.\
Directie Wat. & Wat.
r
3
HET OPSPOREN EN WINNEN VAN GRONDWATER.
Drs. A. Mente. \
B 70-23 J
,-
'
.
DIENST DER ZUIDERZEEWRKEN Aid. ~ a t e r l o o p k u n d e . 1970.
HET OPSPOREN EN WINNEN VAN ORONDWATER door Drs. A. Mente.
W i t do h i s t o r i e weat men, d a t oude beschavingen good bekend waren met do middelen om grondwater op t o sporen en t e winnen. Tot op zekere hoogte waren d i e beschavingen e e l f s a f h a n k e l i j k van de aanwezige grondwatervoorradon. De Perzen groeven t u n n e l s en schachten b i j do winning van grondwater. Zowel de vroege Egyptenaren a l e de Chineeen b e h e e r s t e n de techniek van boron voor de watervooreiening.
a'
Omatreeks 2400 v. Chr. ontwikkelden de P h o e n i c i g r s eon v e r n u f t i g e methode om water naar de oppervlakte t e brengen met behulp van eon geknoopt touw. Eon t o t eon v i c i e u z e c i r k e l aaneengeregen touw, d a t op regelmatige a f a t a n d e n van knopen is voorzien, work door eon bamboekoker geleid. De k l e i n e hoeveelheden water, d i e t u s s e n do knopen gevangen bleven b i j h a t opt r e k k e n van h o t t o u r , v i n g men vervolgens op. Eon v e r b e t e r d e v e r s i e van dez e methods wordt t h a n e nog t o e g e p a s t i n h o t Andesgebied van Peru. Ehn van de meest bekende onder do h i a t o r i s c h e p u t t e n i s do J o z e f s p u t i n Cairo. De p u t is 90 m d i e p en gehouwen i n v a s t g e s t e e n t e . Oedurende do Middeleeuwen had men i n h a t algemeen meer i n t e r e s s e voor h o t boren dan voor h o t graven van putten. D i t l e i d d e in 1126 t o t de v o l t o o i i n g van eon p u t in A r t o i s , F r a n k r i j k . De term " a r t e s i s c h " water is h i e r v a n
-
afkomstig.
a ,
De Fransen glngen v o o r t met boron van d i e p e putten. Z i j begindigden in 1841, M negen j a r e n van a r b e i d , eon 540 m d i e p e put. Z e s t i e n j a r e n l a t e r word deae p u t o v e r t r o f f e n door do p u t i n Passy, met eon diameter van 7 0 cm e n eon d i e p t e van 580 m. De p u t b r a c h t een hoeveelheid water van v o l e duieenden m3/dag t o t eon hoogte van 16 m boven maaiveld n a a r do oppervlakte. Doze boringen, alsmede do l a t e r uitgevoerde i n Duitsland en Engeland, l e v e r d e n do wetenschapemensen do e e r s t e mogelijkheden om de aardlagen t o t op b e t r e k k e l i j k g r o t e d i e p t e t o bestuderen. Hoewel grondwater t o t op d i e p t e n van 700 & 800 m voorkomt, wordt h o t water om ekonomische redenen doorgaans n i e t u i t d i e d i e p t e n gewonnen. Meeetal is h a t water aflsomstig u i t genoemde d i e p t e n ook brak o f zout.
Heel vaak worden putten geboord, afgewerkt en beproefd oonder de hulp van vaklieden op dit gebied. Vele boormeesters bezitten genoeg algemene ken-' nis omtrent het lokale grondwatervoorkomen om daarmede aan de verlangene van hun opdrachtgevers tegemoet te kunnen treden. Indien het echter gaat om de opeporing van grondwatervoorraden I n uitgeetrekte, minder bekende gebieden (b.v.
in ontwikkelingslanden), dan roept
men meestal we1 de hulp in van specialisten in het grondwatervak. Hetzelfde gebeurt in gevallen als b.v.
het uitvoeren van betrekkelijk diepe boringen,
studies aangaande grondwaterkwaliteit, problemen met betrekking tot grondwaterstandsdalingen, e m .
