Rijkswaterstaat (RWS) heeft voor 28 grote verdiepte constructies de grootte van grondwaterlekkage bepaald en daarbij is de relatie onderzocht tussen de vastgestelde hoeveelheden lekkage en de eigenschappen van de constructie en haar omgeving.
Van een aantal verdiepte constructies van RWS was al bekend dat er grote hoeveelheden grondwater in lekten, maar een breder landelijk overzicht van de lekkages ontbrak. Daarom is een onderzoek gestart naar de grootte van deze lekkages. Daarbij is ook de relatie onderzocht tussen de hoeveelheden lekkage en constructie-eigenschappen en bodemopbouw.
Door klimaatverandering neemt de frequentie van droge zomers toe. Daardoor neemt de verzilting toe en is er minder zoet water beschikbaar. Het onnodig onttrekken van grondwater moet daarom worden beperkt. Dit past bij de ambitie van RWS om de impact van de snelwegen op de omgeving te minimaliseren.
De studie bevat drie delen: (1) de bepaling van de hoeveelheid lekkage, (2) een analyse van de relatie tussen de lekkage en constructie-eigenschappen en (3) een bepaling van de effecten op de omgeving.
Bepaling lekkage
Met pompgegevens is in totaal voor 28 RWS-constructies de grootte van de lekkage bepaald. Door een periode zonder neerslag te gebruiken is het verpompte water uitsluitend lekwater. De constructies zijn geselecteerd op basis van de beschikbare gegevens en op de kaart op de pagina hiernaast weergegeven met de vastgestelde hoeveelheden lekkage. Dit betreffen niet alle grote verdiepte constructies van RWS.
De lekkage varieert sterk per locatie. In sommige constructies zijn grote grondwaterlekkages geconstateerd, terwijl andere constructies maar zeer beperkt lekken. Opvallend grote lekkages zijn zichtbaar in het Gouwe Aquaduct in de A12 en de verdiepte liggingen in de A2 bij Best en Vught met respectievelijk 2.700, 1.500 en 1.100 m³ grondwater per dag. Deze drie onderzochte locaties samen lekken daarmee al bijna
2 miljoen m³ grondwater per jaar, gelijk aan het gemiddelde jaarlijkse waterverbruik van circa 40.000 personen.
Bovengenoemde grote lekkages treden al op vanaf de aanleg. Zo is de verdiepte ligging in de A2 bij Best aangelegd in deels goed doorlatende zanden en lijkt lokaal een scheidende kleilaag te ontbreken, wat zorgt voor een grote toestroom van grondwater. In het geval van het Gouwe Aquaduct lekte de constructie al tijdens de realisatie. Toentertijd is daar niet ingegrepen en is de realisatie voortgezet, met blijvende grote lekkages tot gevolg.
Voor de andere onderzochte locaties lagen de lekkages tussen de 0 en 700 m³ per dag en gemiddeld was de lekkage over de 28 constructies 300 m³ per dag per constructie en 8 l per m² nat oppervlak per dag.
Analyse lekkage
Het verband tussen constructie-eigenschappen en de lekkagehoeveelheid is met een regressieanalyse onderzocht. Onderzochte eigenschappen zijn het bouwjaar, het grondwaterpeil ten opzichte van de onderzijde van de constructie, de omliggende grondsoort en het type constructie. Omdat verdiepte constructies veelal bestaan uit combinaties van type constructies, is in dit onderzoek alleen onderscheid gemaakt of de constructie een tunnel of een open verdiepte ligging is en of de constructie een grote watergang kruist, wat mogelijk zorgt voor lekkages vanuit het oppervlaktewater.
Het bouwjaar, verschil in grondwaterstand en bodem van de constructie en het type constructie vertonen nauwelijks tot geen samenhang met de grootte van de lekkage. Daarmee is een voorspelling van de lekkage van niet onderzochte locaties slecht te bepalen. De omliggende grondsoort heeft wel een kleine relatie met de hoeveelheid lekkage, waarbij constructies in zandgronden gemiddeld meer lekken dan constructies in kleigronden.
Effect op de omgeving
Om effecten op de grondwaterstand in kaart te brengen, is met het Landelijk Hydrologisch Model (LHM) de verlaging van het grondwater berekend. De modellering maakt het effect van de lekkage op de grondwaterstand inzichtelijk. Een verlaging van de grondwaterstand kan resulteren in droogteschade aan de landbouw en natuur, verzilting, bodemdaling, CO2-uitstoot door veenoxidatie en schade aan bebouwing en infrastructuur door zettingen. Ook is per constructie ingeschat waar mogelijk relatief zout water in de constructie lekt en waardoor het oppervlaktewater door lozing van het lekkage water mogelijk verzilt.
Verder blijkt uit de grondwatermodellering dat er grote gebieden zijn waarin een grondwaterstandsverlaging van meer dan 5 cm optreedt door de lekkage. Bij het Gouwe Aquaduct is dit gebied in het freatisch pakket circa 1.400 hectare en in het eerste watervoerend pakket circa 3.400 hectare. Bij de verdiepte ligging in de A2 bij Best is dit gebied freatisch circa 300 hectare en in het eerste watervoerend pakket circa 2.900 hectare. Binnen deze gebieden treden mogelijk bovengenoemde negatieve effecten op. Wel zijn deze effectberekeningen indicatief door het gebruik van een landelijk model en een relatief eenvoudige schematisering van de constructie.
Vervolgstappen
Uit het onderzoek blijkt dat er substantiële hoeveelheden grondwater in verschillende verdiepte RWS constructies lekken met een grote invloed op de omgeving als gevolg. Hoewel constructies in zandgronden vaak meer lekken, is er geen duidelijk verband gevonden tussen de grootte van de lekkages en de constructie-eigenschappen.
De huidige eisen aan lekkage van nieuwe RWS-constructies zijn dermate streng dat grote lekkages zoals in het Gouwe Aquaduct en de A2 bij Best in de toekomst onwaarschijnlijk zijn. Daarmee lijkt de kans op grote lekkages bij nieuwe constructies klein.
Om de negatieve invloed van bestaande lekkages op de omgeving te verminderen zijn er twee oplossingsrichtingen waar RWS momenteel naar kijkt: (1) het verminderen van lekkages door reparaties en (2) het hergebruik van het onttrokken water. Niet bij iedere verdiepte constructie is het eenvoudig of doeltreffend om de lekkage te verminderen. Daarom moet per locatie een afweging tussen reparatie en hergebruik van het water worden gemaakt.
De constructies van RWS vormen slechts een deel van de verdiepte constructies in Nederland. Ook provincies, gemeentes en ProRail hebben vele verdiepte constructies. Voorliggende analyse geeft voldoende aanleiding om het onderzoek te verbreden naar andere beheerders van verdiepte constructies.
Oskar Smaal is adviseur geohydrologie bij Sweco en Tristan Bergsma is adviseur geohydrologie bij Rijkswaterstaat.