Colors: Blue Color

Download hier een pdf van dit artikel.

Vitens heeft op drinkwaterproductiebedrijf Kolff in Waardenburg een nieuwe grondwaterzuivering gebouwd. In deze zuivering zijn zes stalen voorfilters (diameter 5,5 m) opgenomen. Voor het inwerken van nieuwe snelfilters voor de verwijdering van mangaan en ammonium zijn verschillende recepten in omloop. Zo zou een toevoeging van ABIL en Aqua-mandix aan het filter de inwerkperiode aanzienlijk verkorten [2]. Ook recirculatie van (een deel van) het filtraat zou de inwerktijd verkorten. De situatie op Kolff vormde het ideale scenario om een aantal inwerkmethoden met elkaar te vergelijken.

Middelen
ABIL staat voor Ammonium Binding Inoculum Liquid. De fabrikant omschrijft het op de website als volgt: “ABIL is ontworpen om de waterkwaliteit in aquaria/vijvers te verbeteren. De levende bacterie die aanwezig is in het product zorgt voor het oxideren en verwijderen van dodelijke ammonium verbindingen en voor de verwijdering van nitriet uit het water. Alle stikstofcomponenten worden door de in ABIL aanwezige bacteriën biologisch omgezet in relatief onschadelijk nitraat.” [3].

Aqua-mandix is volgens de website van de fabrikant “een natuurlijk gebroken mangaandioxide zonder toevoegingen en vrij van besmettingen. Het wordt gebruikt als katalysator voor de verwijdering van ijzer en mangaan in één filtratiestap, zelfs als de omgevings-pH niet optimaal is.” [4].

Methode
Bij toepassing van ABIL is een hoeveelheid van 10 liter verdeeld over 3 voorfilters. Van Aqua-mandix is een hoeveelheid van 25 kg verdeeld over drie voorfilters. De materialen zijn door het mangat van de filters zo goed als mogelijk over het filteroppervlak verdeeld. Daarna zijn de materialen met behulp van een luchtspoeling verticaal door het filtermateriaal verspreid. Vervolgens zijn de filters gedurende 24 uur met rust gelaten waarin met name de ABIL de kans krijgt om zich aan het filtermateriaal te hechten.

Behalve met ABIL en Aqua-mandix als vrijheidsgraad zijn de filters ook met drie andere methoden gevoed:
1.    Ruw water in combinatie met recirculatie. De voeding van het filter bedraagt circa 60 m3/h ruwwater en 40 m3/h filtraat, dat met een recirculatiepomp opnieuw op het filter wordt gebracht. De totale belasting van het filter bedraagt zodoende 100 m3/h.
2.    Alleen recirculatie. Elke 24 uur vindt een verversing van de inhoud van het filter plaats met ruwwater waarna de recirculatiepomp het filtraat met een debiet van circa 40 m3/h over het filter rondpompt.
3.    Ruwwater met een debiet van 60 m3/h.
In figuur 1 zijn de drie toegepaste methoden schematisch weergegeven.


1305-15 fig1

Figuur 1. Schematisch voorstelling gebruikte inwerkmogelijkheden

Het enten van nieuwe filters met filtermateriaal afkomstig uit een ingewerkt filter of met spoelwater uit een ingewerkt filter wordt ook wel toegepast om het inwerken te versnellen. Deze methoden zijn in dit onderzoek niet als mogelijkheid meegenomen.

Tijdens het onderzoek zijn op de zes voorfilters van Kolff vijf recepten toegepast, te weten:
-    filter 1: ABIL, Aqua-mandix, ruw en recirculatie
-    filter 2: ABIL, Aqua-mandix, recirculatie
-    filter 3: recirculatie
-    filter 4: ABIL, Aqua-mandix, ruw
-    filter 5: ruw
-    filter 6: ruw

De voorfilters van Kolff zijn gevuld met circa 1,75 m filtergrind (0,8 – 1,25 mm)  en circa 0,75 m Hydro–Antraciet (1,4 – 2,5 mm). De gesloten filterketels zijn in de kop van de ketel voorzien van een dubbele cascade voor de inbreng van zuurstof in het water en verwijdering van enig methaan en kooldioxide. Een compressor perst circa 30-50 Nm3/h lucht in de kop van de ketel. Het systeem werkt met een kattenrug aan de filtraatkant en bovenwaterstandregeling door middel van geregelde luchtaflaat op de ketel.

Tabel 1. Gemiddelde ruwwaterkwaliteit Kolff tijdens de inwerkperiode
1305-15 Tabel1 DS

De filters zijn steeds ingewerkt totdat de verwijdering van mangaan, ammonium en nitriet volledig was. Daarna is overgestapt op alleen ruwwater; daarvan werd de hoeveelheid in kleine stappen verhoogd. Het uitgangspunt hierbij is geweest dat de debietbelasting van alle filters nagenoeg hetzelfde was. De gemiddelde kwaliteit van het onbeluchte ruwe water is weergegeven in tabel 1.

Monstername
Direct vanaf het begin van de inwerkperiode zijn het ruwwater en de filtraten van de voorfilters bijna dagelijks bemonsterd. De watermonsters zijn geanalyseerd op zuurstof, pH, ijzer, mangaan, ammonium en nitriet.

Resultaten
De gemeten mangaan-, ammonium- en nitrietgehalten zijn per filter uitgezet in figuur 2.

IJzerverwijdering
Het verloop van de ontijzering is niet in de figuren opgenomen omdat deze voor alle toegepaste recepten gelijk is. Direct na het opstarten van de filters  wordt namelijk alle ijzer verwijderd. Gezien de pH-waarde van het ruwwater zal de ontijzering naar verwachting hoofdzakelijk in de vorm van adsorptieve ontijzering plaatsvinden. Het oppervlak van het filtermateriaal is negatief geladen. Het positieve ijzer(II) in het water adsorbeert aan dit negatief geladen oppervlak. Na adsorptie oxideert het ijzer in aanwezigheid van de zuurstof die bij de beluchtingstap in de kop van de ketel in het water is ingebracht. Het gevormde ijzeroxide vormt daarna weer adsorptieplaatsen voor het ijzer(II), dat weer oxideert.

Mangaanverwijdering
Het blijkt dat door de toepassing van recirculatie de benodigde inwerktijd voor mangaan (ongeveer 14 dagen) net iets korter is dan zonder recirculatie (18 dagen). Uit de resultaten blijkt ook dat de toevoeging van Aqua-mandix, in de gebruikte dosering, de inwerktijd niet verkort.

1305-15 fig2-LR

Figuur 2. Mangaan-, ammonium- en nitrietgehalte in het filtraat van de filters 1 t/m 6

Dat bij de toepassing van recirculatie de inwerktijd korter is, komt waarschijnlijk door de pH van het water. Door recirculatie passeert het water meerdere keren de beluchtingscascade en zal steeds kooldioxide worden uitgeblazen. Uit de theorie van Graveland [1] blijkt dat de ontmanganing verbetert bij hogere pH:

In figuur 3 is voor de zes voorfilters de pH van de influenten uitgezet tegen de inwerktijd. De figuur laat bij recirculatietoepassing in het begin van de inwerkperiode een beduidend hogere pH zien.


1305-15 fig3

Figuur 3. De benodigde inwerktijd bij verschillende pH van het influent voor de zes filters

Ammoniumverwijdering
De omzetting van ammonium gaat hoofdzakelijk in twee stappen met verschillende bacteriesoorten. De afname van het ammoniumgehalte zegt iets over de omzetting van ammonium in nitriet. Uit de figuren blijkt dat de verschillen tussen de inwerktijden (17-20 dagen bij voorfilter 1-3 en 18-22 dagen bij voorfilter 4-6) gering zijn. De toepassing van recirculatie laat hierbij geen significant kortere inwerktijd zien, zoals wel het geval was bij de ontmanganing. De toepassing van ABIL levert, bij de gebruikte doseringen, geen significante verkorting van de inwerkperiode voor de omzetting van ammonium in nitriet.

Nitrietverwijdering
Uit de resultaten blijkt dat de toepassing van recirculatie wel een beduidend kortere inwerkperiode tot gevolg heeft voor de nitrietomzetting. De inwerktijd voor voorfilter 1-3 met recirculatie bedraagt 17-20 dagen, de inwerktijd voor voorfilter 4-6 zonder recirculatie bedraagt 28-29 dagen. Daarnaast blijft het maximum nitrietgehalte in het filtraat bij recirculatie beduidend lager. De toepassing van ABIL levert, bij de gebruikte doseringen, geen significante verkorting van de inwerkperiode voor de omzetting van nitriet in nitraat. De versnelde inwerktijd voor nitriet bij de toepassing van recirculatie is naar verwachting te danken aan het feit dat bij de opstart van de ammoniumverwijdering het gevormde nitriet terug gevoerd wordt en daardoor over de gehele filterbedhoogte wordt aangeboden. Hierdoor kunnen de bacteriekolonies die het nitriet omzetten zich over de gehele hoogte van het filter ontwikkelen. Bij een inwerkmethode zonder recirculatie zal al het gevormde nitriet uitspoelen en zullen bacteriekolonies die nitriet omzetten zich moeizaam van de effluent-zijde van het filter af het filterbed in ontwikkelen.

Conclusies
Door de toepassing van recirculatie wordt de inwerktijd van een voorfilter voor de verwijdering van mangaan en nitriet significant korter. Voor mangaan is dit toe te schrijven aan de hogere pH waarde van het voedingswater van het filter. Voor nitriet komt dit doordat het nitriet na opstarten van de ammoniumomzetting over de gehele filterbedhoogte aanwezig is. Het vestigingsgebied voor de bacteriekolonies die het nitriet omzetten is zodoende vele malen groter dan in de situatie zonder recirculatie. De verschillende inwerkrecepten blijken niet onderscheidend voor de verwijdering van ijzer en de omzetting van ammonium in nitriet. De toegepaste dosering van de middelen ABIL en Aqua-mandix blijkt op Kolff niet onderscheidend voor de verwijdering van mangaan, ammonium en nitriet.

