a t e r d r u k Oplossingen voor mondiale waterproblemen Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf

Transcriptie

1 W a t e r d r u k 5 Oplossingen voor mondiale waterproblemen Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf

2 Colofon Oplossingen voor mondiale waterproblemen is een uitgave van de Vereniging van waterbedrijven in Nederland (Vewin), Rijswijk en Fugro Ingenieursbureau Leidschendam. Teksten Eindredactie Vormgeving Fotografie Theo Schmitz (Vewin), Job Nijman (Fugro) Philip Reedijk, Maas Communicatie, Rotterdam Martin Hoogmoed, Maas Communicatie, Rotterdam istock, Fugro, Vewin, Munday et al. Eerder verschenen publicaties in de Waterdruk-reeks zijn: Waterdruk 1 Infrastructuur drinkwatervoorziening Waterdruk 2 Beveiliging en crisispreparatie in de drinkwaterbedrijven Waterdruk 3 De kosten van drinkwater Waterdruk 4 De kwaliteit van drinkwater en drinkwaterbronnen Uitgave september 2010

3 Oplossingen voor mondiale waterproblemen Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf

4 Oplossingen voor mondiale waterproblemen Inhoud Voorwoord 3 Schoon water is schaars 4 De grote waterkringloop 4 Mondiale problemen: bevolkingsgroei 6 Metacities 7 Landbouw gebruikt meeste water schreeuwt om oplossingen 8 Leven vraagt water 9 Zoeken naar duurzame oplossingen 9 Integraal waterbeheer 10 Waterschaarste door schaarste aan kennis 10 Investeer in kennis van de bodem 11 Het antwoord bestaat al 11 Vanuit de lucht 12 Meten is weten 13 MotionMaps 14 Ondergrondse watervoorraden in beeld via airborne geofysica 16 Internationale kennisdeling 16 Bijdrage aan blauw-groene evolutie 17 Voorbeeldprojecten Karteringsproject van het zoutgehalte van een rivierstelsel 18 Analyse van bodemdaling door grondwater onttrekking op basis van satellietdata 20 Karteren van waterhoudende breukstelsels met EM-metingen vanuit een helikopter 21 In kaart brengen van verontreinigingstrajecten en breukstelsels bij verlaten mijnen 24 Airborne elektromagnetisch (AEM) onderzoek naar grondwater en zoutwaterintrusie 27 2

5 Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf Voorwoord Rijswijk, september 2010 Water is een voorwaarde voor leven. Elk leven, overal ter wereld. Maar veel levensvormen worden bedreigd. Waar vroeger voldoende water was, is er nu minder. Of juist te veel. En waar vroeger geen water was, wonen inmiddels miljoenen mensen en is veel water nodig. Het evenwicht is zoek. Het klimaat verandert, de natuur herschikt zich en stelt ons voor nieuwe uitdagingen. Eén daarvan is een nieuwe manier van leven met water. Daarbij gaat het om denken in méér dimensies; in combinaties van groen en blauw. Niet alleen in strijd met het wassende water, maar ook om het verlangen naar schoon water voor elke wereldburger. Vaak gaat dit hand in hand. Veel megacities zijn gebouwd op plaatsen die eigenlijk niet geschikt zijn om die enorme aantallen inwoners te herbergen: in delta s. Ze hebben een tekort aan schoon drinkwater en lopen grote risico s op overstromingen. De nieuwe strijd om het water is mondiaal, maar de oplossingen zijn lokaal. De Nederlandse waterbedrijven, verenigd in Vewin, beschikken over de ervaring, de kennis en de technologie om overal ter wereld te helpen. Fugro geeft het vinden van en het werken met water een nieuwe impuls. Tot in de meest afgelegen gebieden vanuit de lucht zoeken naar ondergronds water, naar opslag mogelijkheden of naar vervuilingsbronnen. Knowhow over schoon drinkwater voor miljoenen, in combinatie met kennis van de aardkorst en technische expertise voor het in kaart brengen van de ondergrond. Met als doel: leven in veiligheid en gezondheid voor iedereen. Theo Schmitz Vewin Job Nijman Fugro Water Services 3

