Door menselijke activiteiten wordt ons schone, traag stromende grondwater tot steeds grotere diepten verontreinigd met veel verschillende stoffen. Deze ‘vergrijzing’ is een urgent probleem, bijvoorbeeld met het oog op de drinkwatervoorziening. Om het grondwater hier beter tegen te beschermen is meer aandacht en kennis nodig voor de factor ‘tijd’ bij het grondwaterbeheer. Het KIWK-project Grondwater heeft zich gericht op de langetermijneffecten van menselijke ingrepen op de grondwaterkwaliteit.

De nadelige effecten van menselijk ingrepen op de grondwaterkwaliteit werken niet 1-op-1 door; er zijn drie barrières die ervoor zorgen dat deze effecten worden vertraagd en verminderd:

1. Geohydrologische bescherming bestaat bijvoorbeeld uit slecht doorlatende lagen. Daardoor wordt de verspreiding van stoffen tegen gegaan (vooral verticaal). Door fysieke ingrepen in de bodem staat deze barrière onder druk.
2. Bodembiologische bescherming wordt geboden door organismen in de onverzadigde bodem en bouwvoor die stoffen afbreken. Daardoor verdwijnen schadelijke stoffen. Deze barrière staat onder druk door stoffen die in en op de bodem worden gebracht zoals nitraat, bestrijdingsmiddelen en hulpstoffen zoals EDTA daarin, geneesmiddelen, etc.
3. Geochemische bescherming bestaat door de aanwezigheid van reactieve mineralen en sedimentair organisch materiaal (SOM) in de ondergrond. Hierdoor kunnen verontreinigingen gebonden en (bio)chemisch afgebroken worden, maarde mate waarin wordt zowel bepaald door de aanwezige hoeveelheid als de reactiviteit van de mineralen en SOM.

Afgelopen decennia zijn in Nederland vele boringen uitgevoerd voor het plaatsen van putten (voor drinkwater, beregening, industriewatervoorziening, warmte- en koudeopslag, geothermie, olie- en gas), het plaatsen van waarnemingsbuizen (voor het monitoren van grondwaterstanden en grondwaterkwaliteit) en verkenningsboringen om de ondergrond te karakteriseren. Het aantal doorboringen zal komende decennia naar verwachting sterk toenemen voor aanleg van bijvoorbeeld open en gesloten bodemenergiesystemen en infiltratiesystemen. Dit om te voldoen aan de ambities van de energietransitie en gevolgen van klimaatverandering het hoofd te bieden.

Doorboringen van kleilagen kunnen leiden tot kortsluitstromingen tussen watervoerende pakketten, als het boorgat rond de buis die in het gat wordt geïnstalleerd, niet goed afgedicht wordt ter hoogte van de kleilaag, of als de buis (na het buiten gebruik stellen) niet meer intact is. Daardoor kunnen verontreinigingen zich veel sneller verspreiden tussen watervoerende pakketten en is er een risico dat de grondwaterkwaliteit in de diepere watervoerende pakketten versneld vergrijst. Ook kan menging optreden van water met verschillende oorspronkelijke kwaliteit. Denk aan de verzilting van zoete grondwatervoorraden. Grondwatervoorraden kunnen daardoor minder goed bruikbaar worden voor de productie van drinkwater, industriewater, beregening en andere functies.

Belanghebbenden zoals overheden, initiatiefnemers van bijvoorbeeld kunstmatige infiltratiesystemen en bodemenergiesystemen (BES) en geothermiesystemen en waterbedrijven hebben behoefte aan inzicht in welke gebieden doorboringen van scheidende lagen tot een verhoudingsgewijs groot risico kunnen vormen voor de grondwaterkwaliteit en bescherming van zoetwatervoorraden. Daarmee kunnen ze hun grondwaterbescherming en planvorming voor ondergrondse energiesystemen afstemmen op de geologische potenties en kwetsbaarheden van een gebied.

Landelijke kaarten met risico’s kunnen een hulpmiddel zijn om een eerste indruk te krijgen van het risico van doorboringen. Er zijn landsdekkende kaarten gemaakt die op regionale schaal in beeld brengen waar (in potentie) verhoudingsgewijs veel kortsluitstroming kan optreden bij het doorboren van beschermende kleilagen. Hierbij hebben de onderzoekers gewerkt met een ‘best guess’ scenario (waarbij het boorgat onbedoeld instort en daardoor wordt aangevuld met ondiep bodemmateriaal voordat het is aangevuld met afdichtklei of grout). Daarnaast is nog een extreem ongunstig scenario doorgerekend waarbij het boorgat instort met grind of deels open blijft staan (holtes). De aanleiding lag hierbij op doorboringen bij gesloten bodemenergiesystemen, maar de resultaten zijn ook bruikbaar voor andere type boringen en putten.

De kaarten kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden in het beschermingsbeleid, of om te bepalen waar ontwikkeling van bodemenergie wenselijk is.