Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Nut en noodzaak van
het herstellen van scheidende lagen in boorgaten Bijeenkomst ‘Boren zonder zorgen’
Martin van der Schans, Martin Bloemendal
1
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Wie maakt zich druk om boorgatafdichting? Deep Water Horizon © United States Coast Guard
2
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Wie maakt zich druk om boorgatafdichting?
Schonenbeek 9 november 1976 © ANP Cor Out/ Frits Gerritsen
3
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Wie maakt zich druk om boorgatafdichting?
Barendrecht CO2-opslag © groen.blog.nl
4
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Wie maakt zich druk om boorgatafdichting?
Inundatie puttenveld © WBGr
Aanbrengen kleiafdichting © Brabant Water
5
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Opbouw presentatie 1. Belang afsluitende lagen 2. Oorzaken kortsluitstroming & slechte boorgatafdichting
3. Gevolgen 4. Praktijkervaring
Focus ondiep grondwater / boorgatafdichting Bron: Kennisdocument puttenvelden KWR2011.014
6
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Belang van scheidende lagen bodem/grondwater = ecosysteemdienst Toename gebruik ondergrond Doorboring van scheidende lagen kan leiden tot :
• Verandering stromingssituatie (kortsluitstroming) • Menging • Water omzeilt afbraak / sorptie.
Belang van scheidende werking is erkend door wetgever Het herstel ervan is verankerd in BRL 2100 en protocol 2101.
7
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Opbouw presentatie 1. Belang afsluitende lagen 2. Oorzaken kortsluitstroming & slechte boorgatafdichting
3. Gevolgen 4. Praktijkervaring
8
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Oorzaken kortsluitstroming Putfilter in meerdere paketten
Klei/ veen
zandpakket
Klei/ veen
zandpakket
Slechte Boorgatafdichting
Lekke stijgbuis
9
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Oorzaken slechte boorgatafdichting Aanlegfase
• Putten geboord volgens oude voorschriften (<1972)
• gebruik opgeboord materiaal voor afdichting.
• Nalatigheid
• geen afdichting aangebracht.
• Fout boorprofiel
• afdichting op verkeerde diepte.
• Te dunne laag zwelklei , of menging met formatie/ grind
• afdichting onvoldoende afsluitend
• Invallen boorgatwand tijdens aanleg, anulaire ruimte te snel opgevuld, te grove diameter filtergrind/ -spleten
• zakking afdichting door uitspoeling zand/ grind rond filter - met name fijn zandige aquifer (ook na ingebruikname)
Tijdens aanleg ingevallen materiaal boorgatwand
10
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Oorzaken slechte boorgatafdichting Gebruiksfase
• Ontgassing tijdens reiniging (Spuiter)
• opbarsten afdichting
• Veengrond
• uitzakken & beperkte aanhechting kleiafdichting
• Overdruk pomp
• opbarsten afdichting
11
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Opbouw presentatie 1. Belang afsluitende lagen 2. Oorzaken kortsluitstroming & slechte boorgatafdichting
3. Gevolgen 4. Praktijkervaring
12
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Gevolgen slechte boorgatafdichting Kortsluitstroming Per put: • Grootte gat, opvulmateriaal • Drukverschil
• max 10 m3/dag
Bonte et al KWR BTO 2013.036
13
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Gevolgen slechte boorgatafdichting Kortsluitstroming Gebiedsniveau: • voorbeeld Jeruzalem, Amsterdam • Gesloten Bodemenergiesysteem • 455 woningen
• Drukverschil 0,1 tot 0,3 m • 1 tot 50 m3/dag (0,3 mm/dag)
Bonte et al KWR BTO 2013.036
14
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Gevolgen slechte boorgatafdichting Kortsluitstroming • Microbiologische besmetting / verontreiniging drinkwater;
• Verlies van waardevolle grondstof door menging
• Putverstopping
• Gebruiker • Derden
15
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Opbouw presentatie 1. Belang afsluitende lagen 2. Oorzaken kortsluitstroming & slechte boorgatafdichting
