richtlijnenboek voor pompputten

Voorkomen en verwijderen van putverstopping door deeltjes op de boorgatwand

Richtlijnen

voor ontwerp, realisatie, bedrijfsvoering en regeneratie

van pompputten

V

oo

rkom

en en

verwijd

eren van

pu

tverstop

pin

g R

ichtlijn

en

KIWA-boekomslag-richtl.-druk3.0.indd 2-3 08-03-2006 17:25:26

2 3


Richtlijnen


van pompputten

Participanten: Oasen (penvoerder) Brabant Water Hoekloos IF Technology Kiwa TU Delft Universiteit Utrecht Vitens WML

Overige betrokkenen: BAM / De Ruiter Dura Vermeer Haitjema

Subsidieverstrekker: Senter Novem, projectnaam: BTS Project Putverstopping

Redactie: IF Technology

Layout en uitgave: Kiwa N.V., Nieuwegein ISBN: 90-74741-89-4 Extra exemplaren te bestellen bij Kiwa N.V., Bibliotheek, Postbus 1072, 3430 BB Nieuwegein.

© 2006 Oasen Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen

in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Oasen. Oasen treedt hierin op als vertegenwoordiger van de deelnemers in het consortium BTS-Putverstopping.

KIWA-boek-richtlijnen-druk.indd 2-3 06-03-2006 07:47:50

4 5

INHOUD

INHOUD

RICHTLIJNEN TABEL

1 INLEIDING

2 THEORIE DEELTJESVERSTOPPING OP DE BOORGATWAND 2.1 Putverstopping 2.2 Deeltjes in watervoerende pakketten 2.3 Mechanische putverstopping en deeltjes 2.4 Ondersteuning vanuit de praktijk: Steekmonsters

3 ONTWERP & REALISATIE 3.1 Algemeen 3.2 Keuze WVP 3.3 Putconstructie 3.4 Boortechniek 3.5 Boorspoeling 3.6 Bemonstering, boorgatmetingen 3.7 Ontwikkelen putten3.8 Beoordeling putten

4 BEDRIJFSVOERING4.1 Inleiding 4.2 Monitoring 4.3 Aanpassen bedrijfsvoering 4.4 Verstopping als gevolg van de veranderde waterkwaliteit4.5 Overige tips bedrijfsvoering

5 REGENERATIE 5.1 Achtergrond 5.2 Vaststellen mechanische putverstopping5.3 Techniekafweging 5.4 Technieken 5.5 Verslaggeving / monitoring regeneratie

Literatuur

Bijlagen:1 Participanten BTS-onderzoek2 Monitoringsparameters3 Meten specifiek debiet4 Verstopping als gevolg van wijziging grondwaterkwaliteit

5

7

13

1515161719

252526283031333334

373737394345

474747474952

55

5757596467


RICHTLIJN

1

RICHTLIJN

2

RICHTLIJN

3RICHTLIJN

4RICHTLIJN

5RICHTLIJN

6

RICHTLIJN

7RICHTLIJN

8

25

26

27

27

27

28

28

29

6 7

RICHTLIJNEN TABEL

Pag. Richtlijn

3 Ontwerp en realisatie

Bij het ontwerpen van een put dient rekening gehouden te worden met verschillende factoren die de verstoppingssnelheid van de put bep alen. Omdat er geen eenduidige relatie en kwantificatie van de factoren bekend is, wordt geadviseerd om de historie van nabijgelegen putten mee te nemen in het ontwerp.

Voor het bepalen van de maximale boorgatwandsnelheid wordt een gemiddelde k-waarde gebruikt welke geldt voor het gehele dieptetra-ject van het watervoerende pakket waarover het filter geplaatst wordt. Indien de k-waarde ter hoogte van het filtertraject sterk varieert, dient hiermee rekening gehouden te worden in het ontwerp (zie richtlijn 7)

Bij de bepaling van het watervoerende pakket waarin het putfilter wordt geplaatst gaat de voorkeur uit naar pakketten met weinig deeltjes.

