Bij Waternet wordt al hoopvol gesproken over een prachtige nieuwe drinkwaterbron. Maar kan brak water in de polder Horstermeer deze belofte inlossen? Daar zou ook het waterbeheer in de omgeving veel baat bij hebben. Tijdens een pilot wordt dit nu uitgeprobeerd. “We doen iets heel nieuws.”
Door Hans Klip | Beeld Waternet
Frank Smits"Tien jaar geleden mocht ik tijdens een symposium van Deltares een korte presentatie houden over de vraag of het mogelijk is om van brak grondwater drinkwater te maken. De voorzitter sloot af met de opmerking: ‘Het is wel duidelijk dat dit idee volkomen kansloos is.’ En kijk waar we nu staan! Wij zijn druk bezig met een pilot, waarin we toewerken naar een mogelijke extra bron van jaarlijks zes miljoen kubieke meter drinkwater.”
Lucas SmuldersOnderzoeker Frank Smits van Waternet vertelt dit, terwijl hij een kleine rondleiding geeft langs de plekken in de polder Horstermeer waar het allemaal gaat gebeuren. Zijn collega Lucas Smulders die als projectleider verantwoordelijk is voor het omgevingsmanagement, speelt de rol van secondant.
De in 1882 drooggelegde polder in de gemeente Wijdemeren maakt op een zonnige julidag een vredige indruk. Middenin is een lint van huizen te zien en in de verte doemt de Utrechtse Heuvelrug op. Het vereist enige fantasie om je voor te stellen dat er zich over een aantal jaar tussen de twaalf en twintig winputten in de polder zullen bevinden.
Tenminste, als de drie jaar durende pilot Temmen van brakke kwel een succes wordt. Want dat wordt spannend, zegt Smits. “We doen iets heel nieuws. Je kunt het een beetje vergelijken met de eerste openhartoperatie.” Al heeft dit ook een voordeel, merkt Smits vrolijk op. “Nu kan ik op het innovatieve concept proberen te promoveren aan de TU Delft.”
Ongekende waterkwaliteit
Smits typeert brak water als een mooie bron van drinkwater. Er zit weliswaar zout in, maar het water bevat geen verontreinigingen als bestrijdingsmiddelen en medicijnresten. “Dat komt omdat het in de prehistorie is geïnfiltreerd. Het water is eigenlijk van ongekende kwaliteit. Vroeger zou het veel te duur zijn geweest om het water te ontzilten, maar daarvoor worden tegenwoordig wereldwijd een groot aantal installaties gebouwd. Het wordt steeds goedkoper.”
De nieuwe drinkwaterbron is hard nodig, omdat de Amsterdamse watervraag snel stijgt. Waternet heeft de capaciteit om jaarlijks ruim 100 miljoen kubieke meter drinkwater te produceren. Dat leek tot voor een paar jaar voldoende, maar de veilig geachte grens van 95 procent benutting begint nu al in zicht te komen. Klimaatverandering zoals het vaker voorkomen van periodes met aanhoudende droogte speelt een rol. De belangrijkste reden voor de toenemende watervraag is echter de uitbreiding van de stad.
“Met de nieuwe wijk Haven-Stad met veertig- tot zeventigduizend woningen komt er feitelijk een hele stad bij”, zegt Smulders. “Ook in de gemeenten rondom Amsterdam wordt veel gebouwd. Dat is weliswaar gebied van PWN, maar het is historisch zo gegroeid dat Waternet veel voor dit waterbedrijf produceert.”
Volgens Smits wordt niet alles op één kaart gezet. “Ons project is zo innovatief dat dit tricky zou zijn. Wij kijken ook naar alternatieven, zoals meer water halen uit het Amsterdam-Rijnkanaal. En mogelijk is zes miljoen kubieke meter drinkwater extra niet genoeg. We houden ook al rekening met een scenario van vijftien miljoen kuub.”
Schoorsteen met omhoogkomend brak water
Het project in de Horstermeer draait niet alleen om drinkwater. Het verbeteren van het waterbeheer is een even belangrijk doel. De polder is brak, terwijl de andere polders en de natuurgebieden in de omgeving zoet zijn.
Smits licht toe: “De brakke kwel komt op een diepte van 50 meter de polder binnen, maakt dan een dipje naar 90 meter en bereikt in het midden van de polder het maaiveld. Het is eigenlijk een schoorsteen waarin het brakke water vanuit de hele omgeving naar boven komt. Het brakke water mengt zich in slootjes in de polder met het zoete kwelwater dat aan de randen van de polder opkwelt. Het gemengde uitgeslagen water is met ruim 500 milligram chloride per liter nog veel te zout om in de omgeving te kunnen gebruiken. Daar moeten we dus iets mee.”