@
De tijd dat men voor het vinden van water de hulp inriep van een wichelroedeloper is al lang voorbij. Tegenwoordig laat men, vooral ale het grote waterwinprojekten betreft, zich adviseren door de moderne oakman. In vele gevallen kan de laatstgenoemde in korte tijd voorlopige aanduidingen maken omtrent het voorkomen van grondwater in een gebied van vele tientallen km 2 oppervlakte. Hij doet dit door gebruik te maken van luchtfoto*e, regionale geologische kaarten en het uitvoeren van snelle verkenningstochten in het terrein. Een sat gedetailleerde studie in het terrein kan makkelijk 2
met een snelheid van 2 3 km per dag geschieden. Dit geldt met name voor gebieden met een gecompliceerde opbouw van de aardlagen, waar het vinden van geschikte watervoerende lagen een moeilijke zaak is. Bij het opsporen van grondwater heeft de vakman verechillende hulpmiddelen tot eijn beschikking. In het navolgende oullen oij kort worden genoemd.
a 1 .Geolonieche methode Xennis van de geologie van een bepaald gebied is van eaeentieel belang. Hierbij speelt een goed inzicht in de aard van het gesteente, waaruit de ondergrond van het gebied is opgebouwd een belangrijke rol. In de geologie betekent geateente a1 het materiaal, waaruit de aardlagen eijn samengesteld. Dit kan zijn zand, grind, klei en ook graniet, kalksteen, bazalt. Er zijn 2 eigenschappen van het gesteente waardoor bet ale goed of slecht watervoerend wordt gekenmerkt, t.w.
de porositeit (porienvolume van
het gesteente) en do permeabiliteit (doorlatendheid). De porositeit bepaalt de heeveelheid water die in het verzadigde gesteente kan worden opgeslagen. De doorlatendheid vertegenwoordigt het gemak waarmee het water door het gesteente kan stromen. Elk geeteente heeft wat betreft porositeit en permeabiliteit derhalve zijn eigen kenmerken. Voorbeeldr een kleiafzetting kan veal water beiatten, maar de poriGn zijn zo klein, dat het rater er seer moeilijk doorheen kan stromen.
-3-
e
Wil een laag of pakket goed watervoerend zijn, dan moet het opbouwend goeteente zo poreus zijn dat een voldoende hoeveelheid water erin opgeslagen kan worden, terwijl de porign groot genoeg dienen te zijn om een goedo dooretroming van het water mogelijk te maken. Losse, ongeconeolideerda watervoerende lagen, zoals sand- en grindformaties, kunnen vele duieendcn m3 water per dag opbrengen. Watervperende lagen opgebouwd tiit schalie en zandsteen hebben opbrengaten van enkele honderdon m3 water per dag. Kalk- en mergelgebieden kunnen door oploasing van het gestoente zo doortrokken zijn met spleten en gangen, dat grote grondwatarvoorraden erin ontstaan. Daarentegen zijn formaties opgebouwd uit hardtigesteente soale graniet, schist en gneiss, gewoonlijk slechte watervoerende formatiee. In gebieden beetaande uit uitgebreide sedimentafzettingen komt een goede kennis omtrent gesteentegelaagdheid goed van pas bij de bepaling van de ligging, de dikte en de verbreiding van watervoerende formatias. Konnis betreffende structurele geologie is zeer nuttig bij hat vaetstellen van watervoerende lagen, die door bewegingen van de aardkorst sijn verplaatst. A1 deze onderdelen van de geologischa methode verschaffen inlichtiagen . omtrent het voorkomen van watervoerende gesteenteforlloatiee.