Literatuur
1. Graveland, A, Heertjes, P.M. (1975) Removal of manganese from groundwater by heterogene autocatalytic oxidation. Trans. Inst. Chem. Eng. 53 154-164

2. Huysman, K, y176rris, K, Bruins, J, 2011. Verkorting opstartperiode van nieuwe snelfilters door versnelde nitrificatie. H2O 2011 nummer 5 p. 55-57

3. Grommen, R., Van Hauteghem, I., Van Wambeke, M. and Verstraete, W., 2002, An improved nitrifying enrichment to remove ammonium and nitrite from freshwater aquaria systems. Aquaculture Volume 211, Pages 115-124

4. Aqua-Techniek bv http://www.aqua-techniek.com/html/filtermedia.htm

0
0
0
s2smodern
Interessant? Deel dit artikel met uw (water)netwerk!
powered by social2s

Download hier een pdf van dit artikel.

Voor ontharding of ontkleuring van (drink)water kan onder andere ionenwisseling (IEX) worden toegepast. De ionenwisselaar is een macroporeuze chemisch geproduceerde kunststof korrel (hars) die de eigenschap bezit positieve of negatieve ionen uit te wisselen, afhankelijk van het type. Vooral in de industrie wordt voor ontharding een kationwisselaar (cation exchanger – CIEX) gebruikt. Drinkwaterbedrijven gebruiken geen ionenwisseling maar eerder centrale ontharding met korrelreactoren. Voor ontkleuring worden anionwisselaars (anion exchanger – AIEX) ingezet, zowel in de industrie als bij drinkwaterbedrijven. IEX-harsen worden geregenereerd door middel van een regelmatig terugkerende spoeling en regeneratie met een zout, zuur of base, waarna het zuiveringsproces opnieuw van start gaat.

De levensduur van IEX-harsen wordt nu vooral op basis van ervaring ingeschat, meestal wordt een vervangingstermijn van 5 tot 10 jaar gehanteerd, afhankelijk van het type. De levensduur wordt onder andere beïnvloed door de terugspoelingen voor de regeneratie (slijtage door fysieke belasting), en door zwelling en krimp van de hars door adsorptie en desorptie van chemicaliën (tijdens regeneratie en tijdens bedrijfsvoering). De chemicaliën voor het regenereren en schoonmaken en de zuurstof in het te behandelen water veroorzaken mogelijk chemische veranderingen van de IEX-hars die effect kunnen hebben op de efficiëntie van het uitwisselingsproces. Tevens kan de aanwezigheid van desinfectiemiddelen in water de IEX-hars aantasten. Chloor wordt in het buitenland bijvoorbeeld vaak voor desinfectie toegevoegd. De werkelijke effecten van deze processen op de levensduur zijn echter niet bekend.

Levensduur voorspellen?
Omdat waterbedrijven steeds vaker ionenwisselaars gebruiken bij waterbehandeling is meer kennis nodig over de processen die de levensduur beïnvloeden. Daarom is binnen het Bedrijfstakonderzoek voor de waterbedrijven BTO een onderzoek gestart naar methoden om IEX-harsen te onderzoeken en een manier om hun levensduur te voorspellen. Dit kan de waterbedrijven helpen kosten te besparen (bijvoorbeeld als de IEX-hars langer meegaat dan vooraf gedacht) en processen te optimaliseren, zodat minder schade ontstaat aan de hars en minder chemicaliën nodig zijn .

Meetmethoden
Er zijn in de literatuur [1,2,3] verschillende meetmethoden gevonden waarmee de conditie van IEX-harsen kan worden onderzocht. De belangrijkste methoden zijn microscopisch onderzoek en het meten van totale uitwisselingscapaciteit en mechanische stabiliteit. Het microscopisch onderzoek levert onder andere informatie over visuele beschadigingen die tijdens het gebruik kunnen ontstaan. Met de totale-uitwisselingscapaciteit-methode wordt bepaald hoeveel ionen het IEX-hars kan uitwisselen na een bepaalde gebruiksperiode. Met de mechanische stabiliteit methode (zie figuur 1 en 2) wordt de kracht gemeten die nodig is om een IEX-korrel samen te persen en te breken; deze kracht verandert als gevolg van mechanische stress, regeneratie en het gebruik van chemicaliën.


1305-14 fig1-2 LR

Figuur 1 (links). Principe van het testen van de mechanische stabiliteit met een druktest Bij welke druk breekt de harskorrel? [www.chatillion.com]

Figuur 2 (rechts). Apparaat dat de druktest doet

Testprotocol
Normaal gebruik van IEX-hars is te simuleren door de hars gedurende langere tijd aan chemicaliën en oxidatie bloot te stellen. Met verse en voorbeladen IEX-hars voor kleurverwijdering (uitwisseling van anionen) is hiervoor een protocol ontwikkeld. De voorbeladen IEX-hars is afkomstig uit de installatie van Oldeholtpade van Vitens. Het ontwikkelde protocol is echter geschikt voor alle typen IEX-hars. Bij de simulatie van het gedurende een aantal jaren blootstellen aan de chemicaliën is uitgegaan van eens in de twee weken regeneratie van de IEX, gedurende een half uur, volgens het protocol van de leveranciers. Bij de simulatie van 10 jaar gebruik is de IEX gedurende 130 uur (10 jaar * 26 weken * 0,5 uur) aan de chemicaliën blootgesteld, onder voortdurend roeren (fysieke belasting). Ter vergelijking, de AIEX hars die toegepast wordt in de ontkleuringinstallaties van de Vitens-locaties (Oldeholtpade, Spannenburg en Sint Jansklooster) wordt ongeveer iedere 14 dagen geregenereerd. De hars wordt dan 4-5 uur blootgesteld aan het regeneratiemiddel (zout, 10% NaCl). In totaal wordt de hars per jaar ongeveer 130 uur gespoeld met het regeneratiemiddel.
Voor de oxidatie-experimenten is zuurstof gebruikt (gedurende 2 weken continu inblazen van lucht) en waterstofperoxide (20 mg/l) om een sterker oxidatiemiddel te testen. De meeste experimenten zijn onder geconditioneerde omstandigheden uitgevoerd bij 20 ˚C, enkele bij 50 ˚C om de processen te versnellen. In tabel 1 zijn de testomstandigheden vermeld.

Tabel 1. Omstandigheden van de simulatieexperimenten


1305-14 tabel1

Effecten van oxidatie
In figuur 3 is het effect van circa 14 dagen continue oxidatie met lucht en waterstofperoxide op de mechanische stabiliteit en de totale capaciteit weergegeven ten opzichte van onbehandelde verse IEX. Oxidatie blijkt een licht negatief effect te hebben op de totale uitwisselingscapaciteit. Die neemt in beperkte mate af door aantasting van functionele groepen. Het effect van waterstofperoxide is hier vergelijkbaar met dat van zuurstof. Zuurstof blijkt echter wel meer effect te hebben op de mechanische stabiliteit dan waterstofperoxide, mogelijk vanwege een ander oxidatiemechanisme. De temperatuur heeft nauwelijks effect op het oxidatieproces, onder de proefomstandigheden.

1305-14 Figuur 3-LR
Figuur 3. Effect van circa 14 dagen oxidatie met lucht en met waterstofperoxide op totale capaciteit en mechanische stabiliteit van verse IEX ten opzichte van niet behandelde verse IEX

Effecten van chemicaliën en bedrijfsvoering
In figuur 4 is het effect weergegeven van normale en intensieve regeneratie van voorbeladen en verse IEX-hars, ten opzichte van niet-behandelde IEX-hars. Opvallend is dat de mechanische stabiliteit van de gebruikte IEX uit de installatie van Oldeholtpade toeneemt met het gebruik van chemicaliën en het verloop van tijd. De mechanische stabiliteit bij deze gebruikte IEX is hoger geworden (het materiaal is elastischer) terwijl de totale capaciteit is afgenomen. Dit kan mogelijk worden verklaard doordat bij langdurig gebruik het IEX materiaal wordt aangetast door veelvuldige adsorptie en desorptie. Dat maakt het interne oppervlak van de IEX beter bereikbaar voor adsorptie. Door het gebruik neemt tevens het aantal functionele groepen af en daarmee de ionenwisselende capaciteit.

1305-14 Figuur 4 LR
Figuur 4. Effecten van normale en intensieve regeneratie en bedrijfsvoering op de totale capaciteit en de mechanische stabiliteit Gebruikte en verse IEX vergeleken met verse, niet behandelde IEX

Kennis uit de literatuur
Uit literatuur blijkt dat kation-IEX (CIEX) minder last heeft van ‘ouderdomsverschijnselen’ dan anion-IEX (AIEX) [1,2,3], waarbij verondersteld wordt dat dit wordt veroorzaakt door oxidatie en gebruik van chemicaliën. Terwijl bij AIEX de totale uitwisselingscapaciteit duidelijk afneemt in de tijd, blijft deze voor CIEX relatief constant. Op basis van de literatuurgegevens kan worden gesteld dat AIEX een kortere levensduur heeft (4 tot 10 jaren) dan CIEX (10 tot zelfs 50 jaren). Mogelijk heeft oxidatie een sterker effect op de functionele groepen van de AIEX.

