Grondwater- Hoe vinden we het

Historisch gezien vestigden mensen zich op plekken waar zoet water in de buurt beschikbaar is, omdat water essentieel is voor al het leven. Luister naar professor Anders Vest Christiansen over de rol die grondwater heeft gespeeld voor waar mensen zich vestigden, en de hulpmiddelen en technologie die tegenwoordig worden gebruikt om grondwaterbronnen te vinden en te beheren.

Nederzettingen ontstaan altijd in de buurt van zoetwaterbronnen omdat grondwater noodzakelijk is voor alle levensvormen. Dit zie je bijvoorbeeld in Denemarken, maar ook bij de oude beschavingen die langs de grote rivieren in Noord-Afrika en het Midden-Oosten ontstonden.  

In gebieden zonder directe toegang tot water bedacht men oplossingen om aan water te komen. Een goed voorbeeld zijn de Romeinen die een uitgebreid netwerk van aquaducten bouwden  om water uit afgelegen berggebieden naar Rome te vervoeren. Men ontdekte ook dat je ondiep gelegen grondwater kunt aanboren  door simpelweg op de juiste plek een gat te graven. Verstevig dat gat met steen of baksteen en je hebt een constante waterbron.  

Aquifer = waterhoudende laag
Ook vandaag de dag zijn veel mensen wereldwijd voor hun drinkwater afhankelijk van ondiepe putten. Vandaag de dag betekent het zoeken naar winbaar grondwater het zoeken naar een antwoord op meerdere vragen tegelijk. Ten eerste moeten we bepalen waar de waterhoudende lagen zich bevinden. Zo'n laag heet een aquifer. Een met water gevulde zandlaag is een uitstekende aquifer.

Aquitard = laag met klei of compacte grond waar we niet bij kunnen
Meer kleiige of compacte grond kan ook water bevatten, maar daar kunnen we niet bij. Zulke lagen noemen we een aquitard.  Ten tweede willen we weten wat het oppervlaktegebied is van waaruit de aquifer wordt aangevuld, en hoe snel de aanvulling plaatsvindt. Het aanvullingsgebied kan ver van de aquifer zelf gelegen zijn, maar dit is belangrijke informatie om te borgen dat de waterwinning uit deze put op duurzame wijze gebeurt. Ten laatste willen we weten wat de waterkwaliteit is.  

In veel gebieden, vooral in de buurt van de kust kan het water zilt zijn en dus geheel ongeschikt als drink- of irrigatiewater. Zoeken naar grondwater kan door een gat te boren op een plek waar je denkt dat er een aquifer zit.  

Dit is al jaren een gebruikelijke methode, maar het risico is dat je soms geen water vindt. Bepaalde geofysiche methodes worden veel gebruikt om de aardkorst te scannen op zoek naar de verborgen lagen. Dit levert beelden van de onderlagen op die helpen de ideale locatie te bepalen  voor de volgende boorput bij het zoeken naar water.  

Van de vele verschillende geofysische middelen wordt voor grondwateropsporing vooral gebruik gemaakt van elektromagnetische methodes. Deze methodes zijn gebaseerd op twee dingen: 

  1. Een wisselend magnetisch veld veroorzaakt een wisselend elektrisch veld  en vice versa.  
  2. De aarde is stroomgeleidend.  

Dus als we aan het oppervlak een variërend magnetisch veld opwekken veroorzaakt dit een wisselend elektrisch veld in de onderlagen. Dit wisselende stroomveld heeft op zijn beurt weer een wisselend magneetveld dat we aan het oppervlak met een inductiespoel kunnen opvangen.  

Een voorbeeld van zo'n elektromagnetisch meetinstrument is dit tTEM-systeem. Het bestaat uit drie onderdelen:

  • Aan de voorkant een quad die het apparaat sleept. 
  • In het midden hebben we de zendspoel. Dit is gewoon een stuk draad dat het magnetische wisselveld opwekt.  
  • En daarachter zit de ontvangstspoel, die het ‘antwoord’ uit de grond opvangt.  

Met de vorm en grootte van de magnetische respons die deze spoel opvangt, kunnen we de elektrische eigenschappen van de ondergrond in kaart brengen.  

De laatste stap is het vertalen van deze elektrische eigenschappen in iets waar we meer betekenis uit kunnen halen. Dat kan doordat de elektrische eigenschappen afhankelijk zijn van de soorten rots en sediment in de bodem.  

Stel dat we een heel simpele bodem hebben die bestaat uit droog zand, nat zand en wat kleisoorten. Het droge zand heeft de meeste weerstand  tegen het geleiden van stroom. Het natte zand geleidt beter, en de klei geleidt het best. Met deze elektromagnetische signalen kunnen we een meer inzichtelijk model van de bodem maken waarmee lagen die anders onzichtbaar zijn kunnen worden opgespoord.  

Het op deze manier scannen kan op de grond zelf worden gedaan of vanuit een helikopter waar een grote geleidende spoel onder hangt.  Zo kunnen we de verborgen lagen van grote gebieden  snel in kaart brengen. Het zoeken naar zoet grondwater is altijd cruciaal geweest voor samenlevingen.  

Dankzij de technologische vooruitgang en geavanceerde geofysische middelen kunnen we tegenwoordig de bodem scannen en de verborgen lagen opsporen. Zo weten we precies wat de beste locatie is om de volgende grondwaterpompput te boren.

Cursus overzicht

Modules
Modules: 5
Doorlooptijd
Doorlooptijd: 25 minuten
Moeilijkheid
Moeilijkheid: Gevorderd