6 Oplossingen voor mondiale waterproblemen Schoon water is schaars Water, energie, voedsel: drie zaken die in nauwe samenhang het succes van (menselijk) leven bepalen. Water als absolute voorwaarde voor leven. Schoon water betekent gezondheid. Slechts in enkele landen komt 24 uur per dag, 7 dagen in de week betrouwbaar en lekker drinkwater uit de kraan. Voor de meeste mensen op deze aarde is dat niet vanzelfsprekend. Van alle water op aarde is 97,5% zout. Van de resterende 2,5% is bijna driekwart bevroren of anderszins niet (of moeilijk) winbaar. Van het bruikbare zoete water heeft de landbouw zo n 70% nodig. Zoet water is dus zeer schaars. Een groot deel van het beschikbare zoete water op de wereld is verontreinigd. En de water kwaliteit wordt steeds slechter. Van vele kanten wordt het doel van Vewin schoon water voor iedereen bedreigd. De grote waterkringloop We kijken allereerst naar wat we noemen de grote watercyclus. Dat is de grote, hydrologische kringloop waar al het leven op aarde op is gebaseerd. Verdamping van oceaanwater, wolkenvorming, neerslag (en verdamping) boven de continenten en het terugstromen van die neerslag via rivieren en de ondergrond naar zee. Dit hydrosysteem heeft het leven op aarde mogelijk gemaakt. Overal ter wereld, in bergen, in rivierdalen en delta s geldt: zonder water geen leven. 4

7 Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf Neerslag boven land km 3 Totale zoetwaterstroom naar zee km 3 Verdamping boven land km 3 Neerslag van zoutwater km 3 Grondwaterstroom km 3 Neerslag boven zee km 3 afvalwaterzuivering watersysteem drinkwater zuivering D r i n k w a t e r b e d r i j v e n geven samen met gemeenten en waterschappen vorm aan de waterketen. De drinkwaterbedrijven leveren drinkwater aan huishoudens en bedrijven, gemeenten verzorgen de inzameling van het afvalwater via de riolering en de waterschappen zorgen voor de (eind)zuivering in publieke rioolwaterzuiveringsinstallaties (rwzi s). Vóór lozing op de riolering zuiveren veel bedrijven hun afvalwater vóór in particuliere afvalwaterzuiveringsinstallaties (awzi s). Na zuivering in de rwzi wordt het schone water geloosd op het oppervlaktewater en komt het terug in het watersysteem. De waterschappen beheren het watersysteem en nemen maatregelen ten behoeve van een optimale waterk waliteit. Drink waterbedrijven sluiten de waterketen doordat zij op hun beurt uit het watersysteem water onttrekken als bron voor de drinkwaterbereiding. drinkwater distributie De grote cyclus wordt beïnvloed door vele kleine ketens. Meestal riolering ziet die kleine keten er zo uit: er wordt uit oppervlakte- of grondwater zoet water ingenomen, waarvan drinkwater wordt gemaakt. Na gebruik door burgers, boeren en bedrijven komt dat afvalwater in het riool terecht, waarna het wordt gezuiverd en weer in het oppervlaktewater komt. Daarna kunnen we het weer opnieuw gebruiken, bijvoorbeeld als irrigatie- en industriewater. 5

8 Oplossingen voor mondiale waterproblemen Mondiale problemen: bevolkingsgroei Veel megacities zijn gebouwd op plaatsen die niet geschikt zijn om tientallen miljoenen inwoners te herbergen. Door hun ligging in een delta hebben ze een tekort aan schoon drinkwater en lopen ze grote risico s op overstromingen. De nieuwe strijd om het water is mondiaal en de problemen zijn overal gelijk. Landen die hun groeiende aantallen inwoners moeten beschermen tegen onrustige rivieren met steeds meer overstromingen, en tegelijkertijd moeten voldoen aan de groeiende vraag naar schoon water. Landbouwgebieden komen steeds verder van de steden af te liggen. Het oprukken van zout water in rivieren, vervuilde bronnen of verontreinigingen in het oppervlaktewater waaruit drinkwater wordt ingenomen. Of een hooggelegen stad, op een bergplateau waar onvoldoende neerslag valt voor de groeiende vraag naar water, terwijl de rivieren steeds minder water aanvoeren door het terugtrekken van de gletsjers. Groei wereldbevolking in de tijd (Miljard) 12 Groei wereldbevolking in de tijd v. Chr. 200 v. Chr x Groei wereldbevolking 1950 / 2010 / 2050