2 . Hydroloaische methode
Een goede kennis aangaande de natuurlijke kringloop van het water op aarde is een belangrijk**hulpmiddelbij het opsporen van grondwater. Bet water op aardo, als waterdamp in de atmosfeer, ale oppervlaktewater in meren en ri;ieren, zeean en oceanen en als grondrater in de porian van de bodem, is niet in rust maar steeds in beweging, terwijl het voortdurend van do ene vorm i n de andere overgaat. Dose eeuwig voortdurendo, sluitonde gang van het water noemt men de hydrologische kringloop. Atmosferisch water valt omlaag ala regen, snoeuw en hag01 of condenseerk bovengronds ale mist, dauw en ijzel en ondergronds in do openingen van het bodemmateriaal. Niet al dit omlaag bewegende atmosferieche water komt echtor het oppervlaktewater of het grondwater ten goede; voortdurend is er een terugkeer naar de atmoefeer. Een deel van de neerslag wordt opgevangen door de begroeiing en verdampt. Het water op de grond in plaesen on moeraesen etaat aan verdamping bloot, evenale het in beken en rivieronLafstromende water. Van het in de bodem infiltrerende water verdampt evoneens een deel uit da porizn en een ander deel wordt gebruikt door de plantengrooi.
Bet overblijvende deel van de neerslag stroomt over het terreinoppervlak of naar open waterlopen of zakt verder in de bodem, door de bovenete, gedeelte-
'
lijk met lucht gevulde aardlagen heen, tot het de grondwaterspiegel bereikt en aan de grondwatervoorraad ten goede komt. Dit grondwater is evenmin in rust, maar stroomt door de bodem min of meer horizontaal naar lager gelegen plaatsen om hier eichtbaar in de vorm van bronnen of onzichtbaar door overvloeiing in meren en rivieren, weer het aardoppervlak te bereiken. De beken en rioioren verenigen zich tot grotere atromen, die het water in de see brengen. Hier verdanpt het water weer en begint de kringloop opnieuw. Heel in het algemeen kan men dus etellen, dat de kaneen om grondwator te vlnden in direct verband staan met de mogelijkheid tot aanvulling van buitenaf. Hierdoor komt hat, dat de kansen op het vinden van water in sommige roestijngebieden, waar geen of nauwolijks neerslag is om eventueel aanweeige watervoorende lagen van nieuwo watervoorraden to voorzien, eo gering eijn. De uitwendige vormen van het land (landschapsvormen) kunnen vaak indicaties inhouden over de mogelijkheid van vochtvorming in de bodem. Steile hellingen bevordoren de snelle afvoor van regenwater over het terreinoppervlak, met weinig kana op infiltratie in de bodem; flauwe hellingen en depreseioe in het torrein daarentegen be'invloeden hot binnendringen van water tot aan do grondwaterspiogel zeer gunstig. Vaak kan het bekend zijn met waterminnende planten, z.g. froatofyten, . een hulpmiddel zijn bij de opsporing van water in waterschaarse gebieden. Deze planten bezitten eoms eeer lange wortels, die tot aan de grondwaterspiogel reiken. Overigens vormt de aanwezigheid van freatofyten nog geen absolute zekerheid voor de aanwezigheid van een winbare hoeveelheid grondwater. Hetgeen uit het bovenstaando'tot nu too reeds blijkt is, dat de vakman
I
eoveel rnogelijk gegevens dient te verzamelen, liefst van verschillende aard, teneinde zich een beeld van de diverse wijzen van grondwatervoorkornen in een gebied te vormen.
-
. I
3. Inter~retatievan luchtfoto's Studies op grond van luchtfoto's
.
zijn nogal duur, maar de hoge kosten wor-
den vaak ondervangen door de snelheid waarmee zoer uitgestrekte gebieden op vrij gedegen wijze kunnen worden bekeken. Een goed getraind persoon in de interpretatie van luchtfoto's kan bodemsoorten, gesteenteformaties en gecompliceerde geologieche structuren onderscheidon, waardoor het opeporen van grondwatervoorraden en due de keuze van waterwinplaatsen i n hoge mate wordt bevorderd. Tot nu toe is meeetal gebruik gemaakt van swart-wit film. De laatste tijd echter zijn er grote vordoringen op het gebied van de luchtfotografie gemaakt. eoals uit de volgende opsomming blijkt.
I I
-
Kleurenfilm. Vele gissingen bij zwart-wit film worden vaak door gebruik
.
van kleurenfilm opgeheven. De grotere kosten aan het gebruik
/ I
van kleurenfilm verbondon, moeten tegen de voordolen worden
..
afgewogen. Infraroodfilm. Levert contrastrijke afbeeldingen (door gevoeligbeid voor teruggekaatsto energie).