Om een indicatie te krijgen van de verstoppingsgevoeligheid van het watervoerende pakket als gevolg van deeltjes kunnen deeltjesmetingen in bijvoorbeeld bestaande putten uitgevoerd worden.

Verstopping van een pompput kan twee redenen hebben: verstopping als gevolg van deeltjes in het watervoerende pakket (mechanische ver-stopping) en chemische verstopping. Beide aspecten dienen te worden meegenomen in het ontwerp van een put.

De korrelgrootte van de omstorting wordt bepaald door de korrel-grootte van het watervoerende pakket, de filterspleetwijdte is weer afhankelijk van de korrelgrootte van de omstorting (zie Driscoll en Ken-nisdocument puttenvelden). Een theoretische aanname is dat een grove omstorting voor de ontwikkeling van de put gunstiger is.

Het putfilter bij voorkeur alleen plaatsen in de grove delen van het watervoerende pakket zodat ook een grove omstorting gebruikt kan worden. Indien dit te weinig filterlengte oplevert, is het aan te bevelen verschillende groftes omstortingsgrind toe te passen.

Omstortingsdikte toepassen van minimaal 15 tot maximaal 30 cm.


RICHTLIJN

9

RICHTLIJN

13

RICHTLIJN

14

RICHTLIJN

10RICHTLIJN

11RICHTLIJN

12

RICHTLIJN

15

RICHTLIJN

16RICHTLIJN

17

RICHTLIJN

18

RICHTLIJN

19RICHTLIJN

20RICHTLIJN

21RICHTLIJN

22RICHTLIJN

23RICHTLIJN

24RICHTLIJN

25

RICHTLIJN

9

RICHTLIJN

13

RICHTLIJN

14

RICHTLIJN

10RICHTLIJN

11RICHTLIJN

12

RICHTLIJN

15

RICHTLIJN

16RICHTLIJN

17

35

37

38

38

38

38

39

39

29

30

30

32

32

32

33

33

32

8 9

Filter ruim stellen ten opzichte van klei- en veenlagen, minstens op 1 meter afstand.

Pompputten dienen te worden geboord middels de puls- of zuigboor-techniek al dan niet met luchtliften.

Voor een goede grondmonstername en dus representative boorbeschrijving dient ter hoogte van het filtertraject de boorsnelheid bij zuigboren niet hoger te zijn dan 10 m/h. Minimaal 2 bezinkbakken (2x10 m3) gebruiken, om restanten van doorboorde lagen zo goed mogelijk te verwijderen. Indien veenlagen of sterk slibhoudende lagen worden doorboord is het aan te bevelen de boorspoeling voor het bereiken van het filtertraject te verversen.

Indien kunstmatige spoelingsadditieven nodig zijn ten behoeve van de stabiliteit van het boorgat alleen biologisch en/of chemisch afbreekbare boorspoelingen gebruiken. Indien fysische/mechanische verwijdering van de spoelingsadditieven niet mogelijk blijkt, kan nog worden over-gegaan op een biologische of chemische verwijdering. Pas wel op dat bacteriële besmettingen in drinkwaterputten kunnen ontstaan!

De spoelingsadditieven dienen slechts in beperkte concentraties en hoeveelheden gebruikt te worden. Ervaringscijfers bevestigen dat meestal gewerkt wordt met concentraties Antisol tot 0,3 kg/m3 met uitzonderingen tot maximaal 1,0 kg/m3. Indien hogere concentraties gebruikt worden, is het risico groter dat de spoelingsadditieven niet volledig verwijderd kunnen worden.

Voorkom het gebruik van bentoniet. Indien gebruik van bentoniet onvermijdelijk is als gevolg van een te hoog risico op inklappen van putten wordt het aanbevolen bentoniet in combinatie met CMC te ge-bruiken. CMC zorgt voor een verhoogde dispersie betere verspreiding/verdeling van het bentoniet in de boorspoeling. Hierdoor is het gebruik van bentoniet effectiever en kan minder gebruikt worden.

Nauwkeurige bemonsteringen en boorgatmetingen zijn van belang voor het dimensioneren van de put.

Ontwikkel de put maximaal om initiële putverstopping te voorkomen.

