Bron boren is specialistenwerk

16-09-2019 Updated on: 15-08-2022

Vollegrond Achtergrond

premium

Foto's: Henk Riswick

Ervaren grondboorbedrijven kunnen vaak redelijk voorspellen wat ze op grote diepte zullen aantreffen. Toch blijkt de praktijk vaak weerbarstig.

De grondboorbedrijven hebben het druk, mede geholpen door de droogte van de laatste 2 jaar. Het boren van een bron begint met de vraag óf en hoe diep er een bruikbare watervoerende laag in de ondergrond zit. En afhankelijk van het gebruiksdoel is ook de waterkwaliteit bepalend. Het boren van een bron is specialistenwerk. Vanwege de benodigde apparatuur, maar ook vanwege de benodigde certificering om het werk te mogen doen en vanwege de kennis en vooral ervaring die nodig is om het werk goed te kunnen uitvoeren.

Capaciteit van de bron

“We boren bronnen voor allerlei toepassingen”, vertelt Harry Splinter, directeur van Van de Pol Grondboringen in Dedemsvaart. In de landbouw vaak voor beregening, voor drinkwater (vee) en ook wel voor bluswater. Bij een waterbron gaat het er vooral om hoe diep je moet boren en hoe groot de capaciteit van de bron moet zijn. En het begint natuurlijk met de vraag of überhaupt mag worden geboord en of de locatie wel geschikt is om grondwater te vinden.

Een boorgat is zo gemaakt, maar er gaat veel voorbereiding aan vooraf. En er is specialistische apparatuur, maar ook kennis en vooral praktijkervaring voor nodig. – Foto’s: Henk Riswick

Het DINOloket

Pas als je een gat boort, weet je echt hoe het zit. Maar een grondboorbedrijf met veel ervaring kan dat van tevoren redelijk inschatten. In ons land zijn door de jaren heen al heel veel bronnen geboord en die gegevens worden ook al jarenlang zo veel mogelijk bewaard. Nederland heeft daarvoor het DINOloket: Data en Informatie van de Nederlandse Ondergrond. Het DINOloket bevat grondwatergegevens, sonderingen en informatie van boringen, zoals resultaten van boorgatmetingen en boormonsterbeschrijvingen. De grondboorbedrijven maken dankbaar gebruik van de gegevens in deze databank en vullen die ook aan met hun eigen bevindingen. Moet je 30 meter of 150 meter diep boren om water te vinden; dat maakt nogal wat uit in de kosten. Maar los van de gegevens van het DINOloket en de ervaring van een grondboorbedrijf, blijft het toch altijd afwachten hoe een bronboring uitpakt. Is er ooit aan de ene kant van het erf een bron geboord, dan geeft dat wel een goede indicatie, maar geen garantie dat het aan de andere kant van het erf precies zo zit in de ondergrond. Boormeesters blijven zich ook na vele jaren ervaring verbazen hoe verschillend de ondergrond op korte afstand kan zijn.

De breedte van de boorkop bepaalt de diameter van het gat. Door steeds weer buizen erop te schroeven, kan Van de Pol Grondboringen tot 200 meter diep boren.

5 kuub per meter

In Nederland zit overal grondwater. Vaak zit het grondwaterpeil hooguit enkele meters diep. Toch wordt bij een traditionele bron het water van aanzienlijk grotere diepte opgepompt. Bepalend is op welke diepte er een voldoende dikke zandlaag zit, die ook van de juiste gradatie moet zijn om genoeg water naar de bron aan te voeren.

Ondanks alle gegevens en ervaring, is het toch altijd afwachten hoe een bronboring uitpakt

Het onderste deel van de buis die de bron vormt, is uitgevoerd als filter. Vergelijkbaar met een drainagebuis bestaat dat uit een geperforeerde buis van pvc of rvs, waar fijn grind als filtermateriaal omheen wordt gestort. In een geschikte zandlaag is dat filter per meter lengte goed voor 5 kuub water per uur. Wil je 100 kuub per uur onttrekken, dan zul je gauw 20 meter filterbuis nodig hebben en dus ook een pakket van 20 meter zand van de juiste samenstelling.