9 Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf Kustbevolking en kustlijn-aantasting Verband tussen bevolkingsconcentraties langs de kust en veranderingen in kustlijnen x Groei stedelijke bevolking 1950 / 2010 / 2050 Metacities Mensen wonen meer en meer in steden: meer dan 50% van de 7 miljard mensen op aarde. In steden aan kusten: 70% van de mensen woont minder dan 50 km van de kust. En die steden in de wereld groeien in razende tempo s: elke week tussen 2010 en 2050 groeit de stedelijke bevolking met een virtuele stad van inwoners. Waar te veel water wordt onttrokken, zakt de bodem. De stijgende zeespiegel en de dalende bodem geven enorme problemen in de delta s. Landbouw gebruikt meeste water Los van drinkwater voor de stadsbewoners is er in de delta s ook grote behoefte aan water voor veeteelt en landbouw. De stedelijke gebieden dijen uit, vaak zonder rekening te houden met de gevolgen daarvan voor de landbouw en het benodigde water. De geïrrigeerde landbouw is wereldwijd met 70% van het totale zoetwatergebruik de grootste afnemer. En die vraag neemt nog steeds toe. 7

10 Oplossingen voor mondiale waterproblemen Groei waterconsumptie 2500 Assessment 2000 Forecast Water consumption, km Agricultural Use Industrial Use Municipal Use Reservoirs In het belang van de landbouw moeten we snel actie ondernemen. Bijvoorbeeld door beter te weten waar water in de grond zit, waar we het ondergronds kunnen opslaan en hoe we het kunnen hergebruiken. Daarvoor is kennis van de bodem nodig. Er wordt op nationaal en mondiaal politiek niveau nog te weinig serieus geïnvesteerd in kennis over water en de gevolgen van uitputting van waterbronnen. Duurzaam watergebruik heeft nog geen prioriteit; in veel gebieden is water zelfs gratis schreeuwt om oplossingen Naar verwachting telt de aarde rond 2050 zo n 9 miljard inwoners, van wie dan 70% in (groot)stedelijke gebieden leeft. Tegelijkertijd hebben we te maken met Waterstress Gebieden met grotere vraag naar water dan aanbod. 8

11 Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf de mondiale klimaatverandering met extreme weersomstandigheden, afwisseling van droogtes en overstromingen, bodemdaling en zeespiegelstijging. De druk op ruimte en natuurlijke hulpbronnen neemt steeds verder toe. Er ontstaat waterstress. Leven vraagt water Water is een primaire levensbehoefte voor alle mensen. De globale situatie rondom drinkwater wordt met de dag nijpender. Om voldoende drinkwater te kunnen maken wordt naast rivierwater ook grondwater in grote hoeveelheden opgepompt. De bevolkingsdruk overschrijdt op veel plaatsen het evenwichtspunt: er wordt meer water aan de bodem onttrokken dan regen of ondergrondse stromingen kunnen aanvullen. Met desastreuze gevolgen: zoals bodeminklinking en zoutintrusie. In sommige gebieden waar het grondwater al grotendeels zout is, wordt drinkwater uit zeewater gemaakt, maar dat is een bijzonder kostbaar en energieverslindend proces. Er wordt op nogal primitieve wijze gezocht naar nieuw water. Dit kost veel inspanning en levert te weinig op. Zonder extra inspanningen groeit dit probleem ons de komende jaren volledig boven het hoofd. Zoeken naar duurzame oplossingen Door de mondiale demografische, economische en klimatologische ontwikkelingen, zijn ook de problemen die lokale en nationale overheden tegenkomen HOLISTIC ANSWER per situ Rainwater harvesting Conservation/Demand man More types of water Reuse Storage Desalination End inertia New knowledge for consistent solutions (after Reiter, IWA) 9