De putten beoordelen op de volgende parameters:- Specifiek debiet dient minstens 90% te bedragen van hetgeen theoretisch haalbaar is;- Concentratie vaste stof en additieven is maximaal 0,01 mg/l;- Doorpersen van 0,5 l water door 0,45 µm filter met filterspuit dient makkelijk te kunnen en het filtertje dient niet te zijn vervuild. Eventueel kan met een MFI apparaat gecontroleerd worden of de MFI < 2,0 s/l2 is.Aanbevolen wordt om een flowmeting uit te voeren welke als uitgangs-punt kan dienen voor het verklaren van eventuele verstoppingsproblemen in de toekomst.

4 Bedrijfsvoering

Voor een goede bedrijfsvoering dienen putten goed gemonitoord te worden en moeten ontwerpgegevens van de put en gegevens van voorgaande metingen of regeneraties in de put op uniforme wijze worden vastgelegd volgens een meetprotocol.

Voer minimaal 1 keer per jaar op alle pompputten een specifiek debiet-meting uit. Bepaal dit specifieke debiet op eenzelfde manier en onder gelijke omstandigheden.

Voor het bepalen van het specifieke debiet verdient het de voorkeur het werkelijk onttrokken debiet van de pomp exact te meten.

Registreer het aantal draaiuren van de pomp.

Leg de schakelmomenten van de afzonderlijke putten van een putten-veld vast.

Door verlaging van de belasting van de put (debiet en/of aantal draaiuren) kan verstopping worden voorkomen, verminderd of vertraagd.

Het schakelen van putten kan leiden tot het vertragen of voorkomen van (verdere) verstopping van putten.


RICHTLIJN

26

RICHTLIJN

29

RICHTLIJN

27RICHTLIJN

28

RICHTLIJN

31

RICHTLIJN

32RICHTLIJN

33

RICHTLIJN

30

RICHTLIJN

34RICHTLIJN

35RICHTLIJN

36

43

43

44

44

47

48

49

50

51

51

52

RICHTLIJN

3752

10 11

Of en hoeveel het debiet verlaagd dient te worden om verdergaande putverstopping te voorkomen of putverstopping te reduceren is afhankelijk van de relatie tussen de gelaagdheid van de bodem en de verstopping. Bepaal aan de hand van stappenschema in fig. 4.2 of en welke wijzigingen in de bedrijfsvoering noodzakelijk zijn.

Neem het hele proces van waterproductie in ogenschouw voordat een aangepast onttrekkingsregime (debiet, draaiuren) met schakelfrequen-ties doorgevoerd wordt.

Als er een indicatie is dat het puttenveld verstopt a.g.v. wijzigingen in de waterkwaliteit, verzamel dan zo vaak als wijzigingen in de waterkwa-liteit dit noodzakelijk maken, de chemische macroparameters en indien van toepassing andere chemische parameters per put.

Als blijkt dat de putverstopping samengaat met wijziging van de grondwaterkwaliteit, kan deze worden tegengegaan door het voorma-lige intrekgebied (grondwaterkwaliteit) te herstellen of op basis van de huidige grondwaterkwaliteit (inclusief de extra verstoppende deeltjes) de bedrijfsvoering conform het stappenschema in figuur 4.2. aan te passen.

5 Regeneratie

Regeneratie van een pompput waarbij mechanische putverstopping is geconstateerd is sterk aan te bevelen als de actuele specifieke volume-stroom is afgenomen tot 70% van de referentiewaarde.

Een goede techniekafweging wordt gemaakt op basis van drie aspecten:1. Mate van de geconstateerde verstopping (afname Q specifiek 70% t.o.v. referentiewaarde);2. Resultaten en duurzaamheid van eerder uitgevoerde regeneraties (praktijkervaringen);3. Identificatie van de oorzaak van de verstopping.

Voor een goede verwijdering van putverstopping op de boorgatwand is een combinatie van jutteren en het gebruik van chemische oxidatiemid-delen de beste methode.

”Water op zuur komt u duur”: wees zorgvuldig bij het aanmaken van een oxidator/zuur. Zorg er altijd voor dat de geconcentreerde oplossing aan het verdunningswater wordt toegevoegd, nooit andersom.