Conclusies
CIEX-harsen gaan langer mee dan AIEX-harsen, zo blijkt uit de literatuur. De standtijden voor AIEX variëren van 4 tot 10 jaren, afhankelijk van de watersamenstelling. Voor CIEX is bedraagt de standtijd meer dan 10 tot zelfs 50 jaren.
Met een nieuw ontwikkeld protocol zijn IEX-harsen blootgesteld aan chemicaliën, temperatuur en oxidatiemiddelen om het effect te kunnen meten op de levensduur. Uit de resultaten volgt dat afname van het aantal functionele groepen vanwege oxidatie door zuurstof of desinfectiemiddel de meest waarschijnlijke oorzaak is voor het verminderen van de totale capaciteit van anion-IEX harsen gedurende de standtijd. Met specifiek op IEX-hars gerichte metingen kan een ruwe voorspelling worden gedaan over de status van de IEX-hars en daarmee over de verwachte vervangingstermijn. Hierbij kan, afhankelijk van de bedrijfsvoeringskosten, een maximum worden gesteld aan verlies van de totale capaciteit of verandering van de mechanische stabiliteit. Wanneer deze kennis wordt verzameld in een database met meetgegevens, wordt het mogelijk de leeftijd van IEX-harsen beter te voorspellen. De levensduur zal echter, afhankelijk van het gebruikte type en toepassing, in jaren kunnen variëren.

Referenties
[1] Frisch N.W. en Kunin R. (1957). Long term Operating Characteristics of Anion Exchange Resins; Industrial and Engineering Chemistry, Vol 49, No 9 pg 1365-1372.
[2] Michaud C.F. (2000), Oxidation: Oxidisers, Age and Softening Resins; Water Conditioning and Purification, Augustus.  
[3] Mauer, D. (2011). A new device for the assessment of the mechanical stability of IEX resins VGB Powertech.

0
0
0
s2smodern

Download hier een pdf van dit artikel.

Met de toenemende belangstelling voor droogte en laagwatersituaties, bijvoorbeeld in het Deltaprogramma Zoetwater, neemt ook de behoefte toe aan (detail-)kennis over de waterverdeling over de Rijkswateren en de uitwisseling met de regionale wateren. In opdracht van Rijkswaterstaat heeft HydroLogic onderzoek gedaan naar de waterverdeling en de optimalisatiemogelijkheden van het hoofdwatersysteem en de regionale wateren in Midden- en West-Nederland. De focus lag hierbij op de Nederrijn en Lek, op het Amsterdam-Rijnkanaal en de Hollandse IJssel. Belangrijke onderwerpen in dit gebied zijn de verziltingbestrijding en de daarvoor benodigde hoeveelheid zoet water, en de mogelijkheden tot onttrekking van water uit het hoofdwatersysteem. De studie richt zich op de huidige mogelijkheden van het hoofd - en regionaal watersysteem in Midden-Nederland. De uitvoering van maatregelen is altijd afhankelijk van de landelijke afweging van alle (zoet)watervragen, ook buiten het beschouwde gebied.

Onderzoeksgebied
Het water dat via de Rijn en de Maas ons land binnenkomt wordt langs verschillende waterwegen naar zee gevoerd. Voor een deel ligt de waterverdeling over de riviertakken vast in de breedte en diepte van de rivierbedding, voor een deel kan dit water gestuurd worden. Deze sturingsmogelijkheden worden ‘kranen’ genoemd. De belangrijkste hoofdkranen voor Midden- en West-Nederland zijn weergegeven in afbeelding 1.

In dit onderzoek is de waterverdeling op het hoofdwatersysteem van Midden Nederland geanalyseerd inclusief de kranen in dit gebied: Driel, Amerongen, Prinses Irenesluizen, stuw Hagestein, Prins Bernardsluizen, Oranjesluizen (zie afbeelding). Daarnaast is de verzilting in West-Nederland in beeld gebracht en de effecten daarop van het waterbeheer in Midden-Nederland.

In Midden-Nederland moet ‘s zomers zoetwater worden aangevoerd voor peilbeheer, beregening en doorspoeling. De belangrijkste knelpunten die in droge situaties kunnen optreden zijn: verzilting van inlaatpunten (waaronder Gouda), te lage waterstanden om water uit het hoofdwatersysteem in het regionale watersysteem onder vrij verval in te laten (Inlaat Kromme Rijn) en beperkte innamecapaciteit van het regionale systeem (KWA).

1305-11 fig1-LR
Afbeelding 1. De belangrijkste kranen van de zoetwaterverdeling voor Midden- en West-Nederland


Methode
In het onderzoek zijn voor dit gebied waterbalansen opgesteld voor karakteristieke laagwater- en droogtesituaties, vergelijkbaar met de situaties waar het Deltaprogramma mee rekent. Een laagwatersituatie wil zeggen een afvoer van minder dan 1400 m3/s op de Bovenrijn bij Lobith. Dergelijke lage afvoeren hebben vooral gevolgen voor het hoofdwatersysteem en de (toenemende) indringing van zeewater in de Rijn-Maasmonding. Daarnaast zorgt droogte voor een toename van de vraag naar zoetwater voor de verschillende gebruiksfuncties in de regionale watersystemen.

De balansen zijn zoveel mogelijk gebaseerd op metingen van debieten door Rijkswaterstaat en de regionale waterbeheerders. Omdat in het drukbevaren benedenrivierengebied geen debietmetingen aanwezig zijn, is hier gebruik gemaakt van modeluitkomsten.

De invloed van de laagwatersituaties op de zoutindringing in de Rijn-Maasmonding is bepaald met een onderdeel van het Deltamodel (het Noordelijke Deltabekkenmodel). Voor verschillende combinaties van natuurlijke omstandigheden – rivierafvoer, getijde, windopzet – is het verloop van de chlorideconcentraties bepaald op zeven belangrijke onttrekkinglocaties in de Rijn-Maasmonding. Door deze wijze van analyseren is inzicht verkregen in de bijdrage van elk van de natuurlijke omstandigheden aan de verzilting. Vervolgens is geanalyseerd wat het effect is van verschillende beheersvarianten van het hoofdwatersysteem op de mate van verzilting van deze zeven innamepunten.
De waterschappen zijn als waterbeheerders van de regionale watersystemen nauw betrokken geweest bij het onderzoek. Zij hebben de kennis van hun gebied ingebracht en daarmee deels de eindresultaten gevalideerd.

1305-11 fig2
Afbeelding 2. Het hoofdwatersysteem in Midden-Nederland


Gezamenlijke inzichten
De combinatie van kennis van de verschillende waterbeheerders – waterschappen en Rijkswaterstaat – heeft geleid tot gezamenlijke en deels nieuwe inzichten in hoe het watersysteem onder droge tot zeer droge omstandigheden functioneert en hoe de waterverdeling kan worden geoptimaliseerd. De belangrijkste bevindingen:
•    het beheer van het hoofdwatersysteem bij laagwater gebeurt op hoofdlijnen adequaat.
•    Essentieel voor de zoetwatervoorziening van Midden- en West-Nederland is de onttrekking van water uit de Waal via het Betuwepand (zie afbeelding 2). Het openstellen van de Prins Bernardsluizen in laagwaterperiodes is dan ook cruciaal.
•    Optimalisatie is in beperkte mate mogelijk door in een aantal situaties maatwerk te leveren op basis van inzicht in de actuele en verwachte (zoet)watervraag, afgezet tegen de verwachte aanvoer van zoetwater door de rivieren. Een voorbeeld van dergelijk maatwerk is het doorlaten van extra water bij stuw Hagestein als de Lek verzilt is geraakt door opwaaiing.
•    De onttrekking van water uit het hoofdwatersysteem in Midden-West-Nederland, nu maximaal 23 m3/s, lijkt omhoog te kunnen met nog eens ca. 23 m3/s, zonder dat de verziltingsituatie van kritische inlaatlocaties aanzienlijk verslechtert. Een aandachtspunt daarbij is de mogelijke verergering van de verzilting op locaties in het benedenrivierengebied waar oeverinfiltratie plaatsvindt (een vorm van drinkwaterwinning). De ordegrootte van de extra onttrekking is gebaseerd op de mogelijke grotere toekomstige watervraag en is berekend door de waterschappen. Waterbesparing kan deze extra waterbehoefte nog behoorlijk omlaag brengen.
•    Het al dan niet verzilten van een innamepunt wordt voornamelijk bepaald door de natuurlijke omstandigheden. Deze zijn veel bepalender dan de hoeveelheid water die uit het hoofdwatersysteem wordt onttrokken, of aanpassingen in het waterbeheer van het huidige systeem.
•    De inlaatpunten langs de Lek (Krimpenerwaard en De Koekoek) verzilten pas bij zeer extreme scenario's. De Hollandse IJssel is wel gevoelig voor verzilting. In deze studie zijn beheersmogelijkheden voor het belangrijkste inlaatpunt bij Gouda globaal onderzocht, zie kader.
•    Volgens het stuwprogramma wordt er onder laagwateromstandigheden 25 m3/s over Stuw Driel doorgelaten naar de Nederrijn. Het overige water op dit splitsingspunt stroomt naar de IJssel. In deze studie is aangetoond dat bij lage waterstanden bovenstrooms Stuw Driel de maximale doorlaatcapaciteit van het stuwcomplex daalt tot onder 25 m3/s. De gewenste doorlaathoeveelheid kan dus niet (altijd) gerealiseerd worden. Dit gebeurt wanneer de afvoer bij Lobith daalt tot onder de 800 à 900 m3/s.
•    In het stuwpand Driel-Amerongen in de Nederrijn zijn de huidige onttrekkingen ongeveer in evenwicht met de aanvoer. Een grote toename van de hoeveelheid te ontrekken water is, vanwege de beperkte doorlaatcapaciteit van Stuw Driel, niet mogelijk.
•    Het via het Betuwepand aangevoerde water wordt verdeeld over de Lek en het zogenaamde noordpand van het Amsterdam-Rijnkanaal, van waaruit de functies in het gebied van water kunnen worden voorzien. Ook een grotere onttrekking van water uit het hoofdwatersysteem, bijvoorbeeld om een duurzame oplossing voor het verziltingprobleem bij Gouda mogelijk te maken, is mogelijk, zij het dat de Irenesluizen – die de verbinding vormen tussen de Lek en het noordpand – daar nu niet optimaal geschikt voor zijn. Bij een significant grotere onttrekking via de Prinses Irenesluizen is de aanleg van een bypass voor inlaat gewenst, om meer water te kunnen doorlaten richting Amsterdam zonder extra hinder voor de scheepvaart.