12 Oplossingen voor mondiale waterproblemen hetzelfde. Hoe krijg ik het drinkwater voor mijn burgers schoon? Hoe zorg ik ervoor dat ik voldoende water heb voor de landbouw, de stad en de industrie? Hoe vervoer ik het water van plekken waar een overschot is naar plaatsen met een tekort? Hoe leg ik buffers aan voor drinkwater of noodbergingen voor overtollige neerslag? En, belangrijkste van alle vragen, hoe doe ik dat duurzaam en verantwoord, in het licht van de klimaatveranderingen en de rol die water daarbij speelt? Integraal waterbeheer Waterbeheerders moeten rekening houden met de belangen van mensen, natuur, milieu, landbouw en ruimtelijke ordening. Omdat we allemaal onderdeel zijn van de grote (water)kringloop, kent waterproblematiek zeer veel facetten. Integraal waterbeheer vraagt om lokale, nationale en internationale afstemming en samenwerking. In VN-verband speelt de World Health Organization een belangrijke rol. Want schoon water gaat over gezondheid en via de landbouw over voedsel. Als mensen gezond zijn, leiden ze een prettiger leven, leren en werken ze beter, presteren ze meer. Maar het gaat vaak ook over de watertechnologie rondom veiligheid: bescherming tegen hoogwaters, tsunami s of overstromingen. Waterschaarste door schaarste aan kennis Beslissers overal ter wereld hebben te weinig kennis van processen in de bodem en de diepere ondergrond. Of van de effecten op die bodem van het oppompen of juist infiltreren van water. Ook het gebrek aan kennis over de gevolgen van andere activiteiten in de bodem, zoals ondergrondse bouwactiviteiten, en het gebrek aan gegevens over de feitelijke situatie eisen hun tol. Hierdoor ontstaat vaak onherstelbare schade aan leefomgevingen, zoals bodemverzakking in Mexico City of Jakarta. Het is dan ook noodzakelijk dat de waterwetgeving in kwetsbare gebieden wordt aangepast aan de omstandigheden en dat waterbeheerders en drinkwaterbedrijven verplicht worden om langetermijnplannen te ontwikkelen en uit te voeren. Daarvoor moeten zij 10

13 Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf zoveel mogelijk weten van water in de ondergrond: waar zit het, hoe stroomt het en waar kunnen we het opslaan? Investeer in kennis van de bodem Zonder forse extra inspanningen dreigt de kloof tussen deze problematiek en de nu bekende oplossingen alleen maar groter te worden. Extra inspanningen voor kennis van en gegevens over de watersystemen en -kwaliteiten in de bodem en diepere ondergrond zijn nodig. Wat zijn bijvoorbeeld de mogelijkheden om zoet water ondergronds op te slaan, zoals in de duinkust vóór Amsterdam? Zo n waterbel voorkomt tegelijkertijd zoutintrusie vanuit zee. A Natte vallei B Winkanaal C Winkanaal voor opslag/reserve D Drainageleiding E Infiltratiegeul Noordzee B E E E D C E A E C Amsterdam B Diepe putten Zout grondwater Zoet grondwater (TU Delft) Waterreservoir in de ondergrond. Het antwoord bestaat al Vewin en haar partners beschikken over de ervaring, de kennis en de technologie om overal ter wereld te helpen met lokale oplossingen. Op basis van bewezen technieken, die hun meerwaarde in de olie- en gasindustrie en de mijnbouw al decennia hebben aangetoond. Of het nu gaat om bescherming tegen ongewenst water, of juist het veiligstellen van de drinkwatervoorziening. Ook in de meest afgelegen gebieden kan vanuit de lucht of de ruimte worden gezocht naar ondergronds water, naar mogelijkheden voor lang- 11