Voor een goede verwijdering van putverstopping dient als uitgangspunt het equivalent van ca 20 liter chloorbleekloog (=20 liter 7% H2O2-oplos-sing) per meter filter te worden gedoseerd. Afhankelijk van diepte en diameter dient dit aangepast te worden conform tabel 5.2.

Na het inbrengen dient het oxidatiemiddel met een berekende hoeveel-heid water per meter filter verdrongen te worden tot op de boorgat-wand. Aansluitend moet het ca. 12 uur inwerken.

Tijdens het jutteren dient nogmaals diezelfde berekende hoeveelheid water per meter filter te worden toegevoegd.

Om het putverstoppingsproces goed te kunnen volgen en analyseren is het belangrijk om reguliere capaciteitsmetingen en regeneratie- resultaten op uniforme wijze vast te leggen volgens een meetprotocol (zie bijlage 2 en richtlijn 19)


12 13

1 INLEIDING

In het onderhavige rapport vindt u richtlijnen voor het ontwerp, de realisatie, de bedrijfsvoering en regeneratie van pompputten. Het rapport is het resultaat van het onderzoek in het kader van het BTS project ‘Putverstopping. De richtlijnen zijn ge-richt op het voorkomen, onder controle houden of verwijderen van putverstopping door deeltjes op en rondom de boorgatwand van de pompput.

Het project is mede tot stand gekomen door een subsidie op grond van het program-ma Bedrijfsgerichte Technologische Samenwerkingprojecten (BTS) bij Senter, een agentschap van Economische zaken. In een onderzoekstraject van 4 jaar is door de participanten van het project (zie bijlage 1) zowel fundamentele als praktische ken-nis ingebracht om het fenomeen putverstopping door deeltjes op de boorgatwand te verklaren. De richtlijnen zijn dan ook een resultaat van een theoretische funda-mentele benadering en ervaringen uit de praktijk.

Deze richtlijnen zijn alleen gericht op het voorkomen van verstopping door deeltjes op de boorgatwand. In Nederland zijn er echter twee hoofdoorzaken voor putver-stopping van pompputten: mechanische putverstopping (ook wel boorgatwand verstopping) en chemische putverstopping (ook wel filterspleet verstopping). In tegenstelling tot de mechanische putverstopping zijn de processen die spelen bij de chemische putverstopping over het algemeen beter bekend en kunnen deze problemen relatief makkelijker worden opgelost. Om deze reden en de noodzaak tot afbakening van het BTS project is besloten dat chemische putverstopping niet behandeld wordt in deze richtlijnen.

Andere aspecten die ook niet direct met mechanische putverstopping te maken hebben worden niet of slechts zijdelings behandeld, bijvoorbeeld: veiligheid, hygi-ene, materiaaleisen etc. Het is wellicht mogelijk dat er in de toekomst voor deze aspecten aanvullende richtlijnen worden ontwikkeld.

Het eerst volgende hoofdstuk behandeld in het kort de achterliggende theorie voor verstopping van de boorgatwand door deeltjes. In de daaropvolgende hoofdstukken 3 t/m 5 wordt ingegaan op respectievelijk het ontwerp & realisatie, de bedrijfsvoe-ring en regeneratie.

Een overzicht van alle 37 richtlijnen is op de voorgaande pagina’s gegeven.


14 15

2 THEORIE DEELTJESVERSTOPPING OP DE BOORGATWAND

2.1 Putverstopping

Ten behoeve van de drinkwatervoorziening, proces- en koelwater voor de industrie en voor drooglegging bouwplaatsen (o.a. t.b.v. tunnelbouw) worden putten gebruikt. Putten die gebruikt worden door de waterbedrijven en de industrie moeten bedrijfs-zeker zijn. Onverwachte uitval van een aantal putten kan de drinkwatervoorzie-ning of het productieproces verstoren, met alle mogelijke gevolgen van dien. Circa 50% van de putten van drinkwaterleidingbedrijven hebben verstoppingsproblemen.Putverstopping vraagt aandacht bij de dagelijkse bedrijfsvoering. Veel tijd en finan-ciën worden besteed aan preventie van putverstopping (voornamelijk controle van de putcapaciteit) en curatieve maatregelen (het wegnemen van het verstoppende materiaal).