-
Afvoerpatronen van oppervlaktm-
I
I
water kunnen zelfe door dicht struikgewas worden vastgolegdm Nieuwe "aftastinm"-apparaturen. Doze zijn,gevoelig voor m3crogolven en het warmta-gevoelige deel van de infrarode golven. De toepassing verkeert nog in eon experimenteel stadium. Bet Poordoel ligt in de onafhankelijkheid van klimaat (bewolking) en tijd ( dag on nacht) tijdene luchtopnamen.
Dm geofysische methoden in d a n e t van do opsporing van grondwater zijn veel duurder dan do geologische en hydrologiecha methoden van ondereoek. De geofysische methodon behoeven een seer uitgobreid inatrumentarium, terwijl de resultaten die ermeo kuanen worden verkregon vaak voor meer dan QQn uitlog vatbaar eijn. Sommige methoden tonon de aanweeigheid van grondwatmr direct aan, andere indirect. De mate van succee van toepassing van daze geofysische methodon hangt af van op eichzalf kleine, maar zoer duidelijko verschillen in de natuurkundige eigenschappen van do aardkorst, zoals diehtheld, elektriecrhe geleidendhoid, magnetische gevoefigheid, e.a. Indien het kontraet of vorechil slechts klein is, kan men method* wol eons onbruikbaar eijn. Het kan ook voorkomen dat dm geologische opbouw van eon gobied zo ingewikkeld is, dat do geofyaieche resultaten niet meer tm intmrpreteren zijn. Qeofysische methoden bewijzen hun doelmatigheid vooral bij het verzamelon van aanvullande gegevens voor reeds beataande. Rierdoor kan b.v. het totaal aantal verkenningsboringen stark worden beperkt. De mannetometriache methode is de enelste en goedkoopste van de geofysische methoden. Een z.g. magnetometer bepaalt variatiee in het aardmagnetieche veld. De.methode leent zich niet voor ondereoek van ongeconsolideerdm sedimenten (10s ge'steente), vandaar dat toepassing bij hmt opaporen van grondwater van w e i n i g b e l a n g ia. De gravimetrische methode werkt snel en is betrekkelijk goedkoop. Men dient vooraf echtor we1 reeda de beschikking te hebben over vaete hoogtepunten van de gkaoimetrischo opnameplaatsen. Bmt systeem meet hmt natuurlijke krachtveld van de zwaartekracht.
!
II I
-6Evenale de hiervoor genoemde methode is het niet van direot belang bij hat zoeken naar grondwater. -a De thermische methode. Door middol van temp*ratuurmetingon op een geringo constante diepto (1-2 m) onder maaiveld kan ondiepe kwel nauwkeurig worden gelocaliseerd, indien de temperatuur van het kwelwater belangrijk afwijkt van de normale bodemtemperatuur op die diepte. In gematigde strekon (Nederland) zijn jaarlijks 2 perioden, waarin voldaan wordt aan dezs voorwaarder in de 2e helft van de zomer en in de 20 helft van de winter. Voor kwelonderzoek is de thermische methode van belang, voor de prospectie naar grondwatervoorraden niet zo zeer. De seismische methoden zijn de meest accuratb en potentieel de moest boschikbare van de geofysische methodon. Zij meten de reactie van geologische lichamen op kunstmatig teweeg gebrachte trillingen in de bodem, eoale schokgolven door ben explosie in of een hamarslag tegen d* grond. Bet principe ervan is, dat opgewekte schokgolven door verschillend materiaal ook met verechillende snelheid worden doorgegeven. Los materiaal (grind, sand) geven trillingen maar heel langzaam door, in tegenatelling tot vast gesteento (graniet, bazalt). De schokgolven worden meeatal veroorzaakt door hat tot ontploffing brengen van een lading in een ondiep gat in de bodem. Eon aantal instrumenton, die op bepaalde afstanden in het tarrein
.