3. Gevolgen 4. Praktijkervaring
16
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Praktijkvoorbeeld: Kortsluitstroming WKO en ASR (ASR = Aquifer Storage & Recovery) Oude WKO put
klei
zoetwaterbel
Zand klei
Zand
Zout grondwater
17
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Praktijkvoorbeeld: Kortsluitstroming WKO en ASR
18
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Praktijkvoorbeeld: Kortsluitstroming WKO en ASR (ASR = Aquifer Storage & Recovery) Oude WKO put Reparatie kleiafdichting met grout
Reverse Osmosis
klei
zoetwaterbel
Zand klei
Zand
Opgeblazen kleiafdichting Zout grondwater
19
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
20
Praktijkervaring: kortsluitstroming drinkwater Ondiepe grondwaterstand/ neerslag + beperkte afdichting (freatische winning, duinen)
Inundatie + Put(kop)afdichting (rivierengebied)
Lekke stijgbuis + slechte afdichting (veengebied)
Zakking afdichting (Fijnzandige Aquifer)
Combinatie oorzaken
Lekke verbindingen (kordeldraad, RVS, PVC)
Runoff/ neerslag + Gebrekkige afdichting (freatische winning, zandgrond)
Afdichting afwezig/ Lokaal materiaal (Oudere putten)
Problemen afdichting: • Verouderde boormethoden & putconstructie • Geohydrologische situatie
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Praktijkervaring: kortsluitstroming drinkwater Indringing zuurstof via putten derden
Stuyfzand & Heijnen 1982
Indringing verontreiniging via put of peilbuis derden
Gebruik verontreinigde boorspoeling door derden
21
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Detectie kortsluitstroming
Stap 1: Identificeren riskante situaties • • • • •
Meenemen in reguliere monitoring/ Rapportage aanleg
Afwijkende waterkwaliteit Bijzonderheden camera-inspectie Putconstructie foutief of verouderd Frequente putverstopping Freatische winning met ondiepe grondwaterstand
Stap 2: Nader onderzoek • • • • • •
Ballonproef Speciale monstername Extra camera-inspectie Geofysische boorgatmetingen N2-gas tracerproef
Stap 3: Urgentie en maatregelen Bron: Juhásh-Holterman & Prevoo (2013)
• Oorzaak lekkage (filterstelling, stijgbuis, afdichting) • Aangepaste bedrijfsvoering • Reparatie of vervanging
22
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Detectie kortsluitstroming Praktijkvoorbeeld: afwijkende waterkwaliteit Stap 2: nader onderzoek
Stap 1: identificeren riskante situatie
- Boorgatmetingen
- Gas dynamic test Na aanschakelen
Regulier Cl ~ 150 mg/l
Cl ~ 280 mg/l
Bron: Falco van Driel/ Oasen 2014
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Detectie kortsluitstroming Praktijkvoorbeeld: chemische putverstopping Stap 1: identificeren riskante situatie
Stap 2: nader onderzoek - Boorgatmetingen - Tracerproef
Aeroob O2
Putverstopping /
Anaeroob
ijzerneerslag
Fe2+
Bron: Nico vd Moot WMD/ KWR 2011
24
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
25
Detectie kortsluitstroming Praktijkvoorbeeld: mechanische putverstopping (deeltjes) Stap 1: identificeren riskante situatie
Stap 2: nader onderzoek - Capaciteitstest per sectie (packer)
Bron: Ton Ebbing/ Vitens
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
Conclusie / oproep • Kortsluitstroming kan ontstaan tijdens aanleg en gebruiksfase • Goede monitoring geeft een eerste inzicht in risico op kortsluitstroming bij putten. • Herstel scheidende lagen is dan noodzakelijk. • Put-gebruiker heeft (of ziet) niet altijd noodzaak. Wat is nodig? Meer aandacht voor beheer van (al bestaande) putten • Waar liggen de grootste risico’s • ‘Best practices’ • (juridisch) verankerd Oproep: Wie wil meedenken hoe dit voor elkaar te krijgen?
26
27
Martin van der Schans, Martin Bloemendal Utrecht, 10 feb 2015
ZIJN ER NOG VRAGEN? Met dank aan: More articles, images and videos in our online annual report
Falco van Driel (Oasen) Harrie Timmer (Oasen)
annualreport.kwrwater.nl
Nico van der Moot (WMD) Ton Ebbing (Vitens)
© KWR Watercycle Research Institute