Bij de start van dit project was niet duidelijk waardoor putverstopping veroorzaakt wordt en welke aspecten putverstopping beïnvloeden. Dit mede als gevolg van verschillende soorten verstopping die voorkomen. Ruwweg komen twee soorten putverstopping voor: (1) mechanische verstopping en (2) chemische verstopping (figuur 1).

Mechanische verstopping (ook wel verstopping op de boorgatwand genoemd) wordt veroorzaakt door deeltjes in het grondwater die de poriën in het zandpakket in de buurt van de put blokkeren.

Chemische verstopping (ook wel verstopping van de filterspleten genoemd) wordt veroorzaakt door een accumulatie van chemische neerslagen en/of biomassa ten gevolge van het onttrekken van verschillende typen water in freatische pak-ketten. Veel voorkomend zijn de verstopping van filterspleten met ijzer- en/of mangaan(hydr)oxides als gevolg van een redox-reactie tussen ijzer- en/of mangaan-rijk grondwater met zuurstofrijk grondwater. Combinatie van mechanische en chemische putverstopping of van meerdere che-mische verstoppingen komen voor. De verhouding waarin mechanische, chemische of een combinatie van deze verstopping voorkomt is respectievelijk 68%, 17% en 14% (Schrama et al, 2001). Voor beide soorten verstopping zal een verschillende bedrijfsvoering en/of regeneratiemethode nodig zijn.

In dit document worden alleen richtlijnen aangereikt, die gericht zijn op het maken van een pompput, waarin de putverstopping door deeltjes op de boorgatwand (me-chanische verstopping) wordt voorkomen, gecontroleerd of kan worden geregene-reerd.


16 17

FIGUUR 1 Soorten verstopping en hun kenmerken

2.2 Deeltjes in watervoerende pakketten

Mechanische putverstopping treedt op doordat deeltjes, die van nature aanwezig zijn in het grondwater, de poriën in het zandpakket in de buurt van de put blokke-ren. Het verstoppingsmechanisme is complex en varieert met de lokale omstandig-heden van de put. Echter voordat er ingegaan kan worden op het verstoppingsme-chanisme door deeltjes is het goed om eerst duidelijk te maken wat er precies met deeltjes bedoeld wordt:

Deeltjes zijn niet opgelost maar als “suspensie” aanwezig, en hebben een signifi-cante massa en grootte. Doordat deeltjes in een fysieke vorm aanwezig zijn, bepa-len interactie met de bodemmatrix (fysisch-chemische krachten) en “sleepkracht” van het langsstromende water (hydrodynamische krachten) in belangrijke mate de concentratie van deeltjes in suspensie. De belangrijkste invloedsfactoren op de con-centratie zijn pH, oppervlakte lading, chemische samenstelling van het grondwater en de stroomsnelheid (Ryan and Elimelich, 1996).

De classificatie van deeltjes (zwevend materiaal) is gebaseerd op korrelgrootte. De korrelgrootte van mobiele deeltjes in grondwater varieert in diameter tussen circa 1 en 100 µm (figuur 2). De bovengrens wordt gesteld door de natuur: de grofte van de formatie bepaalt de maximale diameter van de deeltjes die kunnen passeren. Gebaseerd op metingen en theorie is vastgesteld dat de maximale diameter van het zwevend materiaal in de orde van 20 à 40 µm ligt. In meer fijnzandige sedimenten zal de maximale diameter wat kleiner zijn, in grove sedimenten wat groter.

FIGUUR 2 Classificatie van deeltjes op basis van diameter en van filtermateriaal op basis van poriediameter.

De deeltjes worden gemobiliseerd doordat het grondwater met grote snelheid naar de put stroomt. De factoren die het aantal mobiele deeltjes bepalen zijn:• Eigenschappen van het watervoerend pakket, zoals korrelgrootte en samenstel-

ling pakket, chemische samenstelling eigenschappen van grondwater.• Eigenschappen van de deeltjes, zoals soort, hoeveelheid en grootte van de deel-

tjes• Putconstructie, gebruik van boorspoeling en ontwikkelingsgraad.• Bedrijfsvoering van de put, zoals onttrekkingsdebiet, en schakelfrequentie.