De huidige oplossing is om dit water bij het gemaal Horstermeer uit te malen op de Vecht, waarna het noordwaarts stroomt. Het gaat jaarlijks om ongeveer 36 miljoen kubieke meter brak water. De ‘zoutprop’ wordt in de Vecht ter hoogte van Nigtevecht richting het Amsterdam-Rijnkanaal geduwd door zoet water dat bij Muiden vanuit het Markermeer wordt ingelaten in de Vecht. In het kanaal kan het uit de polder afkomstige brakke water geen kwaad meer en komt uiteindelijk in de zee terecht.
Aan infuus van Markermeer
Het Horstermeer en omliggende polders liggen aan het infuus van het Markermeer, merkt Smits op. “We halen hier jaarlijks ongeveer 140 miljoen kubieke meter water uit. Dat staat gelijk aan een verlaging van het meerpeil met 20 centimeter. Rijkswaterstaat vraagt of het in verband met de zoetwatervoorraad niet wat minder kan met de inname uit het Markermeer. Ook is het zoete water uit dit meer niet optimaal voor de natuur en waterkwaliteit. Het is een stuk harder dan de zoete kwel van de Utrechtse Heuvelrug.”
De droge zomer van 2018 bracht nog een ander probleem aan het licht, vervolgt Smits. “Omdat het peil op het Markermeer wegzakte, kon er geen zoet water meer worden ingelaten. Het brakke water dreigde op plekken te komen waar zeldzame vegetatie groeit. Dat zou desastreus zijn geweest. Toen moesten we noodpompen plaatsen bij de Zeesluis in Muiden, waar normaal het water onder vrij verval doorheen stroomt.”
Horstermeerpolder
Kans voor zoete kwel
De problemen zouden — in ieder geval voor een belangrijk deel — verdwijnen, wanneer het brakke water in de polder Horstermeer wordt afgevangen en niet meer het oppervlaktewater kan bereiken. Dan kan de grote hoeveelheid zoete kwel die nu samen met de brakke kwel wordt afgevoerd, weer in het gebied worden gebruikt. Smits: “De zoete kwel wordt zo hopelijk een bron van zoet water voor het hele gebied. Dan hoeven we ook veel minder water uit het Markermeer te halen. We moeten het nog meer in detail onderzoeken, maar ik verwacht dat we ongeveer de helft op de inlaat kunnen besparen.”
De Waternet-onderzoeker kijkt ook verder. Het winnen van brak grondwater voor de drinkwatervoorziening kan volgens hem interessant zijn voor elke delta in de wereld. “Het lijkt een goed instrument om interne verzilting te beperken en mondiaal aan de groeiende behoefte aan drinkwater te voldoen.”
Tot ongeveer 150 meter diep
Tijdens de pilot worden op een locatie midden in de polder een onttrekkingsput geboord en peilfilters geplaatst. De put wordt met een tijdelijke persleiding verbonden met de ontziltinginstallatie, die in een container op rioolwaterzuivering Horstermeer staat. Smits: “Wij gaan bij het pompen van het water tot ongeveer 150 meter diep, tot boven de slecht doorlatende kleilaag van de Formatie van Maassluis. Deze geologische formatie is lokaal de hydrologische basis.”
De bedoeling is om twee jaar lang circa vijftig kubieke meter brak water per uur te onttrekken aan de grond. “Zo ontstaat een duurproef”, zegt Smits. “Kunnen we het zoet-brak grensvlak naar beneden trekken? Wat wordt de verlaging van de grondwaterstand? Wat is het energieverbruik? Hoeveel gezuiverd water kunnen we uit een kuub brak water maken? Wat moeten we daarbij eventueel voor chemicaliën gebruiken? Allemaal vragen die wij willen beantwoorden.”
'We gebruiken een gangbare membraantechniek, waarmee het brakke water in één stap kan worden ontzilt'
Brak water in één stap ontzilt
Waternet heeft de ontziltingsinstallatie overgenomen van Brabant Water. De toegepaste techniek is omgekeerde osmose. Smits: “We gebruiken een gangbare membraantechniek, waarmee het brakke water in één stap kan worden ontzilt. Daarnaast wordt een actief koolfilter gebruikt voor het ammonium, een van de weinige stoffen die de membranen kan passeren.”
Het water wordt hierbij gescheiden in permeaat en concentraat. “Permeaat is heel zuiver en eigenlijk demiwater. Er zit geen kalk in, waardoor de rest van het water minder hoeft te worden onthard. Daarmee kunnen we kosten besparen bij de drinkwaterbereiding.”