staan opgesteld, vangen de schokgolven op on geven ee door .an men regLstratieapparaat (eon z.g. seiemograaf) De seismische method* werkt het best* in gevallen waar de doorge*fenelheid van hat gesteento toeneemt met do diepte, waarop trillingen in de b0-
a
dem worden afgebogen. Daarom vindt do rnethodo veel toepassing bij hat bspalen van d* "ondoorlatende" bodom van eon watsrvoor*nde laag. Indien eon penetratie van minder dan 15 m diepte gewonst is, kan men voletaan met het hamerslagsysteem voor het opzooken van trillingen (in dichtbavolkte gebieden vaak de enige mogelijkheid). Een bezwaar van de seismische methode zijn de koeten. De methode is duur, omdat heel wat geepecialiseerd instrumentarium en een nogal grote
,
groep mensen ermee gemodid zijn. Hiertegenover ataat het feit, daC de methods vaak uiterst ingewikkelde problemen helpt op te lossen tijdene de analyse van de uit boringen verkregen resultaten. De elcktrische methode neemt in de groep geofysische methoden voor de opsporing van grondwater de belangrijkete plaats in. De instrumenten eijn niet duur en kunnen door 2 & 3 mannen gemakkelijk worden gehanteord. Het dozelfd* instrumenten kan men 2 soorten elektrieohe potentialen
--
.,
metenr a) de natuurlijke, die aanwezig is tuseen twee in de grond geplaateto meetelektroden; b) de kunstmatige, die ontstaat door vanaf de aardopperrlakte eon elektrieche -I----
/--laal--&----j
.ar--
an
hndsm
tn
a-lr+dsn-
1
Beido soorten kunnen water bepalon, m a w do laatstgenoemdo spanningsverschil-metingen zijn de meest toegepasto. De opnamen wordon elektriefhe weerstandsopnamen genoemd. Weeratand is het tegenovergestelde van geleidendheid. Goleidondhoid (voor elektriciteit) is hot gemak waarmeo een bepaald materiaal do olektrische energie kan doorgeven. Elektrische weerstandsmetingen leveren waarden op die verechillend kunnen zijn a1 naargelang bepaalde kenmerken van do watervoerendo laag. 20 hoeft zuiver zand, verzadigd mot zoet water, een betrekkelijk hoge weerstand. Zand vermengd met wat klei, daarentegon, vertoont een lagere weerstand. Xndien
.
men verdor west, dat kleiig zand moeilijker door water wordt doorstroomt dan hot zuivero zand, kan men de hogere elektrische weersturdewaarden van het zuivere zand benutten ale een indicatie bij de opeporing van goedo watorvoorondo lagen. Op grond van het feit dat verschillendo geeteenten ook versohillen I n weeratand vertonen, kan men in de met water vorzadigdo bodem lagon van diverdo aard onderscheiden. De elektrische weerstandsopnamen worden hat beet gebruikt voor toorlopi& onderzoekingen over een uitgestrekt gebied, waar belangrijke uitbreidingsplannen van de watervoorziening voorhanden zijn. Ook in etudioe betreffends grondwaterkwaliteit worden zij aangewend.
-
-
De slektrische methode heeft ook enkele beperkingen: lgrote metalen voorwerpen (pijpleidingen, hoogspanniagsleidingon) verstoren d e metingen; do penetratie in do diepte reikt tot max. 450 m; elechts betrekkelijk oenvoudige geologiache fsnomenoa kunnsn worden bepaald.
Do snige manier om op ondubbelzinnige wijze wat omtrent hot geateente in de diepte te weten te komen ie het verzamelen van geateentemonsters d.meve vorkenningeboringen. De uitvoering van eon verkenningsboring geschiedt niet in hot wilde weg.
.