Uiteraard is er vanuit de literatuur en vanuit metingen veel meer bekend over deel-tjes en transport van deeltjes en het afvangen van deeltjes door een zandpakket. De review papers van Ryan en Elimelech and McDowell-Boyer geven een goed over-zicht van de factoren die het transport van deeltjes door poreuze media (McDowell-Boyer et al, 1986; Ryan and Elimelech, 1996).

2.3 Mechanische putverstopping en deeltjes

Mechanische putverstopping of boorgatwand verstopping staat ook automatisch in verband met deeltjes. De term mechanische putverstopping is afgeleid van het fy-siek vastlopen van deeltjes in de poriën. Voornamelijk mechanische (hydrodynami-sche) krachten veroorzaken het vastlopen van deeltjes, een proces dat los staat van chemische en microbiologische processen. In de loop van de tijd is ook de naam boorgatwand verstopping gebruikelijk geworden. Deze term is ontstaan, omdat de locatie waar de deeltjes zich ophopen, nabij de boorgatwand is. Met boorgatwand wordt de plaats bedoeld waar het watervoerend pakket overgaat in de aangebrachte omstorting. Tijdens de aanleg van de put was dat de overgang van het boorgat naar de formatie.

zwevende deeltjes

colloïden

bacteriën

virussen

microzevenzeven

filtreerpapier

membranen

nanofiltratie ultrafiltratie microfiltratrie

omgekeerde

osmose

zandfiltersaktief koolfilters

DEELTJES

FILTERS

DiameterLOCATIE VAN PUTVERSTOPPING

intree-

weerstand

Verstopping op de boorgatwand Verstopping van de filterspleten


18 19

Uit het uitgevoerde BTS onderzoek is duidelijk welke processen mechanische put-verstopping veroorzaken en welke factoren daarop van invloed zijn. Het blijkt dat de verstopping verloopt in verschillende fasen, de eerste is tijdens de aanleg van de put en de tweede fase is tijdens het bedrijven van de put (Zwart en Van Beek, 2005)

2.3.1 Verstoppingsoorzaak 1 (initieel)Putverstopping door deeltjes wordt al geïnitieerd tijdens de aanleg van een pomp-put. Tijdens het zuigboren van een put wordt altijd boorvloeistof (spoeling) gebruikt, bestaande uit water met of zonder additionele componenten (bijvoorbeeld CMC of bentoniet of materiaal afkomstig uit bovenliggende lagen). De functie van de spoe-ling is om het watervoerende pakket af te dichten, het boorgat open te houden en te zorgen dat er nauwelijks spoeling verloren wordt in het watervoerend pakket. Een gedeelte van de spoeling penetreert de formatie totdat er filtercake op de formatie wordt gevormd dus de putwand afdicht. Echter na het inbouwen van de put moet deze spoeling verwijderd worden zodat het water de put in kan stromen. De huidige praktijk van putontwikkeling is zodanig dat niet in alle gevallen de boorvloeistof he-lemaal wordt verwijderd, hoewel dat wel mogelijk zou zijn bij een meer uitgebreide ontwikkeling. Het zorgt voor een zone waarin een gedeelte van de poriën al slecht toegankelijk is en waarin de deeltjes sneller zullen worden afgevangen.

2.3.2. Verstoppingsoorzaak 2 (brugvorming)Naast de filterende werking van de boorgatwand door achtergebleven spoeling, blijven deeltjes door een ander mechanisme ‘hangen’; namelijk het vormen van bruggen in de nauwe poriën. De convergerende, radiale geometrie van de put is hier mede de oorzaak van. Het vormen van de bruggen zal toenemen naarmate deeltjes dichter bij de boorgatwand komen. Door de radiale geometrie van een put stroomt het grondwater steeds sneller richting de put terwijl er veel minder poriën beschik-baar zijn om door te stromen. Het gevolg is dat de deeltjesbelasting dicht bij de put steeds groter wordt, waardoor deeltjesbruggen gaan ontstaan. In figuur 3 wordt dit proces schematisch weergegeven.