14 Oplossingen voor mondiale waterproblemen Vervuild water Schoon water Mogelijke wateropslag Met elektromagnetisch bodemonderzoek kunnen zowel kansen als bedreigingen worden opgespoord. durige opslag of tijdelijke berging, naar vervuilingsbronnen of naar de exacte loop van een waterstelsel. Knowhow over schoon drinkwater voor miljoenen, gecombineerd met kennis van de aardkorst en technische expertise voor het in kaart brengen van de ondergrond. Met als doel: leven in veiligheid en gezondheid voor iedereen. Vanuit de lucht Al decennia zet het gespecialiseerde ingenieursbureau Fugro wereldwijd de meest geavanceerde meet- en calculatietechnieken in voor het vinden van ondergrondse voorraden olie, gas of andere delfstoffen. Vanuit de lucht kan Fugro tot diep onder het aardoppervlak kijken. Zo kunnen bestaande maar verborgen watervoorraden worden ontdekt, en ondergrondse ruimten of lagen die geschikt zijn om water tijdelijk in op te slaan. Ook kunnen ondergrondse structuren in kaart worden gebracht, die de stroom van grondwater beïnvloeden. Grote oppervlakten scant Fugro in korte tijd tot in detail. Op die manier kan de kwaliteit en het zoutgehalte van oppervlakte- en grondwater worden bepaald. Maar ook kunnen bijvoorbeeld verontreinigingen en hun bronnen worden opgespoord. 12

15 Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf Waterstanden kunnen geheel automatisch worden gemonitord, niet alleen op zee (in verband met tsunami s), maar ook op rivieren en meren (in verband met grotere of kleinere rivierwaterafvoer). Elektromagnetisch bodemonderzoek vanuit een vliegtuig. Meten is weten Met haar waterdivisie benadert Fugro waterproblematiek vanuit een dubbele invalshoek. Het eerste is diepgaande kennis en begrip van de natuurlijke processen die met water te maken hebben. Niet alleen het proces van de grote waterkringloop, maar ook van het aardoppervlak, de aardkorst en uiteraard het grondwater. Eerst moet je goed begrijpen hoe al deze verschijnselen in elkaar zitten, hoe ze werken en elkaar onderling beïnvloeden, en wat de effecten zijn van (menselijke) verstoringen. Pas dan kun je rekenmodellen ontwikkelen waarmee je voor elke situatie betrouwbare adviezen kunt verstrekken over waterbeheer en watergebruik. Het tweede uitgangspunt is combineren. Fugro heeft diverse onderzoekstechnieken ontwikkeld en ingezet voor hydrogeologisch onderzoek. Maar de onderzoeksresultaten worden pas echt interessant als ze worden gekoppeld aan de 13

16 Oplossingen voor mondiale waterproblemen modernste datamanagementsystemen voor opslag, uitwisseling en combinatie van verschillende soorten historische en nieuwe informatie. MotionMaps Al vanaf 1993 wordt het aardoppervlak voortdurend ingemeten door radarsatellieten. Ingenieursbureaus Met de juiste & interpretatie Innovaties van de metingen kunnen de bewegingen nummer van de bodem en van kwetsbare objecten tot op de millimeter nauwkeurig in kaart Achtergrondzetting worden gebracht. Deze en radarbeelden zakking van zijn objecten afkomstig in kaart van Envisat, met radar de satelliet van de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA. De satelliet passeert ongeveer eenmaal per maand. Dit geeft een groot aantal radarreflecties van objecten op de bodem (figuren A, B, C). MotionMap Het klinkt onwaarschijnlijk, maar het is echt mogelijk. Met radarbeelden vanuit een satelliet kunnen tot op de millimeter nauwkeurig achtergrondzettingen en zakking van kwetsbare objecten in kaart worden gebracht. A B C Eerste radarbeeld Tweede radarbeeld na zetting Extra deel in fase is zetting De data wordt door middel van geavanceerde verwerking van radarbeelden verkregen. Deze radarbeelden zijn afkomstig van Envisat, de satelliet van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA). De satelliet passeert ongeveer eenmaal per maand en dit geeft een groot aantal radarreflecties op van objecten aan en op de bodem. Door geavanceerde technieken (zie kader Hoe wordt er precies gemeten?) zijn radargolven, van punten die keer op keer een reflectie geven, uitgewerkt naar een gemiddelde verticale verplaatsing in de tijd van dat betreffende punt. De reflecties van punten die geregeld in hoogte wijzigen, zoals opslagterreinen en woonwijken in aanbouw, zijn uitgefilterd. MotionMap is de enige manier om verticale beweging over de afgelopen periode in een gebied of op een locatie in kaart te brengen. Deze historische gegevens kunnen vanaf 1993 tot heden worden opgevraagd. Overzicht MotionMap van Rotterdam. Duidelijk te zien is de achtergrondzetting van de Waalhaven, die ook bij de gemeente bekend is 23 CT0410 Motion.indd :42 14

