van de waterstanden in het kwetsbare natuurgebied Drentsche Aa.
‘De bedoeling’, vertelt WMD-hydroloog Joop Mentink, ‘is dat we via een inlaat van het Deurzerdiep het regenwater afvangen en infiltreren in ons wingebied. Er ontstaat dan een slenk van zo’n 30 hectare, waarbij het water langzaam wegzakt naar de diepere grondlaag, waardoor in de ondergrond een waterbuffer ontstaat. Zo scheppen we als het ware een accu met dat Deurzerdiepwater. Dat is beter dan het hemelwater zo snel mogelijk af te voeren, naar het IJsselmeer of de Waddenzee.’

Bronnen
1. Kaandorp V., Delsman J., webinar ‘Meten aan zoet en zout in de ondergrond’ (https://vimeo.com/908590871), Coastar / Deltares, Delft, 2024.
2. Klip H., ‘Urban waterbuffer in Pijnacker ingezet tegen bodemdaling’, H2O, KWR, Den Haag, 2023.
3. Kramer C., ‘Verkenning waterbuffering voor klimaatbestendig waterbeheer’, AT Osborne, Baarn, 2024.
4. Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, ‘Nationaal Deltaprogramma 2025: Naar een nieuwe balans voor de leefomgeving: ruimte voor leven met water’, Den Haag, 2024.
5. Oude Essink G., ‘Samen werken aan meer drinkwater’, Deltares, Delft, 2024
6. Weerd L. van der, ‘Laatste fase aanleg urban waterbuffer op zuid’, Hart van Zuid / Heijmans, 2024.

Tekst: Tseard Zoethout
Fotografie: iStock, Coastar, AT Osborne, Field Factors