Ontwikkeling van veelzijdig geautomatiseerd glasvezelmeetsysteem voor monitoren grondwaterstroming

Dit TKI onderzoek zet in op het ontwikkelen en toepassen van een monitoringsysteem voor grondwaterstroming rond drinkwaterputten die gebruik maakt van glasvezelkabels met warmtebron. Hiervoor wordt een geautomatiseerd aansturingssysteem ontwikkeld, worden de juiste kabels ontworpen en wordt de dataverwerking geautomatiseerd. Deze drie pijlers worden met modellen, lab tests en in drie pilots getoetst.

Hiermee worden onderzoeksvragen rondom drinkwaterputten beantwoord waardoor het beheer in de toekomst kan worden verbeterd. Door grondwaterstroming rondom de put te meten en monitoren kan het optreden van deze verstoppingen worden voorspeld en kan beheer optimaal plaatsvinden. Ook kunnen er kunnen lessen worden getrokken voor toekomstig putontwerp.

Glasvezelkabels als sensor voor grondwaterstroming

Glasvezelkabels kunnen worden gebruikt als een sensor om nauwkeurig temperatuur te meten langs de gehele kabel. Hierbij wordt een laserstraal de kabel ingeschoten waarna het terugkomende signaal wordt geanalyseerd. Deze techniek heet ‘Distributed Temperature Sensing’ (DTS). In dit onderzoek wordt een speciale variant ontwikkeld waarbij de glasvezelkabel wordt gecombineerd met een warmtebron. Met deze techniek, Active Heating – DTS (AH-DTS), kan worden bepaald hoe snel grondwater stroomt door de snelheid van temperatuursafname te meten. Om de vertaling van temperatuur naar grondwaterstroming te bepalen wordt een tool ontwikkeld zodat de techniek gebruikt kan worden bij operationele vragen. Om op verschillende locaties te kunnen meten wordt een mobiel monitoringsysteem ontwikkeld.

Grondwaterstroming rondom drinkwaterputten

In Nederland wordt ongeveer 60% van het drinkwater gewonnen uit grondwater. Hiervoor worden drinkwaterputten gebruikt die het grondwater uit de formatie onttrekken. Bij deze waterputten zijn het ontwerp (diepte, filtersysteem, omstorting etc.) en beheer (periodiek onderhoud) erg belangrijk omdat ongewenste effecten kunnen optreden zoals putverstoppingen. Dit is een belangrijke kostenpost. Door de verandering in grondwaterstroming rondom drinkwaterputten in de tijd te monitoren kan op deze ongewenste effecten precies op tijd worden ingespeeld. Hiermee worden onvoorziene kosten voorkomen. Dit TKI onderzoek zet in op het toepassen en verder ontwikkelen en automatiseren van het meten en monitoren van grondwaterstroming rond drinkwaterputten met glasvezelkabels zodat drinkwaterputten optimaal kunnen worden beheerd.

Beoogd resultaat

Het project resulteert in een doorontwikkeld grondwatermonitoringssysteem bestaande uit:

• Een mobiel AH-DTS meetsysteem
• Een optimaal AH-DTS kabelontwerp
• Een tool waarmee grondwaterstroming inzichtelijk kan worden gemaakt (vertaling van gemeten temperaturen naar grondwaterstroming)

De toepassing van dit meetsysteem in pilotlocaties levert de volgende antwoorden op onderzoeksvragen:

• Wat is het effect van mechanische neerslag op de putverstopping?
• Wat is het effect van de injectie van zuurstofhoudend water in de formatie op de neerslag van ijzer in de ondergrond?
• Zijn vertikale metingen in de put een alternatief voor flow-metingen om putverstopping te monitoren?