17 Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf De analysetechniek wordt Persistant Scatterer InSAR (PSI) genoemd. Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) betekent dat radargolven, die satellieten op verschillende tijdstippen hebben uitgezonden, met elkaar worden vergeleken. Hieruit kunnen verplaatsingen van een object op het aardoppervlak worden geanalyseerd. Een persistant scatterer (PS) is een reflectiepunt dat elke keer wanneer de satelliet overvliegt, een reflectie geeft van het radarbeeld. De PSI-techniek vergelijkt verschillen in de fase (op radargolflengte-niveau) voor elk PS-reflectiepunt in de database van radarbeelden. Aan de hand daarvan wordt de individuele beweging van elk reflectiepunt afgeleid. De geanalyseerde data wordt in MotionMaps gepresenteerd, zoals hieronder een beeld van Rotterdam. Overzicht MotionMap van Rotterdam. Duidelijk te zien is de achtergrondzetting van de Waalhaven. 15

18 Oplossingen voor mondiale waterproblemen Ondergrondse watervoorraden in beeld via airborne geofysica Met airborne geofysica wordt driedimensionale gebiedsdekkende informatie van de Secondary EM field generated from waterbody Saline or fresh groundwater Primary EM field from transmitter loop Conductive cover rocks Bedrock bodem verzameld en in kaart gebracht. Vanuit een vliegtuig of helikopter wordt met behulp van elektromagnetische technieken onder andere de geleidbaarheid van de bodem onderzocht. Met deze gegevens kunnen voorspellingen worden gedaan over de locatie, de omvang en de kwaliteit (zoutgehalte en verontreiniging) van ondergrondse zoetwaterbekkens. Met airborne geofysica kunnen in korte tijd grote gebieden worden onderzocht tot diepten van enkele honderden meters. Dat is vele malen efficiënter dan met traditionele opsporingsmethoden. Door de gebiedsdekkende informatie te koppelen aan de uitkomsten van gedetailleerd lokaal veldonderzoek, zoals boringen en peilbuizen, wordt een zeer compleet beeld van de hydrologische en bodemkundige situatie verkregen. Deze methode kan overal ter wereld snel worden ingezet, vooral in afgelegen of ontoegankelijke gebieden. Internationale kennisdeling Op verschillende plekken in Noord- en Zuid-Amerika, Australië, Europa en Azië voert Fugro al uiteenlopende projecten uit op watergebied. Maar er zijn wereldwijd nog duizenden potentiële exploratiegebieden, waar de plaatselijke waterbeheerders geen kennis hebben van de nieuwste onderzoeksmethodieken. Daarin komt langzaam verandering. De Nederlandse Drinkwaterwet geeft de drinkwatersector ruimte om 1% van haar omzet te besteden aan water gerelateerde projecten in de Derde Wereld. Als vertegenwoordiger van deze sector ziet Vewin het als haar missie om de in Nederland opgebouwde expertise op het gebied van (drink)water toegankelijk te maken en ter beschikking te stellen aan de 16