1305-11 kader

Conclusies

•    Door gezamenlijk optrekken van alle betrokken waterbeheerders is het gezamenlijke beeld van de werking van het hoofdwatersysteem onder laagwateromstandigheden en de uitwisseling met de regionale systemen verbeterd.
•    Door de samenwerking is er kennis bij elkaar gebracht die heeft geleid tot de nieuwe inzichten. De resultaten zijn bruikbaar voor Rijkswaterstaat, de waterschappen en het Deltaprogramma, zowel voor de lange als de korte termijn.
•    Essentieel voor een robuuste zoetwatervoorziening van Midden- en West-Nederland is de mogelijkheid water te onttrekken uit de Waal via het Betuwepand en een goede doorvoer naar het noordpand van het Amsterdam-Rijnkanaal.
•    Het onderzochte deel van het hoofdwatersysteem functioneert naar behoren onder droge tot extreem droge situaties. De meeste watervragen worden adequaat bediend. Zelfs in extreem droge situaties kan waarschijnlijk wel aan de watervraag worden voldaan, zeker bij een zuinig gebruik van water.
•    Het hoofdwatersysteem kan waarschijnlijk wel voorzien in een toenemende watervraag uit Midden-Nederland zonder significante effecten op de verzilting van benedenstroomse inlaatpunten. Daarbij is nog geen rekening gehouden met een tempering van de watervraag door waterbesparing.
•    Samen flexibel omgaan met droogtesituaties en omstandigheden is gewenst, gebaseerd op actuele metingen in het systeem. Om ons goed voor te bereiden op huidige en toekomstige droge omstandigheden, moeten waterschappen en Rijkswaterstaat samen het waterbeheer blijven optimaliseren.

Samenvatting
Op initiatief van Rijkswaterstaat heeft HydroLogic een analyse uitgevoerd naar het functioneren van het hoofdwatersysteem in Midden-West-Nederland onder droge omstandigheden en de interactie van het hoofdwatersysteem met de regionale watersystemen. Door samen met de betrokken waterschappen deze analyse uit te voeren is niet alleen een gedragen beeld ontstaan van de werking van het watersysteem, maar zijn ook nieuwe inzichten over toekomstige mogelijkheden van waterbeheer opgedaan. Deze nieuwe inzichten zijn waardevolle input voor het Deltaprogramma Zoetwater en het beoordelen van de strategieën die daarin ontwikkeld worden. Daarnaast zijn enkele optimalisatiemogelijkheden voor het huidige beheer van het hoofdwatersysteem ontdekt.

0
0
0
s2smodern

Download hier een pdf van dit artikel.

Wat is peilgestuurde drainage?
Peilgestuurde drainage (PGD) is buisdrainage die onder water ligt en met het peil aan de uiteinden van de buizen gereguleerd kan worden. In tegenstelling tot conventionele drainage monden de buizen uit onder water in een sloot waarvan het oppervlaktewaterpeil te regelen is met een stuw, of monden deze buizen uit in een verzameldrain die middels het peil in een regelput gestuurd kan worden. Dit laatste wordt samengestelde peilgestuurde drainage (SPGD) genoemd.

1305-13 fig1a

1305-13 fig1b
Figuur 1. Schematische voorstelling van conventionele (linksboven),
regelbare/peilgestuurde (rechtsboven) en samengestelde peilgestuurde drainage (onder) [1].

In het buitenland (met name Noord-Amerika) gebruikt men voor peilgestuurde drainage de term con-trolled drainage, in Neder-land noemen we het regel-bare drainage. In wezen gaat het steeds om het-zelfde: buisdrainage die te sturen of te regelen is middels een aanpassing van het waterpeil.

Geschiedenis
In tegenstelling tot wat wel gedacht wordt, is PGD niet iets van de laatste jaren. Al sinds vijftig jaar gebruiken agrariërs PGD in klei-arme zandgronden, bijvoorbeeld op de bollengronden langs de Nederlandse kust. In de bollenteelt is de vochtvoorziening van het gewas van essentieel belang, mede gezien de hoge gewasopbrengsten. De bollenteelt vindt plaats op de geestgronden, die zeer goed doorlatend zijn. Daarnaast is er sprake van wateraanvoer en gedetailleerd peilbeheer. Veel individuele bollentelers kunnen met op- en onderbemaling het peil in eigen sloten beheren. Een situatie die bij uitstek geschikt is om de grondwaterstanden goed te sturen. In het buitenland, met name Noord-Amerika, is PGD ook al decennia lang gemeengoed. Daar is een heel scala aan ontwerpen en producten bedacht om het grondwaterpeil op percelen te kunnen regelen.

Nu zien we een ontwikkeling waarbij PGD ook toepassing vindt in vrij afwaterende zandgebieden en kleiïge poldersystemen in Nederland. Daarbij kan sprake zijn van minder goed doorlatende gronden. Is PGD daar ook geschikt voor?

Effecten van peilgestuurde drainage zonder wateraanvoer
Grofweg kunnen we onderscheid maken in gebieden met en zonder (natuurlijke) wateraanvoer. Landbouwkundig is het wenselijk om de voorjaarswerkzaamheden tussen half februari en begin mei uit te voeren. Hierbij is de draagkracht van de bodem essentieel; deze wordt bepaald door de bodemopbouw en de grondwaterstand. De grondwaterstand kan worden beïnvloed met peilgestuurde drainage, wat resulteert in (tijdelijke) extra waterafvoer en een verlaging van de grondwaterstand in het voorjaar. Verhoging van het grondwaterpeil om droogte tegen te gaan is nauwelijks mogelijk in gebieden waar geen wateraanvoer mogelijk is, of waar kwel voorkomt. Op de hogere vrij afwaterende zandgronden is dit het geval. Hier heeft het dus geen zin om de grondwaterstand op individuele percelen te regelen omdat het regionale grondwaterniveau wegzakt in de zomer. Als er geen grond- of oppervlaktewater meer aanwezig is, is er simpelweg geen peil meer om te sturen. Het enige effect is dat het uitzakken van de grondwaterstand licht vertraagd wordt als de agrariër snel genoeg na zijn voorjaarswerkzaamheden het peil omhoog zet. Dat effect wordt geschat op een remming van de grondwaterverlaging met 1 à 2 weken en ongeveer 20 mm extra berging. Dit effect is gekwantificeerd in modelberekeningen en praktijkproeven (zie verder in de tekst).

Droogte kan wel tegengegaan worden als PGD samengaat met een regionale peilverhoging in het oppervlaktewater. Ter compensatie van die peilverhoging kan PGD natschade aan landbouwpercelen voorkomen. Het anti-verdrogingseffect wordt soms toegeschreven aan PGD, maar dat is onterecht. Het is immers de regionale oppervlaktewaterpeilaanpassing die voor minder verdroging zorgt en niet de PGD. Dit stellen Kuijper en medeauteurs ook: ‘Alleen indien de aanleg van peilgestuurde drainage wordt gecombineerd met het fors verhogen van slootbodems of forse peilverhogingen (50-100 cm) in alle waterlopen zijn positieve effecten voor natuur te verwachten.’ [2]. Ten opzichte van de niet-gedraineerde situatie werkt PGD in de meeste gevallen zelfs verdroging in de hand. Dit komt doordat de (peilgestuurde) drainagebuizen in de winter het grondwaterniveau aftoppen, zodat de gronden droger het voorjaar ingaan. In de niet-gedraineerde situatie is er meer (grond)water opgeslagen in de bodem. Omdat 80-90% van de verdroogde (zand)gronden niet gedraineerd is, zal de aanleg van PGD hier netto voor drogere situaties zorgen. Hier leidt PGD dus niet tot hogere grondwaterstanden maar, zeker op ongedraineerde percelen, juist tot extra droogte.

Modelberekeningen met SWAP [3] in het kader van het project ‘Landbouw op Peil’ [6] tonen aan dat de timing bij het regelen van de stuw essentieel is. Indien de agrariër het peil op het juiste moment regelt, kan dit de grondwaterdaling met 1 à 2 weken vertragen en ongeveer 20 mm extra water bergen. Dit blijkt ook uit onderzoek van Deltares met PGD in het stroomgebied van de Hupsel [4] en strookt met praktijkervaringen van agrariërs in vrij afwaterende gebieden. Hiermee kan de agrariër dus ongeveer één beregeningsbeurt uitsparen. De laagste grondwaterstanden worden met deze maatregel echter niet verhoogd, zoals te zien is in onderstaande figuur 2. Dit zijn modeluitkomsten van een perceel in het oosten van het land op een vrij afwaterend zandgebied.

1305-13 Figuur2 Poppink zm pgd gwl
Figuur 2. Het effect van peilgestuurde drainage als het oppervlaktewaterpeil niet gehandhaafd kan blijven (dus zonder wateraanvoer), ten opzichte van de niet-gedraineerde situatie
Hierbij is er rekening mee gehouden dat de agrariër de peilen hoger zet als er droogte verwacht wordt. Te zien is dat in de winter de PGD de hoge winterstanden ‘aftopt’, net als conventionele drainage, maar dat de effecten in de zomer nihil zijn. In het voor de natuur belangrijke voorjaar is de grondwaterstand zelfs lager bij PGD en zorgt dus voor drogere omstandigheden. De stippellijnen geven de gemiddeld hoogste en laagste grondwaterstand (GHG en GLG) weer.