FIGUUR 3 Ver weg van de put zijn veel poriën voor doorstroming beschikbaar en is de kans op het vormen

van bruggen zeer klein. Dichtbij de putwand zijn weinig poriën beschikbaar en zullen er per tijdseenheid

veel meer deeltjes doorstromen. De kans op het vormen van bruggen is veel groter.

Het vormen van bruggen kan vergeleken worden met de doorstroming van verkeer op een rotonde. Op drukke momenten van de dag gaat het verkeer langzamer rijden wanneer een rotonde dichterbij komt. Dicht bij de rotonde staat het verkeer stil omdat het zo druk op de rotonde is dat er geen goede doorstroom meer mogelijk is. Het verkeer hoopt zich op en verstopt de rotonde. Dit proces vindt ook plaats be-neden in de put nabij de boorgatwand. Waar zoals bij het “rotonde”-effect verkeers-drukte, snelheid en de grootte (enkel of dubbel) een rol spelen voor de doorstroom, zijn er enkele factoren, die een rol spelen bij het vormen van de bruggen:

1) Hoeveelheid deeltjes (concentratie).2) Stroomsnelheid (aanvoer).3) Aspect ratio (grootte van de deeltjes in relatie tot de poriegrootte, bepaald door

het watervoerende pakket).4) Het soort deeltje (vorm, lading, vervormbaarheid).5) Stroom geometrie (radiale stroming of lineaire stroming).

Afhankelijk van deze factoren treedt brugvorming (putverstopping) wel of niet op. Daarnaast speelt ook de mate van verbreken van de deeltjesbruggen door putscha-kelen en regeneratie mee aan het wel of niet verstoppen van een pompput.

2.4 Ondersteuning vanuit de praktijk: Steekmonsters

Vanuit de theorie is dus zeer waarschijnlijk dat mechanische putverstopping zicht vormt in twee fasen. Met behulp van het steekmonsters is het gelukt om de ach-terliggende verstoppingsprocessen aan te tonen. Dit micromorfologisch onderzoek is uitgevoerd op twee verstoppende pompputten, één te Rodenhuis, Bergambacht (Oasen) en de ander in Ritskebos, Noardbergum (Vitens Friesland) (Jongmans, 2004; Oosterhof, 2005; Timmer et al, 2000 en 2003).

2.4.1 Puttenveld RodenhuisIn 1999 zijn voor het eerst horizontale steekmonsters genomen van een verstopte boorgatwand op het puttenveld Rodenhuis te Bergambacht door Oasen. Uit dit mi-cromorfologisch onderzoek bleek dat de verstopping werd veroorzaakt door accu-mulatie van zwevend materiaal. Dit materiaal bestaat voornamelijk uit organisch materiaal, kleideeltjes en kalk met een diameter van 1 mm tot 20 mm, waarvan de fijne fractie het meeste voor komt (zie figuur 4). Het resultaat van het micromorfo-logisch onderzoek was dat het zwevende materiaal van nature afkomstig is uit het watervoerend pakket. Het geaccumuleerde materiaal werd binnen een straal van 10 centimeter vanaf de boorgatwand gevonden. Daarnaast zijn geen aanwijzingen gevonden voor chemische of bacteriologische verstopping. Dit onderzoek gaf als eerste bewijs dat accumulatie van deeltjes nabij de boorgatwand de putverstopping veroorzaakt.


20 21

FIGUUR 4 Een slijpplaatje van het watervoerende pakket nabij de boorgatwand van de verstopte put in

Rodenhuis. De grote korrels zijn kwartskorrels en het donkere materiaal is het geaccumuleerde zwevende

materiaal.