19 Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf internationale samenleving. Daarom is Vewin samen met Fugro Water Services een internationale voorlichtingscampagne gestart. Dankzij de nieuwe methode kunnen de drinkwaterbedrijven met hun brede kennis en bedrijven zoals Fugro elkaar versterken in deze stormachtige ontwikkeling van de drinkwatervoorziening in de wereld. Bijdrage aan blauw-groene evolutie Er wordt momenteel door veel betrokkenen gezocht naar oplossingen voor alle voorkomende problemen. Kun je brak water betaalbaarder zoet maken met nano-membranen? Kun je met geautomatiseerde monitoring van waterstanden op zeeën, meren of rivieren voorspellingen doen over risicovolle hoogwaters? Kunnen we de sterker wisselende rivierwaterafvoeren in ons voordeel gebruiken door water op te vangen en beter verdelen in de tijd? Hoe vaak kun je water hergebruiken? Hoe kunnen we nog slimmer worden? Onze sterke kant is het vinden van oplossingen die slimmer dan slim zijn. Tegelijkertijd beschikken we over bewezen technologie die op grote schaal kan worden ingezet om nieuwe watervoorraden te ontdekken, om problemen met bestaande watervoorzieningen of vervuilingen in kaart te brengen en om transport- en opslagmogelijkheden voor water te faciliteren, enzovoort. Samen met mondiaal opererende partijen zoals Fugro denken en werken wij aan mogelijke extra stappen op het gebied van water en landbouw: de blauw-groene evolutie. Werken aan een nieuwe wereld; het kan even duren, maar we zijn optimistisch. Samen gaat het ons lukken! 17

20 De Oplossingen voor voorbeelden mondiale waterproblemen Voorbeeld 1 Murray-rivier corridor, Victoria en New South Wales (Australië) Karteringsproject van het zoutgehalte van een rivierstelsel De Australische regering heeft 20 miljoen dollar uitgetrokken voor de kartering van het zoutgehalte in het Murray Darling stroomgebied. Hierbij werken de Catchment Management Authorities (CMA s) van Mallee, North Central, Murray en Lower Murray Darling samen met het Australische Ministerie van Milieu en Waterbeheer en het Ministerie van Landbouw, Visserij en Bosbouw, via het Bureau of Rural Sciences (BRS). Onderdeel van dit brede programma is een project om grondbeheerders meer inzicht te geven in de stroming van het grondwater en de locatie van zoutafzettingen langs de River Murray Corridor voor gebieden in Victoria en New South Wales. De helikopters vliegen met een snelheid van ongeveer 110 km per uur, zo n 60 m boven de grond, waarbij de bird circa 30 m boven de grond hangt. 18

21 Met de modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf (CSIRO) CDI (Conductivity Depth Image of geleidbaarheids-dieptebeeld). BRS en Geoscience Australia (GA) hebben, samen met de grondbeheerders en hydrogeologen van de staten Victoria en New South Wales en de CMA s, zeven prioriteitsgebieden geïdentificeerd voor onderzoek met elektromagnetische karteringsmethoden vanuit de lucht (AEM). Deze AEM-technologie wordt gebruikt om de geologie en vindplaatsen van zoutafzetting langs de River Murray Corridor te onderzoeken, vanaf de grens met South Australia tot aan Gunbower, ten noordwesten van Echuca. Elektromagnetisch onderzoek vanuit de lucht (AEM) AEM is een geofysische onderzoeksmethode vanuit de lucht die werd ontwikkeld voor de mijnindustrie om geleidende ertsafzettingen te lokaliseren en in kaart te brengen. Hierbij worden afwijkingen in de elektrische geleidbaarheid in de bodem gemeten. Bij dit project is de elektrische geleidbaarheid gemeten vanuit een helikopter, die een torpedovormige bird met een elektromagnetische ontvanger en zender aan boord heeft. De zender zendt elektromagnetische signalen naar de grond. De signalen die de ontvanger krijgt, geven de elektrische geleidbaarheid van de bodem aan. Afwijkingen in de sterkte van het signaal kunnen worden geïnterpreteerd om zo zoutafzettingen en andere ondergrondse geologische kenmerken te identificeren. 19