Effecten van peilgestuurde drainage met wateraanvoer
In gebieden met wateraanvoer kan het peil wel gedurende het gehele groeiseizoen gereguleerd worden. Dit heeft aantoonbaar positieve effecten. Berekeningen en praktijkervaringen laten de voordelen zien: betere watervoorziening voor de wortelzone, verhoogde grondwaterstanden in de zomer en een hogere gewasproductie. Figuur 3 geeft dit weer voor hetzelfde gemodelleerde perceel als in figuur 2. De ijksituatie is een ongedraineerd graslandperceel. Met PGD is er een simulatie met en een zonder wateraanvoer. Het model houdt rekening met een weersverwachting van 4 dagen vooruit.

1305-13 Figuur3 Poppink hm pgd gwl
Figuur 3. Het effect van peilgestuurde drainage (pgd) op de grondwaterwaterstand met (rood) en zonder (groen) wateraanvoer in een graslandperceel in een vrij afwaterend zandgebied in het oosten van het land
De blauwe lijn geeft een ongedraineerd perceel weer. De stippellijnen zijn de gemiddeld hoogste (GHG) en laagste grondwaterstand (GHG). In de winter en het voorjaar werkt peilgestuurde drainage zonder wateraanvoer verdrogend. De combinatie van PGD en wateraanvoer geeft wel hogere voorjaars- en zomergrondwaterstanden. Dit kan dus ten goede komen aan de vochtvoorziening van landbouwgewassen en verdroging van natuurgebieden voorkomen.


In de figuur is te zien dat PGD met aanvoer zorgt voor het vasthouden van grondwater en het op peil houden van de voorjaars- en zomergrondwaterstanden. Dit komt ten goede aan de vochtvoorziening van landbouwgewassen en kan ingezet worden om verdroging van natuurgebieden te voorkomen. In dit soort situaties kan PGD dus een succesvol instrument zijn om droogte voor landbouw en natuur tegen te gaan.

Praktijkresultaten
Een praktijkproef in de Hupsel [4] ondersteunt deze modelberekeningen. De auteurs stellen dat droogte kan verminderen, mits het overlooppeil van de drains vroeg in het voorjaar (begin maart) verhoogd wordt, als de drains nog water afvoeren. Zodra de waterafvoer via de drains is gestopt heeft verhoging van het overlooppeil geen effect meer, tenzij bij veel neerslag de grondwaterstanden alsnog stijgen tot boven de drains. In het groeiseizoen van 2011 is er op het proefperceel ca. 18 mm geborgen. Hieruit blijkt dat het essentieel is om met goede voorlichting aan te geven wanneer en hoeveel een agrariër het peil moet aanpassen.

In Zuidoost-Friesland is in de jaren 2002 en 2003 geëxperimenteerd met waterconservering in combinatie met PGD op acht agrarische bedrijven [5]. De uitkomsten waren zeer wisselend en afhankelijk van bodemopbouw en wateraanvoer. Het blijkt dat op matig doorlatende gronden (keileem ondiep en moerige of veengronden) de grondwaterstand in de zomer gemiddeld met 15 cm is te verhogen, op goed doorlatende gronden gemiddeld met 20 cm. In deze gevallen wordt uitgegaan van een situatie met wateraanvoer. De aanname is dat zonder wateraanvoer het effect op beide grondsoorten 80% kleiner is.

Waar blijft de bodem?
Wat nog wel eens vergeten wordt, is het belangrijkste omhullingsmateriaal voor de drainagebuizen: de bodem. Dit is misschien wel de belangrijkste factor voor het functioneren van het drainagesysteem. Samen met de grondwaterstand bepaalt de bodem immers de gebruiks-, productie- en drainagemogelijkheden. Dat geldt zeker voor een succesvol PGD-systeem. Voor een succesvolle toepassing moet de grond goed doorlaatbaar zijn, anders kan een verhoogd peil in het groeiseizoen niet leiden tot een verhoogde grondwaterstand in het perceel vanwege de hoge weerstand in de bodem. Daarom is PGD waarbij de drainagebuizen onder het (grond)waterpeil liggen niet geschikt voor sterk leemhoudende gronden, sommige slecht doorlatende veenbodems en kleigronden. Klei kan zwellen en krimpen, terwijl het onwenselijk is dat de bodem rond de drainagebuizen minder goed doorlatend wordt bij verhoogde grondwaterstanden.

Daarnaast is een vereiste voor goede drainage (overigens ook voor conventionele drainage) dat een perceel redelijk vlak ligt. Als er immers veel (micro)reliëf voorkomt moet al gauw gewerkt worden met meerdere stuwen of verzamelputten. Dit is een reële en veel voorkomende situatie in het pleistocene deel van Nederland. Egaliseren van een perceel is daarom soms een noodzakelijke maatregel bij het aanleggen van drainage.

Waterkwaliteit
De effecten op de waterkwaliteit zijn veelal positief, vooral voor stikstof. Deze effecten zijn in praktijkproeven in Amerika en Nederland onderzocht. Vanwege de complexiteit van de processen en de beperkte waarnemingstijd, zijn de uitkomsten niet altijd eenduidig. Aangevuld met modelkundige en expert-kennis is wel aan te geven wat de effecten van PGD op de nutriëntenbelasting kunnen zijn. In het kort zorgt PGD (bij wateraanvoer) voor een hoger grondwaterpeil die voor een toename in denitrificatie kan zorgen, zodat de uitspoeling van stikstof naar het grond- en oppervlaktewater afneemt. Praktijkproeven tonen dit ook aan, hoewel de proef bij Ospel tegenstrijdige uitkomsten geeft [1]. Voor fosfor zijn de uitkomsten minder eenduidig. Er lijkt een licht positief effect op te treden voor de af- en uitspoeling van fosfaat, maar dat is niet aangetoond in praktijkproeven. De effecten op de waterkwaliteit zijn dus licht positief, vooral als dit vergeleken wordt met conventionele drainage. Let wel: een vereiste hiervoor is dat er in het groeiseizoen daadwerkelijk een verhoogd grondwaterpeil gehandhaafd kan blijven, dus bij sturing van het (oppervlakte)waterpeil met voldoende wateraanvoer.

Agrarische voordelen
Over het algemeen zijn de effecten van PGD voor de agrariër positief. Deze krijgt immers een sturingsmechanisme in handen waarmee de ontwateringsbasis in de percelen gestuurd kan worden op basis van de gewasbehoeften en het weer. De flexibiliteit voor landbewerkingen en productieomstandigheden nemen hiermee toe. Omdat de grondwaterstand in de zomer hoger gehouden kan worden (bij wateraanvoer), zijn er minder stikstofverliezen en neemt de beschikbaarheid van stikstof voor de wortels toe. Dat betekent: verhoogde gewasproductiviteit en afnemende stikstofverliezen naar het grond- en oppervlaktewater. Dit verbetert de waterkwaliteit. Wat nog wel eens vergeten wordt, is dat de opbrengst groter wordt bij gebruik van samengestelde PGD. Als een sloot vervangen is door een verzameldrain (dit kan als de sloot geen waterafvoerende of -bergende functie heeft) is er immers een grotere oppervlakte beschikbaar voor het gewas, zeker omdat de spuitvrije zone ook verdwijnt. Dit verklaart voor een groot deel waarom samengestelde PGD populair is onder agrariërs.

Beleid
Beleidsmakers vragen zich af wat ze met PGD aan moeten. Moet dit verankerd worden in (waterschaps)beleid zoals bij Waterschap Peel en Maasvallei, moet het gestimuleerd worden met subsidies of blauwe diensten of moet het volledig vrijgegeven worden? Wat ons betreft is dit, zoals in veel gevallen, een kwestie van maatwerk. En voor dat maatwerk is PGD niet het ei van Columbus, maar slechts één van de maatregelen om (beleids)doelstellingen te halen. Andere maatregelen kunnen veel effectiever zijn, zoals regionale oppervlaktewaterpeilverhoging, dempen of verondiepen van sloten of regionale waterconservering. Niet elk gebied of perceel leent zich voor PGD. Zoals uit het bovenstaande blijkt, zijn de effecten op de grondwaterstand en nutriëntenbelasting alleen positief bij de mogelijkheid om het peil daadwerkelijk te sturen, oftewel in gebieden met voldoende wateraanvoer in het groeiseizoen. Hier kunnen waterschappen hun anti-verdrogings- en KRW-doelstellingen makkelijker halen met PGD, als dit toegepast wordt bij percelen met conventionele drainage, met duidelijke voorlichting en een juiste uitvoering door de agrariër. Natuurlijk vallen gebieden af waar de bodemopbouw ongeschikt is, zoals kleigronden, sterk leemhoudende zandgronden en bepaalde veengronden. Voor gebieden zonder wateraanvoer heeft PGD geen meetbaar effect op de laagste grondwaterstanden en nutriëntenuitspoeling, dus stimulatie in deze gebieden heeft volgens ons weinig zin. Uitzondering daarop zijn kwelgebieden. Een agrariër kan natuurlijk wel de keuze krijgen om zijn conventionele drainage om te zetten in (S)PGD, zodat hij het peil in het voorjaar kan aanpassen voor bewerkingsmogelijkheden, eventueel een beregeningsbeurt uitspaart en een vergroot bruikbaar areaal krijgt. Dit zijn voordelen voor de agrariër, maar niet voor de natuurbeheerder, en slechts beperkt voor de waterbeheerder (afname piekafvoeren). Stimuleren van PGD heeft in deze gebieden dus minder zin.