De keuze van do boorplaatsen hangt nauw semen met de gegevens, die men op andore wijze reed8 heeft vargaard. Bet hoofddoel van de verkenningsboringen is het verkrijgen van monster8 grond ter bepaling van de aard van hot gesteento, de diepteligging en do dikte van de diverse aardlagen. In bet ideale geval verkrijgt men een volledig beeld van hot gehele doorboorde profiel, alemede monsters grolldwater van elk* bolrngrijke watervoerende laag. Voor do uitvoering van boringen heeft men diverse mogelijkheden ter beechikking: handboor, spuitlans, pulsboor, draai(spoe1)boor en pneumatieche boor. Bet hangt van .en A4r.r+-
aantal faktoren af, van welke mogelljkheld men slch be-
-
-8Deze f a k t o r e n z i j n 0.m.
de f i n a n c i z l e middelen, de d i e p t e en d h o t e r van
do boring, de t e verwachten gesteenteformaties. Do draai(spoel)boor werkt s n e l en ekonomisch gunatig in ongoconsolideerd gesteente. Hen kan evenwel moeilijk grondwaterstandsmeting.n gedurende do u i t v o e r i n g van de boringen verrichten. ?e pulsboor (prinoipe "stotend" boren) wordt m e e e t d gebruikt voor boringon t o t n i e t d t e g r o t e d i e p t e , of i n d i e n h e t g a a t on b o r b g o n iP gesteenton als kalksteen, b a s a l t of hardo tuf.
6. ~ e o i o n i s c hl o g Analoog aan h e t logboek van een schip, waarin e l k e belangwekkende geb e u r t e n i s i s aangetekend, b e s t a a t e r van een goed uitgevoerde boring ook .en geologlsch log. Weliswaar n i e t in de vorm van een boek, maar in d i e van een boorstaat. B i e r i n wordt de aard van h e t doorboorde gesteente, de dikto van do d i v e r s e lagen en de gemeten grondwaterstandea opgetekend. Een hierop gelijkende aantekening is de boortijd-log b i j de draaiboormethode. Zoale do naam reed6 aanduidt b e t r e f t h e t een vastlegging van de t i j d welke nodig i s om een zekere l e n g t e i n de d i e p t e (dm, m of voet) t e doorboren. Aangezien b e t langer duurt om b.v. door 1 m b a z a l t t e boron d m door 1 m zand, kunnen p l o t s e l i n g e overgangen i n de boorsnelhoid op verandoringen i n de nard van h e t gesteente in de d i e p t e wijzen. Aan de hand van een verzameling van geologieoho booretaten of boortijds t a t e n kan men h e e l w a t e x t r a gegevens vergaren.
7. Fysisch booraatonderzoek Enkele van de geofysische methoden welke vanaf h e t aardoppervlak worden toegepast kunnen ook i n h e t boorgat worden aangewend. Biermoo kunnon d m aanvullendo gegevens verzameld worden. De b e l a n g r i j k s t e f y s i s c h e opname i n het boorgat h e e f t betrekking op do e l e k t r i s c h e formatiemeerstand en de z.g. spontane potentiaal. De spontane p o t e n t i a a l s t a a t i n verband met de hoeveelheid n a t u u r l i j k e e l e k t r i s c h o energ i e , d i e o n t s t a a t door elektrochemische r e a k t i e tussen boorvloeistof en h o t in de boorgat aangetroffen materiaal. Deze twee eigenschappen, de e l e k t r i s c h e formatiewoerstand en de spontane p o t e n t i a a l houden i n d i r e k t verband met de aard en de d i k t e van de ondergrondso formaties, alsmede met de k w a l i t e i t van h e t e r i n aangetroffen water. Z i j kunnen wordon bepaald met een s t e l elektroden, d i e men i n h e t met boorvloeistof gevulde, onbobuisde boorgat l a a t zakken (of ophaalt 1. Droog zand en k l e i vertonen hoge e l e k t r i e c h o weerstanden, maar de aanwezigheid van water doet deee weerstanden i n verschillende mate verandoren, aangezien water een e l e k t r i s o h g e l e i d e r is.
i I
. .
..