Het losgeboorde materiaal wordt door middel van zuigboren of luchtliften via bezinkbakken ‘opgepompt’.
Tijdens het boren wordt regelmatig een monster genomen van het water dat uit het boorgat omhoog komt. Als dat is uitgezakt, kan de boormeester beoordelen óf en welk zand er omhoog komt. Dat geeft inzicht in hoe het profiel is opgebouwd en bepaalt of de gewenste diepte bereikt is.

Waterkwaliteit bepalen door bemonsteren

De kwaliteit van bronwater is alleen te bepalen door te bemonsteren. Het gaat vooral om ijzer, mangaan, hardheid en pH. Maar ook H2S (rotte-eierenlucht) en methaan (aardgas) kan een punt zijn. Dat veroorzaakt bacteriegroei, met slijmvorming als gevolg. De kwaliteit van het bronwater kan erg verschillen. Samen met het specifieke gebruiksdoel bepaalt dat de keuze van de installatie. Daarom is waterzuivering altijd maatwerk, weten ze bij Remon in Marum (Fr.). Is de keuze voor het type installatie gemaakt, dan is de beslissing om een nét te krappe capaciteit te nemen een veelgemaakte fout. Goedkoop is dan opeens toch duurkoop, vindt Marc Kemerink, mede-eigenaar van Kemerink water- en doseertechniek uit Lemelerveld.

Is het boorgat op diepte, dan wordt daar een pvc- of rvs-buis in aangebracht. De onderste meter van de buis is blind en dient als zandvang. Daarboven wordt het filter gesteld. De lengte wordt in het werk bepaald en is afhankelijk van de gevraagde kubieke meters en het zandpakket. Vuistregel is dat er 5 kuub per uur per meter filterbuis toestroomt bij normaal zand.

Zoutgehalte leidende factor

Voor beregening is het zoutgehalte, uitgedrukt in de EC-waarde, een leidende factor. IJzer is bij beregening van akkerbouwgewassen geen probleem, maar in de tuinbouw – bijvoorbeeld aardbeien – geeft ijzerhoudend water een ongewenste, bruine afzetting op het product. Ontijzeren kan alsnog noodzakelijk zijn. De tuin sproeien met ijzerhoudend water wil vaak nog wel lukken, maar de vijver er mee vol laten lopen kan tegenvallen omdat een bruine drijflaag ontstaat, en ook bestrating wordt er bruin van. Ook voor de particuliere tuin wordt dus wel gefilterd.

Staat de pvc-buis in het gat, dan wordt die rondom afgestort met grind. Dat dient als filter rond de geperforeerde buis onderin. De rest wordt aangevuld met vulgrind, dat grover is dan het filtergrind (gradatie 2-5 mm of grover). Storingslagen zoals leem en klei worden conform BRL 2100 afgestort met bentoniet of dantoniet, afhankelijk van de leverancier.

Roest

Roest ontstaat door oxidatie en dat is ook het principe van ontijzeren door middel van fijn vernevelen. Is een bron voldoende diep en goed afgesloten door klei, dan is het water meestal zuurstofarm en is ijzer niet gauw een probleem. Er zijn plaatsen waar bijvoorbeeld op 40 meter diepte ijzerhoudend en zuurstofrijk water zit, dat goed genoeg is om te beregenen, maar waar op 100 meter diepte pas water zit dat direct bruikbaar is voor drinkwater.

Het grind dat om het filter gaat, is er in verschillende gradaties. De grofheid wordt gekozen in samenhang met de grofheid van het zand waar het filter wordt geplaatst.

Geschikt als drinkwater

Of water geschikt is als drinkwater voor het vee weet je alleen door te bemonsteren. En in detail verschillen de eisen per diersoort. Of je er ook zelf van mag drinken? Bronwater, al of niet gezuiverd, kán geschikt zijn voor de mens om te drinken. Maar de leveranciers van zuiveringsinstallaties mogen die garantie niet afgeven. Tot op zekere hoogte blijft dat ook een eigen verantwoordelijkheid. Wie het lekker vindt, mag immers ook zeewater drinken.