Conclusie
Peilgestuurde drainage is niet geschikt op hoge zandgronden waar geen wateraanvoer mogelijk is. De agrariër kan er hooguit een beregeningsbeurt mee uitsparen. Het heeft nauwelijks tot geen droogteverminderend effect. In vergelijking met niet-gedraineerde percelen werkt PGD zelfs verdrogend. PGD werkt alleen in gebieden waar de bodem genoeg doorlatend is en het peil gehandhaafd kan blijven, dus in gebied met voldoende wateraanvoer. Helaas zijn dit over het algemeen niet de gebieden waar veel droogte voorkomt. In veel gevallen is PGD als anti-verdrogingsmaatregel of ter voorkoming van nutriëntenuitspoeling een mythe. Er zijn gelukkig genoeg alternatieven om beleidsdoelstellingen in combinatie met een gezonde landbouw te realiseren. Denk daarbij aan regionale verdrogingsbestrijding door peilverhoging, verondieping en hermeandering van beken, waterconservering en het dempen van sloten. Het gaat vooral om maatwerk: elk gebied heeft zijn specifieke (on)mogelijkheden. Het blijft dus een must om in elk gebied de verschillende alternatieven goed tegen elkaar af te wegen. Voor de agrariër, de adviseur en de waterbeheerder.

Literatuur
1. Stuyt, L.C.P.M, F.J.E. van der Bolt, W.B. Snellen, P. Groenendijk, P.N.M. Schipper en J. Harmsen, 2012. Met regelbare drainage meer water? Stowa rapport 2012-33, Amersfoort.
2. Kuijper, M.J.M., H.P. Broers en J.C. Rozemeijer, 2012. Effecten van peilgestuurde drainage op natuur. Deltares rapport 1206925-000, Utrecht.
3. Kroes, J.G., J.C. Van Dam, P. Groenendijk, R.F.A. Hendriks, C.M.J. Jacobs, 2008. SWAP version 3.2. Theory description and user manual. Alterra rapport 1649, Wageningen.
4. Rozemeijer, J.C., H.P. Broers, A. Visser, W. Borren, L. Gerner, B. van IJzendoorn en A. Kramer-Hoenderboom, 2012. Veldonderzoek naar de effecten van peilgestuurde drainage op grondwaterstanden, drainafvoeren en waterkwaliteit op het Oost-Nederlands Plateau. Deltares rapport 1201979-000-BGS-0001, Utrecht.
5. Essen, E.A. van, M. van Dijk en J. van Berkum, 2007. Boeren met water II. Aequator Groen & Ruimte, Dronten.
6. Schaap, J.D., E.A. van Essen en M. Arts, 2011. Bedrijfswaterhuishoudingsplannen Landbouw op Peil. Aequator Groen & Ruimte, Dronten.

0
0
0
s2smodern

Download hier een pdf van dit artikel.

Het concept van de temporele vismigratie zone
Het idee van een temporele migratiezone (TMZ) is in 2010-2011 ontwikkeld binnen het KRW-innovatieprogramma van AgenschapNL en toegepast bij de Schouwsmolen, een oude watermolen op de Itterbeek bij Ittervoort (Limburg) [1]. Voor het project zijn acht partijen bij elkaar gaan zitten: twee waterschappen (Peel & Maasvallei en De Dommel), drie erfgoedinstellingen (Molenstichting Limburg, Huis voor de Kunsten Limburg, Rijksdienst voor Cultureel Erfgoed), de moleneigenaar en de terreinbeheerders (Natuurmonumenten en Stichting Limburgs Landschap). Doel: het vismigratieknelpunt bij de Schouwsmolen in de Itterbeek oplossen en tegelijkertijd het erfgoed en de mogelijkheid van (toekomstige) kleinschalige energiewinning op de molen in stand te houden. De betrokkenen werden hierbij ondersteund door de Radboud Universiteit Nijmegen, RAVON, Visadvies, Bureau Aangepaste Technologie en Royal HaskoningDHV. Deze integratie van uiteenlopende kennisvelden – visecologie, landschapsontwikkeling, erfgoed en hydraulica – resulteerde in het systeemgerichte concept van de TMZ (temporele migratiezone).
De TMZ kan het best omschreven worden als een eenvoudige bypass die bij hogere waterafvoeren functioneert als vismigratieroute en bij lage afvoeren als doorstroommoeras. Gylstra et al. [3] beschreven deze oplossing afgelopen zomer als een voorbeeld van een slimmere en meer systeemgerichte maatregel voor de realisatie van de KRW-doelen en om de nog resterende financiële middelen effectiever in te zetten.

Voor de ontwikkeling van de TMZ bij de Schouwsmolen, werden onder meer beekdalmorfologie, afvoerdynamiek van de beek, stuwpeil en ecologische vereisten voor vissen in ogenschouw genomen. De TMZ werd vervolgens zo ontworpen dat ze gebruik kon maken van een natuurlijke, in het verleden geëgaliseerde, laagte in het beekdal. Tegelijkertijd gold voor deze pilot dat de TMZ, over een langere periode bekeken, gemiddeld gedurende circa honderd dagen per jaar geschikt moest zijn voor vismigratie. Gedurende deze honderd dagen, die verspreidt door het jaar kunnen voorkomen, is de beekafvoer dusdanig hoog dat de molen een wateroverschot heeft en er voldoende afvoer door de TMZ is voor vismigratie. Binnen het project werd ook een zogenaamde lokstroomversterker ontwikkeld, aansluitend op de monding van de TMZ. De lokstroomversterker is een hydraulisch profiel dat werd aangebracht in de beekbodem, en dat zorgt dat de lokstroom, zelfs bij een beperkt debiet, toch tot aan de overzijde van de beek voor vissen ‘voelbaar’ is.

TMZ Schouwsmolen
Op 15 maart 2011 werd de TMZ-Schouwsmolen officieel in gebruik genomen.
De gerealiseerde TMZ heeft een lengte van 80 m en overbrugt daarbij een verval circa 80 cm (afbeelding 1).

1305-12 fig1

Afbeelding 1. Laagwater-impressie van de TMZ kort na aanleg (april 2011)

Om de constructie erosiebestendig te maken is in 2012 aan de basis van de laagte een laag met fijn grind aangebracht. Het ontwerp en de landschappelijke inpassing zorgen ervoor dat bij hogere afvoeren vrijwel direct voldoende waterdiepte (20-50 cm) wordt gerealiseerd. Het grote verschil met een vistrap is dat hij pas echt werkt bij hogere afvoeren, hoewel er altijd sprake is van een lekstroom van enkele liters om de laagte nat te houden. De laagte is zo vormgegeven zodat ze het basisdebiet (c 250-300 l/s) en desnoods zelfs de piekafvoer van de beek kan overnemen. Dankzij die vormgeving variëren de stroomsnelheden in winter en voorjaar, ook bij hoge afvoeren, binnen de laagte altijd tussen de 0 en 0,8 m/s.
Zowel in 2011 als in 2012 kende de beek als gevolg van het zeer droge voorjaar maar één korte hoogwaterepisode. Dat is onlosmakelijk verbonden aan een zo natuurlijk mogelijk beeksysteem.
In 2011 en 2012 is geen onderhoud gepleegd. Ervaringen tot nu toe maken duidelijk dat de TMZ, zonder beheer, gedurende het jaar een soort gedaantewisseling doormaakt. In winter en voorjaar ligt ze er bij als een natuurlijke waterloop, om zich dan in de loop van de zomer te ontwikkelen tot een soort doorstroommoeras gedomineerd door waterkers (zie ook afbeelding 3). Tot omstreeks de tweede helft van juni is er nog sprake van een open, stromende watergang. Daarna overgroeit de waterkers de laagte totaal. Zelfs bij lage afvoeren, (

1305-12 fig2

Afbeelding 2. Hoogwater, december 2012, op de TMZ en bij de Schouwsmolen Wellicht draait hier ooit ook weer een waterrad. ( Foto: J. Verstappen)

1305-12 fig3

Afbeelding 3. De TMZ in haar doorstroommoeras-fase (oktober 2012)

Monitoring vismigratie TMZ
Om het functioneren van de TMZ te kunnen beoordelen is behalve vegetatieontwikkeling, afvoerdynamiek en stroomsnelheid ook de migratie van vissen gevolgd.
Bij de monitoring van de vismigratie zijn twee typen visregistratiesystemen toegepast, te weten een telemetrie-systeem en een fish counter. Hiermee werd beoogd antwoord te geven op twee kernvragen van het project [2]: 1) functioneert de TMZ ook daadwerkelijk als vispasssage en 2) wat is de effectiviteit in het licht van de beekvispopulaties benedenstrooms.
Het telemetriesysteem van OREGON-RFID is gebruikt om de passage van individuele vissen met een transponder (een geïmplanteerde zogenaamde PIT-tag) te registreren, zowel met een vast als met een mobiel detectiestation. Het vaste station is gebruikt om de intrek van vissen in de TMZ vast te stellen. De mobiele ontvanger is gebruikt om het ruimtelijke en temporele gedrag van vissen in het traject stroomafwaarts van de migratiezone in beeld te brengen (afbeelding 4). Het tweede type registratiesysteem is een zogenaamde fish counter, waarmee de stroomaf- en stroomopwaartse passage van vissen in de temporele migratiezone is bepaald. Zo kon het effect van de TMZ ook meer kwantitatief worden vastgesteld.

