Zoet-zout modelinstrumentarium voor de provincie Zeeland

Door de schaarste van zoete grondwatervoorraden en de complexe verdeling van zoet, brak en zout grondwater in Zeeland, is adequaat grondwaterbeheer in deze provincie van essentieel belang. Klimaatverandering kan de voorraden verder onder druk zetten. Eerder is een grondwatermodel ontwikkeld waarmee effecten van nieuwe technieken voor ondergrondse zoetwateropslag konden worden doorgerekend. Omdat sindsdien de kwaliteit van datasets, software en methodieken voor het vervaardigen van grote complexe hydrologische modellen belangrijke ontwikkelingen hebben doorgemaakt, is met dit project een generiek modelinstrumentarium opgezet. Daarmee kunnen in de toekomst verschillende grondwaterprocessen en klimaatscenario’s beter en nauwkeuriger worden doorgerekend.

Technologie

Aan de basis van het 3D zoet-zout grondwatermodel – grondwatermodel Zeeland 2.0 – ligt de toolbox ‘iMOD Python’. Dit generieke modelinstrumentarium bestaat uit verschillende tools waarmee de gebruiker een grondwatermodel kan genereren uit een hydrogeologische dataset op basis van een gekozen domein, tijdsdiscretisatie en celgrootte. De basisdata worden hierbij omgeschreven tot inputdata voor het model. Dit garandeert een transparante en reproduceerbare workflow.

Tevens zijn tools opgenomen voor het doorrekenen van de mogelijkheid om zoet grondwater in de ondergrond op te slaan. Bovendien kunnen met het instrumentarium zowel voor de hele provincie als voor deelgebieden verschillende klimaatscenario’s worden doorgerekend, inclusief zeespiegelstijging.

In samenwerking met de provincie Zeeland en het waterschap Scheldestromen is beoordeeld welke basisdata het meest up-to-date is. Belangrijke aanleiding voor het project was het beschikbaar komen van twee datasets, namelijk die van FRESHEM (chlorideverdeling van de ondergrond) en GeoTOP (karakterisatie van de ondergrond). In het oude grondwatermodel Zeeland (2016) konden deze data nog niet worden meegenomen. Tevens is in de vernieuwde versie SEAWAT gebruikt; de meestgebruikte computercode voor zoet-zout grondwater ter wereld.

Uitdaging

Voor het eenvoudig doorvoeren van toekomstige aanpassingen en verbeteringen in de datasets, sluit de methodiek van het hier ontwikkelde modelinstrumentarium aan op gangbare tools van het Nationaal Hydrologisch Model met zoet-zout koppeling (NHI zoet-zout).

Oplossing

Het nieuwe grondwatermodel Zeeland 2.0 is qua plausibiliteit getoetst aan de hand van stijghoogtemetingen. Hierna is een initiële kalibratiestap uitgevoerd om de modelprestatie te verbeteren. De gemiddelde fout na deze initiële kalibratie bedraagt 41 centimeter. Ook is gekeken naar de stabiliteit van de zoet-zout verdeling in de ondergrond gedurende een periode van 80 jaar. Deze verandering door de tijd heen is over het algemeen beperkt.

Gezien de gemiddelde fout voor sommige toepassingen is het huidige model nog niet gebruiksklaar. Een uitgebreidere kalibratie is hiervoor nodig. Wel is het model op dit moment een uitstekend uitgangspunt voor toekomstige detailstudies.

Deze studie is mede mogelijk gemaakt door TKI Watertechnologie, de provincie Zeeland en waterschap Scheldestromen.