1
De mate van weerstandsveranderlng hangt af van do hoeveelheid opgeloatmvastm minerale beetanddelen i n h o t water, d.w.2.
van h e t zoutgehaltm *man. Gedes-
t i l l e o r d water eondor enige minerale bestanddelen i n oplossing i e eon s l e c h t o goloider en h e e f t derhalve een hoge weerstand. Zout water is emn goode g e l e i d e r en h e e f t eon e e e r l a g e weerstand. Xlei i n do vereadigde zone h e e f t b i j n a a l t i j d eon hoog eoutgehalte mn oart o o n t d m ook eon l a g e weerstand. Zand gevuld met z o e t water, daarentegen, hmeft eon hoge weerstand. Er kan tusson beide geeteenten derhalvm gmen miaverstand in do i n t e r p r e t a t i e b e s t a a n . D i t a l l e s wordt anders i n d i e n h e t sand gevuld is met brak of eout water. Om d i t l a a t s t o geval t o kunnen ondmrscheidmn van dm klmilaag h e e f t men een aanvullend+gegeven nodig, d a t door de h i a r n a t e noommn natuurlijkm gammastraling-opname wordt geleverd. De n a t u u r l i i k e ~ammastraling. Gammastraling is a e e r kortgolvige e l e k t r o magnotiache s t r a l i n g , d i e door bepaalde r a d i o a c t i e v e p a r t i k e l s i n gestmenteformaties i n verschillenda mate wordt uitgazonden. Hat voor gammastraling gevoelige element wordt i n het boorgat gelatmn mn op g r a f i s c h e wijzm.worden de mctingen tegon do d i e p t e uitgeeet. Sommige formaties (w.o.
d i e van k l e i en schalim) bevattan meat radioactim-
ve~elementendam andere (zoala k d k s t e e n en zand). I n t e g e n s t e l l i n g t o t de e l e k t r i s c h e boorgatmethodm kunnen metin,+'
van do
n a t u u r l i j k e gammastraling we1 i n eon onbebuisd boorgat plaatsvindon. Varandmringen i n de chemische k w a l i t e i t van h e t grondwater, habben geen invloed op de gammastralihg-opname.
De methode is derhalve s e e r n u t t i g b i j h e t bepalen van de
l i g g i n g en de d i k t e van k l e i f o r m a t i e s , welke e i j n tuesengeschakeld i n afwisse-
a
londe zandformatims met %out water. Eon afwijking op d i t principe i e mogelijk b i j eandformaties waarin v e e l radioactieve d e e l t j e s voorkommn. Tot nu t o e z i j n do middelen beeproken, d i e h e t opsporen van grondwator helpon t e r e a l i s a r e a . Bet vinden van g r o t e hoeveelheden grondwater, hoe belangr i j k h e t ook is, vormt e c h t e r s l e c h t s hot halve work van de vakman. Daarom ea1: h i e r n a worden nagegaan w a t e r verder nog d i e n t t m gebeuren, alvormns man t o t r a t i o n a l * winnlng van hot grondwater over kan gaan. Overine uroeven aan vutten
Is grondwater eenmaal gevonden, dan moeten e r s t u d i e s gemaakt worden omt r e n t do k w a l i t e i t van h a t water en do voorhanden zi.inde hoeveelheid. Vervolgens dienen o r waterwinputten ontworpen en uitgevoord t a vordmn en w m l op men eodanigm wijzm, d a t z i j t o t ' l n l e n g t e van dagon" gomd kunnen blijvmn functionmren.
Kwaliteit van het grondwater. Grondwater lost bij het doorstromen minerale bestanddelen op uit de bodem en het gesteente, waarmee het in de diepto in contact komt. In kleine hoeveelheden opgelost geven ze "ernaakV aan het water. Wordt de concentratie van die bestanddelen echter te hoog, dan wordt bet water brak of zelfs zout en dus onbruikbaar voor de consumptie. Overigens is de bruikbaarheid van water natuurlijk geen maat roor een succesvolle waterwinput. Eea groot aantal ongewenste minerale bestanddelen kan door een of andere methode uit het water worden verwljderd of het water kan voor andere doeleinden worden gebruikt, b.v. voor de landbouw of in de industrie. Vandaar dat chemische analyses het karakter van bet grondwater
.
moeten bepalen, waarmee dan de eventuele bruikbaarheid wordt vaetgeeteld.