1305-12 fig4

Afbeelding 4. Vismonitoring Itterbeek met het mobiele station (Foto: RAVON)

Waargenomen vismigraties in de TMZ
Het visonderzoek wijst uit dat de TMZ heeft gewerkt. Van de 96 gemerkte individuen waarvan met het mobiele detectiestation werd vastgesteld dat ze zich benedenstrooms van de TMZ bevonden, werden er in 2011 13 gedetecteerd in de TMZ. Het betrof vooral stromingminnende (rheofiele) soorten die in de Kaderrichtlijn Water als doelsoorten voor beken gelden, waaronder de specifieke doelsoorten voor dit project, kopvoorn en serpeling.
De meeste vissen trokken de TMZ in vanaf begin april tot begin mei (week 14-19; afbeelding 5). In augustus (week 33) werd een tweede migratiepiek van de kopvoorn waargenomen. Ook met de (stationaire) fish counter werden deze migratiepieken geregistreerd (afbeelding 5). De migratiepieken deden zich voor op het moment dat er sterk verhoogde afvoeren (300-600 l/s) werden geregistreerd in de Itterbeek. De TMZ nam bij dergelijke piekafvoeren 50-250 l/s voor haar rekening. Buiten deze pieken was er weinig migratieactiviteit te bespeuren in de beek.

1305-12 fig5

Afbeelding 5. Geregistreerde vismigraties per week (fish counter, PIT-tag; 2e y-as) in de TMZ in relatie tot weekgemiddelde afvoer van de Itterbeek bij Schouwsmolen in 2011

In 2012 werden er minder gemerkte individuen gedetecteerd, maar wel twee soorten die het jaar ervoor niet waren aangetroffen (snoek, zeelt). Met de fish counter werd echter tijdens de hoogwaterepisode in week 17-18 een grote optrekactiviteit (102 exemplaren) geregistreerd, merendeels kleinere vissen. Ook later in het jaar werd nog vrij veel activiteit geregistreerd.

Effectiviteit van de TMZ voor vismigratie
Een groot deel van de met het mobiele station gedetecteerde individuen bleek sterk gebonden aan bepaalde beeksecties. Slechts een klein deel van de vispopulatie vertoonde ten tijde van het onderzoek migratiegedrag in de richting van de TMZ. Dat geldt ook voor de kopvoornpopulatie.  Van de individuen die migratiegedrag vertoonden zwommen relatief veel dieren ook daadwerkelijk de TMZ op. Van de beekvispopulatie waren er individuen die door de TMZ zwommen en niet terugkeerden vanuit het bovenstroomse traject. Andere keerden na verloop van tijd wel terug in het benedenstroomse deel (kopvoorn). De migratiedrang bleek sterk individu-gerelateerd te zijn. De grootste vis die de geul in 2011 passeerde was 55 cm lang. In het voorjaar van 2012 trokken zelfs twee grote snoeken van circa 60 cm door de TMZ op.
Ook is gekeken in hoeverre de KRW-score in het beektraject bovenstrooms van de TMZ zou stijgen door het hiernaartoe migreren van nog niet aanwezige vissoorten. De KRW-maatlatscore voor de soortensamenstelling nam toe van matig (KRW score 0,40) naar goed (KRW score 0,60).

Functioneren TMZ als leefgebied voor andere soorten
Er zijn aanwijzingen dat de migratiezone ook functioneert als opgroeigebied van jonge vis en als (nachtelijk) foerageergebied voor kleine vissen uit de beek, zoals riviergrondel en bermpje, en mogelijk als paaigebied voor snoek. De veelvuldige registraties in 2012 doen vermoeden dat kopvoorns de TMZ toen ook als habitat- en foerageergebied zijn gaan gebruiken. Verder zorgt de migratiezone voor een grotere habitatdifferentiatie op de beekdalvlakte. Het doorstroommoeras met relatief schrale taluds betekent (ook) voor andere groepen (amfibieën, macrofauna, libellen, flora) een sterke verbetering ten opzichte van de geëgaliseerde uitgangssituatie.
Het TMZ concept lijkt hiermee ook bij te kunnen dragen aan de realisatie van de ecologische hoofdstructuur (EHS) en aan bepaalde Natura2000-doelen. Zo heeft Waterschap De Dommel eind 2012 een beboste TMZ gerealiseerd naast een grote stuw in de Strijper Aa. Dit alles in zeer korte tijd en tot volle tevredenheid van de betrokkenen in de streek (afbeelding 6). Kort na aanleg zijn ook in deze TMZ al de eerste beekvissen gevangen.

1305-12 fig6

Afbeelding 6. Strijper Aa Een TMZ in alluviaal bos. (Foto: R. Schipper, Waterschap De Dommel)

Resumé
Het out-of-the-box-denken bracht in het geval van de TMZ-Schouwsmolen twaalf partijen uit verschillende vakgebieden en beleidsvelden, in een constructieve setting tot oplossingen waarbij eenvoud en inspelen op het watersysteem en landschapskenmerken de kernbegrippen waren. Het systeemgerichte, multifunctionele TMZ-concept dat zij ontwikkelden kan bij tal van (molen)stuwen in het landelijk gebied worden toegepast, als meerdere belangen spelen. Het concept biedt daarbij zicht op een ontwerp dat relatief eenvoudig is uit te voeren, zonder al te veel kunstgrepen. Het leidt tot een versnelling van de realisatie van de KRW-doelen tegen lagere kosten. De kostenreductie kan op termijn oplopen tot 40% van de kosten van meer conventionele vispassages. Met dit inrichtingsconcept zijn daarbij allerlei dynamische waterverdelingsvarianten (dag-nacht, seizoensmatig, langjarig) vorm te geven, tot en met jaarrond werkende systemen. De ruimte voor beekvispopulaties en de ecologische en hydrologische robuustheid van het beekdal worden erdoor vergroot, evenals de maatschappelijke acceptatie van dergelijke inpassingsmaatregelen. Behalve een bijdrage aan de KRW-doelrealisatie kan bij de toepassing bij watermolens een basisdebiet in stand gehouden worden ten behoeve van de werking van de molen. Hierdoor blijven zaken als herstel van het cultuurerfgoed en kleinschalige, decentrale energie opwekking ook mogelijk (afbeelding 3).

Auteurs: Hans de Mars (Royal HaskoningDHV), Jan Kranenbarg (RAVON, Sjaak Dehing (BAT), y176r Hoogveld (Waterschap Peel en Maasvallei), Ron Schipper (Waterschap de Dommel).

Literatuur

1. Mars, H. de, S. Dehing, J. Kranenbarg (ed.) 2012. Temporele vismigratie; ontwikkeling, inpassing en onderzoek aan een multifunctionele migratiezone op basis van temporele werking. Waterschap Peel & Maasvallei, Blerick. (te downloaden van: www.temporelevismigratie.nl)

2. RCE, 2011. Een toekomst voor molens; uitgangspunten voor omgang met monumentale molens. Rijksdienst voor Cultureel Erfgoed, Amersfoort

3. Gylstra, R., N. Evers, B. van der Wal & R. van Kessel, 2012. Slimmer onze KRW doelen halen. H20:17(2012):20-21.

0
0
0
s2smodern

Download hier een pdf van dit artikel.

Voor de bereiding van drinkwater op Baanhoek wordt zowel grond- als oppervlaktewater gebruikt. De zuivering is opgesplitst in een grondwaterbedrijf en oppervlaktewaterbedrijf. Het grondwaterbedrijf (GWB) Baanhoek is voor Evides van strategisch belang voor de drinkwater-voorziening van Dordrecht en omgeving. Evides heeft de afgelopen drie jaar geïnvesteerd in vernieuwing van het grondwaterbedrijf met de aanleg van twaalf nieuwe putten en de ontwikkeling van een putschakelschema [1]. Dit schema moet helpen bij het verhinderen dan wel het beheersen van putverstopping, een hardnekkig probleem bij GWB Baanhoek. Dit artikel beschrijft de opzet van het nieuwe putschakelschema en de analyse die aan het opzetten van dit schema vooraf ging.

GWB Baanhoek is gelegen op het Eiland van Dordrecht in Zuid-Holland en bestaat uit in totaal twintig actieve pompputten (Afb. 1). Deze putten zijn verspreid over drie winvelden: Jeugddorp (7 putten), Kop van ’t Land (4) en Polder de Biesbosch (9). Alle putten hebben veel last van putverstopping. Belangrijke, bekende, oorzaken van deze putverstopping zijn de lokale geologie (fijnzandige pakketten), een gebrekkige putaanleg en onvoldoende onderhoud in het verleden, overbelasting van de putten, en verkeerd gebruik van toerengeregelde onderwater-pompen.

1305-07 Afbeelding1
Afbeelding 1. Ligging van de putten van de drie winvelden
en de productielocatie van grondwaterbedrijf Baanhoek (Evides)

In 2008 zijn enkele belangrijke veranderingen doorgevoerd in de bedrijfsvoering van de drie winvelden. Het gebruik van de toerengeregelde pompen is geoptimaliseerd: na aanschakelen wordt de pomp eerst op vol vermogen ingezet en pas na enige tijd teruggetoerd naar het gewenste debiet. Ook de belasting van de putten (duur van de onttrekkingen) is beperkt en er wordt sinds 2008 meer geschakeld dan in de periode daarvoor. Deze aanpassingen hadden helaas weinig effect: de slecht functionerende putten verstopten nog altijd snel, waardoor blijvend hoge kosten gemaakt moesten worden voor regeneraties.

Putschakelen
Putschakelen is het geregeld uit- en aanschakelen van pompputten. Het is een effectieve manier om verstopping door deeltjes tegen te gaan. Tijdens aanschakelen van putten worden eerder afgevangen deeltjes langs de boorgatwand getrokken en uit de put verwijderd. Dit uit zich in een piek in het aantal deeltjes in het afgepompte water (Afb.2). Alleen in de eerste periode na het aanschakelen worden extra deeltjes verwijderd, daarna begint de accumulatie van deeltjes op de boorgatwand weer. Door regelmatig te schakelen kan worden voorkomen dat deeltjes langdurig accumuleren op de boorgatwand en zo voor verstopping zorgen. Er bestaan geen kant-en-klare recepten voor putschakelschema’s, maar een goede analyse helpt doorgaans wel bij het bepalen van pompdebieten en bedrijfs- en rusttijden. Voor GWB Baanhoek is een analyse gemaakt van de bedrijfsvoering in het verleden en met deeltjestellingen is inzicht verkregen in het gewenste pompdebiet en de optimale bedrijfs- en rusttijden.