22 De Oplossingen voor voorbeelden mondiale waterproblemen Voorbeeld 2 Bodemdaling in Las Vegas, Nevada (USA) Analyse van bodemdaling door grondwateronttrekking op basis van satellietdata De snelgroeiende stad Las Vegas ligt in een semi-aridegebied met zeer weinig water. Men heeft hier de afgelopen decennia zulke enorme hoeveelheden grondwater opgepompt dat grote delen van het stedelijke gebied zijn verzakt. Innovatieve remote sensing-technologieën zoals InSAR kunnen dan worden gebruikt om bewegingen (zettingen) van de grond en objecten die te maken hebben met grondwateronttrekking te detecteren, in kaart te brengen en te monitoren. Als aan deze satellietdata andere relevante meetgegevens worden toegevoegd ontstaat waardevolle informatie die beleidsmakers kunnen gebruiken bij hun beslissingen om de problemen te lijf te gaan. InSAR is gebaseerd op verwerken van de reflecties van radargolven door objecten of vlakken aan het aardoppervlak. Op deze manier kunnen bewegingen in de orde van grootte van meters tot millimeters over maanden, jaren of decennia (vanaf 1992) in kaart worden gebracht. Het kan daarbij om gebieden gaan van km 2, of juist kleine locaties, overal ter wereld. Perspectiefbeeld van Las Vegas, met de contouren van een 28 mm diepe oppervlaktevervorming, op basis van InSAR. Inzet: de InSAR-data geïntegreerd met regionale geologische en geohydrologische gegevens. 20

23 De voorbeelden Met modernste technieken watertekorten en vervuiling te lijf Voorbeeld 3 Waterkartering in het noordoosten van Brazilië Karteren van waterhoudende breukstelsels met EM-metingen vanuit een helikopter In 2001 verleenden de geologische dienst van Brazilië, de geologische dienst van Canada en het Canadees Bureau voor Internationale Ontwikkeling hun steun aan een waterkarteringsproject in het noordoosten van Brazilië. Het gebied huisvest 25 miljoen mensen, kampt met een onzekere watervoorziening en wordt regelmatig getroffen door droogte. Fugro Airborne Surveys werd ingehuurd om een elektromagnetisch (EM) onderzoek per helikopter uit te voeren in drie gebieden: Juá-Irauçuba, Samambaia en Serinha. Het doel was de bruikbaarheid van elektromagnetisch luchtonderzoek te testen bij de kartering van waterhoudende breukstelsels in gebieden met kristallijngesteente, om geschikte locaties voor het boren van putten met een hoog rendement te vinden. Het grondwater in het kristallijngesteente van het noordoosten van Brazilië is enigszins brak en zou naar verwachting als geleider reageren op het opgewekte elektromagnetische veld. Grondwaterdistributie in het Samambaia-gebied in Brazilië. 21

24 Oplossingen voor mondiale waterproblemen Het luchtonderzoek bestond uit een elektromagnetisch en magnetisch onderzoek dat vanuit een Fugro-helikopter werd uitgevoerd. De elektromagnetische systemen van Fugro voor de kartering van geleidingsvermogen zijn uitgerust met vijf of zes spoelparen van uiteenlopende frequenties. Geen ander EM-systeem voor luchtonderzoek beschikt over zo n groot frequentiebereik (380 Hz tot 101 khz) en zo n brede spoelscheiding. Het dieptebereik van de metingen is een functie van de EM-frequentie. De systemen bieden een optimaal frequentiebereik en een hoge resolutie voor de kartering van het geleidingsvermogen van geologie, met een grote mate van nauwkeurigheid. Geologie van het Samambaia-gebied De zuidwestelijke gebieden worden gedomineerd door orthogneis en migmatiet (lichtgekleurd op de kaart links op pagina 21), terwijl in het noordoosten paragneis en andere metasedimenten (donkere gebieden) overheersen. Let op de kwartsietlaag die van NO naar ZW loopt en het gebied splitst (stippellijn). Let ook op het grote aantal breuken en breuklijnen die van N naar NW lopen en op sommige plaatsen de kwartsietlaag doorkruisen. Geologen ter plaatse hebben lange tijd verondersteld dat de kwartsietlaag die door de regio loopt als waterkering fungeert, waardoor het grondwater zich aan de noordkant verzamelt en een zuidwaartse stroming wordt belemmerd. Waterputten ten noorden van het kwartsiet leveren daarom meestal veel water, terwijl de putten ten zuiden droogstaan of een laag rendement hebben. 22