m
De hoeveelheid water in een watervoerende laag of pakket ie moeilijker te bepalen omdat de begrenzing van deze laag of pakket vaak onbekend is, terwijl niet a1 het erin opgeslagen water automatisch gewonnen kan worden. Een mogelijkheid om de capaciteit van een winningsput te bepalen ie door eenvoudig water aan de put te onttrekken en vervolgens Ge bestuderen rat de gevolgen ervan zijnl de putproef. De puturoef dient in meer correcte bewoording een proef van de watervoerende laag te worden genoemd. Wat met de putproef wordt bepaald is niet zo
.
zeer de capaciteit van die enkele put, ale we1 een deel van de watervoerende laag De proef bestaat uit het oppompen van water uit 66n put en het observeren en vastleggen van de grondataterstandsverlaging in de pompput en in z.g. waarnemingsputten in de omgeving ervan. Uit deae gegevens kan men de doorlatendheid voor water van de watervoerende laag in de directe omgeving van de plaate van de putproef bepalen. De doorlatendheid wordt aangeduid door de zag. doorlaatfaktor (symbool k), die de maat van snelheid heeft (b.v. m/dag). Verschillende geeteentesoorten bezitten verschillende doorlaatfaktorenr ) .. silt k = 0.01 m/dag -fijnzand k = 1 II
--
zand grof sand grind
---
k=lO k 25-50 k = 100
11
I(
II
Deze verschillende k's vormen een essentieel onderdeel bij de berekening van de beschikbare grondwatervoorraden. De andere waarden die men mbn moet kennpn is het verhang van het grondwater en de dimensies van de watervoerende laag. I
De ra~terwin~ut Zijn de waterwinputten geconstrueerd en in werking gesteld, danmoet een programma van regelmatige waarneming worden aangenomen. Alle grondwaterstanden in de putten moeten van tijd tot tijd, doch voortdurend, rorden be- n s s ? A an .re1 nfaanian
van hat feit of uit de nutten a1 dan niet water wordt
-11Dergelijke gegevens zijn van belang voor het pompprogramma van de putten en voor de bestudering van de invloed van het pompen op het watervoerend pakket over een langdurige periode. A1 te vaak komt het n.1. voor, dat de kwantitatieve analyse van grondwatervoorraden niet volledig overeenkomt met de voor-
I
af mathematisch bepaalde hoeveelheden. Een goed ontworpen en geconstrueerde waterwinput laat het op ekonomische wijee onttrekken van water uit een watervoerende laag toe. Kiervoor is nodig wat baaiskennis omtrent waterbeweging, vaardigheid in boren en een goed begrip bij de eelectie van pompmateriaal en -materieel voor optimum gebruik en tegen de laagste kosten. De putproef levert de benodigde inlichtingen voor de keuee van de elementen van een permanente pomp, welke het beste is aangepast aan de eigenschappen van de bodem rondom de put. Bij het goed ontwerpen van een waterwinput hoort ook de goede keuze van enkele dimensionele faktoren (de diameter en de diepte van de put) en andere bijzonderheden rat betreft de afwerking van de put, afhankelijk van de gesteenteformatie waarin de put zal worden uitgevoerd (b.v.
in vast of 10s geeteente).
Afserkinn van de ~ u t Tot de afwerking van de put behoren die handelingen, welke ten doe1 hebben het fijnermateriaal van een watarvoerende laag te verwijderen. Hierdoor worden de toegangewegen van het water tussen de zandkorrels schoongcmaakt, geopend of vergroot, zodat het water met meer gemak naar de put kan stromen. Dit is een belangrijke operatie teneinde de put tot maximale capaciteit te voeren. Het ie ook nodig om een juiste keuze te doen ineake de filters (vooral filteropeningsgrootte) en omstorting, alsmede allerhande technieken om verstodpingen tegen te gaan. Uit de opsomming van handelingen, welke bij bet vinden en het winnen van grondwater te pas komen, blijkt duidelijk dat het geheel van de watervoorelening met behulp van grondwater tot een ware Ifkunst" is uitgegroeid.