Het overblijvende concentraat met alle opgeloste stoffen uit het brakke water gaat straks, als het concept wordt opgeschaald, naar de rioolwaterzuivering Weesp. Daar wordt dit na beluchting en het afvangen van het ijzer geloosd op het Amsterdam-Rijnkanaal. “Normaal krijg je voor zo’n zoutvracht geen vergunning van Rijkswaterstaat”, zegt Smits. “Maar dezelfde zoutvracht komt nu ook al als kwelwater uit de Horstermeer in het kanaal terecht. Rijkswaterstaat ziet de voordelen van het zuiniger aan doen met zoet water uit het Markermeer.”
Onverwacht bijzondere vondst
Voordat het tot de pilot kwam, was al een horde genomen. Op het terrein van het gemaal, net buiten de polder, vond tijdens de eerste verkenningsfase een proefboring plaats. Smits: “Hieruit bleek dat er zoet water onder de diepe kleilaag zit. Dat is gunstig en betekende dat we verder konden met de pilot. We zien dat het water vanaf 155 tot ongeveer 230 meter volledig zoet is. Ik verwacht dat het in de hele polder zo is, maar dat moeten we nog vaststellen met de volgende boringen in de polder.”
De gevonden kies van een steppemammoetDe eerste put leverde onverwacht een bijzondere vondst op. De monsters uit deze put worden door TNO geanalyseerd. Smits bracht een keer een zak met volgens hem een opgeboord stuk gefossiliseerd hout mee. Het bleek een deel van een mammoetkies. “Het fossiel was van een steppemammoet uit het Midden-Pleistoceen. Deze mammoetsoort leefde ongeveer een miljoen tot driehonderdduizend jaar geleden. Hiervan worden amper resten in ons land aangetroffen. Dit heeft verder weinig te maken met het onttrekken van brak grondwater, maar het is wel erg leuk.”
Wat zijn de komende jaren grote uitdagingen? Smits noemt er twee. “Kunnen wij het water zo oppompen dat we geen schade aan gebouwen en polder aanbrengen? En kunnen we overal bij?”
Een uitdaging is ook de kleine achthonderd bewoners in de polder mee te krijgen, vindt Smulders. Zij staan bekend als kritisch en ondernemend en ze riepen in 2010 zelfs de Republiek Horstermeer uit als protest tegen een plan voor een hoger waterpeil. “Krijgen we straks toestemming van de landeigenaren om de twaalf tot twintig putten te slaan? Het omgevingsmanagement wordt een hele klus, maar gelukkig zijn mensen wel enthousiast over ons idee.”
Beslissing over opschaling
Als de pilot over drie jaar afloopt, komt het beslissende moment: krijgt opschaling groen licht of blijft het bij een interessante proef? De bedoeling is om dan alle brakke kwel op te gaan pompen en af te voeren naar de drinkwaterfabriek in Weesperkarspel. “Het is niet alleen zo dat we de bewoners moeten overtuigen, maar ook onszelf”, zegt Smits. “Voor alle mogelijke uitdagingen moeten we in het proefonderzoek een oplossing vinden.”
Het gaat om een grote investering. De huidige pilot kost enkele miljoenen euro. Waterschap Amstel, Gooi en Vecht en de gemeente Amsterdam, waarvoor Waternet zijn taken uitvoert, dragen beide evenveel bij. Verder is er een subsidie van 465 duizend euro van de provincie Noord-Holland. Voor de opschaling is minimaal een bedrag van enkele tientallen miljoenen euro nodig. “Dat moet worden gefinancierd door de gemeente Amsterdam en het waterschap”, vertelt Smulders. “Ook vanuit het Deltaprogramma Zoetwater komt dan mogelijk geld.”
FRESHMAN-project
Tot slot even terug naar de claim van Smits dat Waternet met het project iets heel nieuws doet. Is Dunea in het FRESHMAN-project niet met iets vergelijkbaars bezig? Het Zuid-Hollandse drinkwaterbedrijf onderzoekt de winning en zuivering van brak grondwater onder de Scheveningse duinen.
Het project in de Horstermeerpolder is wezenlijk anders, vindt Smits. “Dunea richt zich puur op drinkwaterwinning. Hier zijn de voordelen vooral voor het waterbeheer in de omgeving. Ik denk niet dat ergens anders een drinkwaterbedrijf een waterschap helpt om een probleem daarmee op te lossen.” Waarop Smulders aanvult. “Je ziet hier de meerwaarde van de watercyclusorganisatie die Waternet is.”
Aanvulling 2 juli 2021
Waterschap AGV heeft op YouTube een video van het project geplaatst.
MEER INFORMATIE
Toelichting Waternet op temmen van brakke kwel
Toelichting door waterschap AGV
Artikel in DeltaNieuws (2016)
H2O-bericht over brak grondwaterproject Dunea