1305-07 afbeelding2
Afbeelding 2. Schematische weergave van accumulatie en verwijdering van deeltjes van de boorgatwand
Na aanschakelen worden deeltjes verwijderd van de putkop (1)en de boorgatwand (2, blauw gearceerd). Tijdens de reguliere bedrijfsvoering accumuleren met het grondwater toestromende deeltjes op de boorgatwand (3, rood gearceerd). Als door te weinig schakelen de verwijdering van deeltjes kleiner is dan de accumulatie zal de put verstoppen.

Vele langdurige onttrekkingen
De twintig pompputten worden sinds 2008 intensief gemonitord. Onder meer het pompdebiet en de waterstand in de put worden eens per 3(!) seconden gemeten en geregistreerd in het productie-informatie-systeem (PI). Dit systeem herbergt zo een schat aan informatie over de bedrijfsvoering en het optreden van putverstopping. Een analyse van deze gegevens maakte duidelijk dat voor alle putten de rustperiode doorgaans kort is (1-2 uur) en de aaneengesloten onttrekkingsperiode juist erg lang, in de regel tussen de 12 en 18 uur (Afb. 3). Bovendien werd veelvuldig langer dan 20 uur aaneen onttrokken en geregeld zelfs langer dan 48 uur. Uit eerder onderzoek naar putverstopping weten we dat langdurige ononderbroken onttrekkingen put-verstopping in de hand werken [2].

1305-07 Afbeelding3a DS1305-07 Afbeelding3b DS

Afbeelding 3. Frequentieverdeling van de lengte van rustperiode (links) en van de inbedrijfperiode  (rechts) voor een pompput van winveld Polder de Biesbosch (periode 2008 – 2010)

Deeltjestellingen
Deeltjestellingen kunnen inzicht geven in de deeltjesbelasting van putten en de verwijdering van deeltjes tijdens aanschakelen. Door tellingen uit te voeren bij verschillende wijzen van bedrijfsvoering wordt duidelijk welke combinatie van bedrijf- en rusttijden vanuit verstoppings-optiek ideaal is. Tellingen zijn uitgevoerd op het onttrokken ruwe water van drie putten van winveld Polder de Biesbosch. Een van de putten was een al langer bestaande put, de andere twee waren kort voor de tellingen geplaatst.

De pompputten van Polder de Biesbosch worden de eerste 30 minuten na aanschakelen op vol vermogen (60m3h-1) ingezet en vervolgens teruggetoerd naar het gewenste debiet. Uit de tellingen bleek deze wijze van aanschakelen een effectieve manier te zijn om deeltjes te verwij-deren. Aanschakelen op vol vermogen leverde een grotere piek in verwijderde deeltjes (fase 2 in Afb. 2) dan aanschakelen met een lager debiet. Dit gaat waarschijnlijk ook op voor de putten van winvelden Kop van ’t Land en Jeugddorp.

De accumulatie van deeltjes heeft plaats in de periode korte tijd na aanschaken, tijdens de reguliere bedrijfsvoering (fase 3 in Afb. 2). De hoeveelheid deeltjes die accumuleert is afhankelijk van de concentratie deeltjes in het toestromende water. De concentratie deeltjes in het onttrokken water is daarvoor een goede maat en neemt doorgaans toe met een toenemend debiet. Vanaf een bepaald debiet neemt de concentratie veelal zeer sterk toe. Dit wordt het ‘kritisch debiet’ genoemd. Ook de putten in Polder de Biesbosch vertonen dit beeld, zoals voor een van de putten te zien is in Afbeelding 4. De deeltjesconcentratie is vrijwel constant bij lage debieten, maar neemt snel toe bij debieten van 45 m3h-1 en hoger. In de reguliere bedrijfsvoering is het dus niet verstandig grondwater te onttrekken met een hoger debiet dan dit kritische debiet. Na terugtoeren moeten de putten met maximaal circa 45 m3h-1 onttrekken.

1305-07 afbeelding4
Afbeelding 4. Deeltjesconcentratie (n/ml) voor de fractie 4μm voor pompput 162 van Polder de Biesbosch bij verschillende onttrekkingsdebieten
Eerst is het aantal deeltjes bepaald bij 60 m3/uur, vervolgens is het debiet stapsgewijs verlaagd tot 12 m3/uur en daarna is het debiet weer verhoogd. Bij verschillende debieten is geteld hoeveel deeltjes er vrijkomen.

Tijdens rust wordt er geen water naar de put getrokken en worden er dus ook geen nieuwe deeltjes naar de put gevoerd en afgezet. Uit de deeltjestellingen werd duidelijk dat de rusttijd van invloed is op het aantal verwijderde deeltjes bij aanschakelen. Dat nam toe bij een langere rusttijd. Blijkbaar hebben ophopingen van deeltjes op de boorgatwand enige tijd nodig om uiteen te vallen, waarna ze bij het aanzetten van de pomp beter te verwijderen zijn. Voor optimale verwijdering van deeltjes bedraagt de rusttijd ten minste 3 uur. In de deeltjestelling is geen relatie te zien tussen de tijd dat een pomp aanstaat en de hoeveelheid verwijderde deeltjes bij aanschakelen. We kunnen uit de deeltjestellingen daarom geen eenduidige informatie halen over de gewenste bedrijfstijd, maar afgaande op ervaringen in de reguliere bedrijfsvoering op Kop van ’t Land raden we een maximum bedrijfstijd van 9 uur aan.

Tenslotte bleek uit de deeltjestellingen dat bij de nieuw aangelegde putten minder deeltjes verwijderd werden bij aanschakelen dan bij de bestaande put. Dit komt waarschijnlijk doordat bij de nieuwe putten (nog) minder accumulatie van deeltjes heeft plaatsgevonden. Door effectief te schakelen moet worden gezorgd dat deze accumulatie ook in de toekomst niet plaats zal hebben. Vanuit dit oogpunt is het interessant de deeltjestellingen op deze putten over een aantal jaar, na voldoende bedrijfsuren, te herhalen.

Schakelschema
Op basis van de bovenstaande resultaten zijn de volgende randvoorwaarden voor een schakelschema opgesteld:
- Aanschakelen: 30 minuten op 60 m3h-1, daarna terugtoeren naar circa 45 m3h-1. (Voor Jeugddorp: 30 minuten op 30 m3h-1, terugtoeren naar circa 20m3h-1).
- De lengte van een rustperiode: minimaal 3 uur.
- De lengte van een bedrijfsperiode: maximaal 9 uur.
- Voorkom lange ononderbroken bedrijfsperioden (>16 uur).
- Zorg ervoor dat het schema voldoende ruimte laat voor onverwachte uitval van putten, zodat de andere putten niet (weer) overbelast zouden worden.
Behalve met deze randvoorwaarden moest ook rekening gehouden worden met de voorwaarden vanuit productie en zuivering. Zo bedraagt de gewenste totale productie circa 500 m3/h en is het aandeel van de drie winvelden hierin zo constant mogelijk, zodat ook de ruwwaterkwaliteit zo constant mogelijk is. Verder moest de spoeling van de beluchting- en ontgassingtorens (BOT) ingepast worden in het schema. Deze spoeling heeft plaats op maandag-, woensdag- en vrijdagochtenden.

Op basis van deze randvoorwaarden zijn verschillende schakelschema’s voor Baanhoek opgesteld, waaruit uiteindelijk de keuze is gemaakt voor de variant met de beste balans tussen voorkómen van verstopping en de geleverde capaciteit. Afbeelding 5 toont het schakelschema voor winveld Jeugddorp. Putten staan steeds 6 uur aan gevolgd door 3 uur rust. Voorts is ervoor gekozen het schema te baseren op 6 in plaats van de beschikbare 7 putten, zodat altijd ruimte is voor onverwachte uitval van putten en (regulier) onderhoud. Uitval en onderhoud veroorzaken zo geen extra belasting voor de overige putten. In het schakelschema is tevens te zien hoe de BOT-spoeling is ingepast: door de rust van (slechts) één put eenmalig met een half uur te verkorten.


1305-07 afbeelding5

Afbeelding 5. Een dag uit het schakelschema zoals opgesteld voor winveld Jeugddorp
Voor elk half uur is voor iedere put aangegeven hoeveel er onttrokken wordt. De BOT-spoeling is in rood aangegeven.

Eerste ervaringen
Sinds september 2012 wordt GWB Baanhoek ook daadwerkelijk aangestuurd volgens dit schema. Daarvoor is het schema geïmplementeerd in DeltaV, het procesautomatiserings-programma van Baanhoek. De ervaringen in de praktijk zijn positief: het schema sluit goed aan bij de dagelijkse bedrijfsvoering, onder andere door zijn eenvoudige en flexibele opzet. Putverstopping wordt gemonitord door maandelijkse metingen van het specifieke debiet, voor elke put. Vooralsnog suggereren deze metingen dat het specifieke debiet constant blijft en er dus geen putverstopping optreedt, maar de tijd is nog te kort om harde conclusies te trekken.


Literatuur
(1) Raat, K.J., en I. Leunk, 2011. Een putschakelschema voor GWB Baanhoek: onderzoek en ontwerp. KWR 2011.094
(2) Van Beek, C.G.E.M., A. T. Oosterhof, R. Breedveld en B.R. de Zwart, 2004. Zelfregenererende pompputten, frequent schakelen voorkomt mechanische putverstopping. H2O 37(18): 36-38.

0
0
0
s2smodern

Wij maken gebruik van cookies om de gebruikerservaring te verbeteren. Als je onze site bezoekt, ga je akkoord met het gebruik hiervan.      Ik snap het