Modelonderzoek Oudega G. S. en Spannenburg

Vitens Fryslân verzorgt de drinkwatervoorziening in de provincie Friesland. Dit drinkwater, met een huidige afzet van circa 47 Mm3/jaar, wordt bereid uit grondwater. De duurzame exploitatie van grondwater staat op enkele winplaatsen onder druk door verzilting van het puttenveld of door verdroging. Daarnaast wordt een lichte stijging van de drinkwatervraag verwacht. Om deze problmen het hoofd te bieden wordt gezocht naar verplaatsing en uitbreiding van de duurzame wincapaciteit. Een deel van deze uitbreiding wordt gezocht op de bestaande winlocaties Oudega G.S. en Spannenburg.

Profiel van filters bij Spannenburg met range van de stijghoogte (50% zone dik en 95% range dun weergegeven) en de gefitte invloedskegel (berekend voor c=3000;1000 kD=100;6700).

Afkadering

In deze studie is de duurzame wincapaciteit van het diepe watervoerende pakket bepaald ter plaatse van Oudega G.S. en Spannenburg, op basis van de volgende criteria:

  • de effecten op de grondwaterstand;
  • het risico op verzilting van de winning.

De studie beperkt zich tot de hydrologische effecten van de winning. Het belang van een nadere waardering van deze effecten voor de functies natuur en landbouw zal mede op basis van dit onderzoek worden gewogen. De rapportage van het onderzoek dient tevens ter onderbouwing van de vergunningaanvraag in het kader van de Waterwet.

Aanpak

Om de hydrologische effecten van een uitbreiding van de winning te schatten is in deze studie gekozen voor een 3-fasen-aanpak. Deze aanpak gaat uit van de veronderstelling dat het hydrologische effect (verandering in intrekgebied, stroming en grondwaterstanden) van een toename van de winning voornamelijk afhankelijk is van de volgende factoren:

  • de locatie van de putten waar de onttrekking toeneemt;
  • de geohydrologische omstandigheden ter plaatse;
  • de klimatologische condities;
  • de rol van het oppervlaktewatersysteem en terreinmorfologie als hydrologische randvoorwaarde.

In fase 1 is de gevoeligheid van deze aspecten in relatie tot de beschikbare gegevens bepaald door middel van systeemanalyse. Deze systeemanalyse bestaat uit de visualisatie van de meetgegevens en het leggen van verbanden tussen deze gegevens. De verbanden zijn deels statistisch van aard (tijdreeksanalyse), of hydrologisch onderbouwd (optimalisatie van gemeten verlaging versus berekende verlaging), of subjectief-visueel gemotiveerd (interpretatie van geologische gelaagdheid op basis van boorpunt-informatie). Ook zijn eerdere interpretaties van verschillende aspecten van het hydrologische systeem bij de analyse betrokken.

In fase 2 zijn de resultaten van de systeemanalyse vergeleken met de bestaande modelschematisatie van de winning in het MIPWA-model [Snepvangers e.a., 2007]. Op basis van deze vergelijking is het model op een aantal punten aangepast.

In fase 3 zijn met het gevalideerde model de win-scenario’s van de beoogde uitbreiding doorgerekend.

Hydrogeologische gelaagdheid rond Oudega volgens MIPWA met putfilters.

Conclusies ten aanzien van gebruiksmogelijkheden van MIPWA

Op basis van het onderzoek is de modelschematisatie aangepast en is de betrouwbaarheid van het model in beeld gebracht. Uit de analyse is gebleken dat de met behulp van MIPWA berekende verlagingen in de freatische grondwaterstanden als gevolg van de toename van de winning niet met het beschikbare meetnet kunnen worden geverifieerd: de freatische peilen worden gedomineerd door de polderpeilen. De werking van het topsysteem in MIPWA is slechts summier geverifieerd: er is geen vergelijking gemaakt tussen gemeten en berekende drainage- en infiltratiefluxen en er is niet getoetst wat de effecten van de wijzigingen in het peilbeheer op de grondwaterstanden zijn. Het model levert daarom geen betrouwbare voorspellingen op van de effecten van hydrologische ingrepen op de grondwaterstand.

Aanbevelingen modelverbetering

De systeemanalyse en de modelresultaten hebben de volgende aanbevelingen opgeleverd:

  • Veel boringen zijn tot dusver niet gebruikt in de hydrogeologische schematisatie. Het verdient aanbeveling om het model nadrukkelijker af te leiden van de informatie over de bodemopbouw.
  • Het verdient aanbeveling om een veel simpeler modelschematisatie te hanteren voor het modelleren van effecten van de ingrepen in de de waterhuishouding. Het MIPWA-model bevat een complexe interpretatie van de bodemopbouw die lokaal tot niet controleerbare effecten in het freatische pakket leiden.
Stroompaden in dwarsdoorsnede in Oudega bij een winning van 14 Mm3/jaar.

Conclusies voor deze studie

Voor de vraagstelling van deze studie met betrekking tot de effecten van een toename van de winning voldoet het model op hoofdlijnen:

  • De stijghoogte in de geëxploiteerde aquifer wordt goed geschat.
  • Het stijghoogte-effect van de toename in de winning in 1982 in de geëxploiteerde aquifer wordt goed geschat.
  • Daaruit volgt dat de geohydrologische karakteristieken van dit pakket (kD en afdekkende C-waarde) goed worden geschat.
  • Het doorwerkingseffect naar het freatische grondwater is gering.
  • De berekende doorwerking van de winning naar het freatische grondwater kan niet worden gecontroleerd. Doorwerking is qua fenomeen mogelijk, maar qua locatie volstrekt onbetrouwbaar met het model te voorspellen.
  • Het vervangen van de huidige weerstandsverdeling boven de geëxploiteerde aquifer door een nieuwe gebaseerd op een interpolatie van de kleidikte-kaart levert een conceptuele verbetering van het model. Echter hiermee wordt geen fundamentele verbetering van de betrouwbaarheid van de uitkomsten gerealiseerd, omdat er geen meetpunten zijn om dit te toetsen.

Rond de winning Spannenburg en Oudega kunnen de effecten van een toename van de winning dus geschat worden met behulp van het MIPWA-model.