Afhankelijk van de kwaliteit van de bron en het gebruiksdoel van het water is reiniging noodzakelijk. Eerst bemonsteren, dan de installatie kiezen! – Foto: Kemerink Water- en doseertechniek

Kies de meest geëigende zuiveringstechniek

Om bronwater te zuiveren is een aantal technieken beschikbaar. De ionenwisselaar, omgekeerde osmose, ontijzeren en beluchten.

• Ionenwisselaar

In een gesloten systeem wordt het bronwater door een hoeveelheid kunstharskorrels gepompt. Die korrels wisselen natrium-ionen op het oppervlak uit voor ongewenste ionen uit het bronwater. Vooral ijzer, mangaan, kalk en ook wel ammonium worden goed verwijderd. En afhankelijk van het toegepaste kunsthars kan bijvoorbeeld ook nitraat worden verwijderd. Het filter zal verzadigd raken, en wordt dan (geautomatiseerd) doorgespoeld met zout, waardoor de uitgefilterde stoffen op hun beurt weer plaatsmaken voor vers natrium. Een ionenwisselaar voegt dus iets natrium toe aan het gezuiverde water. Voor specifieke toepassingen, zoals drinkwater voor kalveren, kan dat een nadeel zijn. Heeft het bronwater van nature al een vrij hoog natriumgehalte, dan werkt een ionenwisselaar niet. Ook een te lage pH maakt een ionenwisselaar ongeschikt.

• Omgekeerde osmose

Omgekeerde osmose gebeurt in een gesloten systeem. Simpel voorgesteld is het een membraan dat werkt als een zeef die de chemische stoffen tegenhoudt. Dat gaat onder druk, waardoor een aparte pomp nodig is. Vergeleken met een ionenwisselaar is de energiebehoefte dus groter, maar het haalt ook meer stoffen uit het water. Kies je voor een nanofilter als membraan, dan is de werking wat grover en blijft er wat calcium in het water, waardoor dat toch een zekere (soms gewenste) hardheid houdt. Bij omkeerde osmose wordt constant ‘vuil’ water geloosd, vaak zo’n 50% van de aanvoer, en blijft 50% gezuiverd water over. Met een nanofilter voert het systeem vaak maar zo’n 30% als vuil water af. Twee keer per jaar, vaak samen met een onderhoudsbeurt, moet het membraan er echt uit om apart te worden gereinigd. Voor eenzelfde capaciteit is de investering in omgekeerde osmose al gauw een factor drie hoger dan voor een ionenwisselaar.

• Ontijzeren en beluchten

IJzerhoudend water wordt bruin wanneer het in contact komt met zuurstof. Ontijzeren werkt volgens dat principe. Een ontijzeringsinstallatie vernevelt het water, dat daardoor belucht raakt zodat het ijzer oxideert (verroest). Ook gassen als H2S en methaan ontwijken op die manier. Na het nevelen zakt het water door een bed met een granulaat dat de oxide/roest uitfiltert. Puur om te beluchten wordt ook gezuiverd water uit een ionenwisselaar of een omgekeerde-osmose-installatie wel eens volgens dat principe behandeld. Met water en lucht wordt het granulaatbed af en toe opgeschud en doorgespoeld om het oxide af te voeren. Door te beluchten verdwijnt ook de grondsmaak die het zuurstofloze water vaak heeft.

Is hardheid ook een punt, dan wordt ontijzeren vaak gecombineerd met een bypass om te ontharden, wat wil zeggen dat de calcium wordt verwijderd. Dat maakt de installatie wel flink duurder, en vraagt meer energie dan een gesloten systeem met ionenwisselaar. Dat zuivert in één keer op alle componenten. Voor het vervangen van dit open door een gesloten systeem is investeringsaftrek mogelijk. Reken vanaf € 5.000 voor een reinigingssysteem tot zo’n 60 kuub per dag.