2.4.2 Puttenveld RitskebosIn het voorjaar van 2004 is op het puttenveld Ritskebos een put uitgeboord en zijn horizontale ongestoorde sedimentmonsters op 4 niveaus (70 m, 73 m, 77 m en 80 m) direct naast de boorgatwand genomen. Ook in de put in Friesland werd geaccu-muleerd materiaal in de porieruimte gevonden. Het materiaal was hier tussen de 1 en 20 mm groot, bestaande uit brokjes primair calciet en secundair CaCO3. Dicht bij de boorgatwand zijn de meeste poriën volledig gevuld met het zwevende ma-teriaal, echter wat verder van de boorgatwand vandaan (5 cm) werden deeltjes als bruggen in de nauwe poriehalzen aangetroffen (figuur 5). Dit ondersteunt de theorie over brugvorming.

FIGUUR 5 Een slijpplaat van het watervoerende pakket op ongeveer 5 cm van de boorgatwand. Hier is goed

te zien dat de accumulatie van deeltjes in eerst instantie in de nauwe poriehalzen plaatsvindt (rode pijlen).

Gebaseerd op een micromorphologische analyse is aangetoond dat twee typen (deeltjes)afzetting geïdentificeerd kunnen worden. Figuur 6 laat heel duidelijk de twee verschillende deeltjesafzettingen zien. Het eerste type (1) kan gerelateerd worden aan de initiële verstopping en het tweede type (2) aan het tweede proces. Beide typen zijn op meerdere slijpplaatjes gevonden.

FIGUUR 6 Slijpplaatje waarop beide typen deeltjesafzetting te zien zijn. De kleur en structuur is zeer ver-

schillend. Type 1 (initieel) was als eerste aanwezig waarna type 2 (brugvorming, bedrijfsvoering) later is

aangevoerd en afgezet.

2.4.3 Deeltjesverstopping op de boorgatwand in de praktijkEen aantal van de factoren die van belang zijn voor mechanische putverstopping zijn niet direct te beïnvloeden. De eigenschappen van het watervoerend pakket en daarmee indirect de deeltjes is daarvan de belangrijkste factor. Bepaalde formaties bevatten nu eenmaal veel deeltjes en andere bijna niet. Er is geen invloed uit te oefenen op de hoeveelheid en grootte van deeltjes. Wel zijn er mogelijkheden om het gedrag van de deeltjes te beïnvloeden. Naar de invloed van de deeltjes en het gedrag van de deeltjes rondom de boorgatwand is uitgebreid onderzoek uitgevoerd. Hoewel er geen invloed uitgeoefend kan worden, kunnen wel de deeltjes grootte-verdeling en concentratie gemeten worden (Zwart et al, 2005).

De concentratie van de deeltjes is bepalend voor het optreden van putverstopping. Uit onderzoek blijkt dat putten met een zeer lage deeltjesconcentratie bijna niet verstoppen (Prins, 2003). Op puttenveld Noord Bergum is met deeltjestellingen wel een relatie gevonden tussen verstoppingssnelheid en concentratie (Oosterhof, 2005; Prins, 2004a). Daarom heeft een pakket met een lage concentratie deeltjes de voor-keur. Maar dat betekent niet dat alle putten met hogere concentraties verstoppen. Andere formatie-eigenschappen zijn hierbij ook belangrijk; de heterogeniteit en

Type 1

ScheidingslijnType 2


22 23

grofte van het pakket bepalen de grootte van poriehals en daarmee hoe makkelijk deeltjes doorstromen. Dus de verhouding tussen de grootte van de deeltjes en de poriehalzen is in deze ook bepalend voor het optreden van verstopping.

De concentratie van deeltjes in het pakket wordt beïnvloed door de stroomsnel-heid. Een groter aantal deeltjes wordt gemobiliseerd wanneer ontrokken wordt met een hoger debiet. Een te groot debiet kan veel deeltjes aantrekken waardoor de put zeer snel verstopt.

Uit laboratorium onderzoek is duidelijk dat de belasting (concentratie deeltjes en debiet) bepalend is voor de verstoppingsnelheid. Des te groter de belasting, des te sneller de verstopping. Een harde relatie is op moment nog niet te geven.

2.2.4 RichtlijnenDe richtlijnen zoals hierna beschreven zijn erop gericht om de hierboven beschre-ven oorzaken die tot putverstopping door deeltjes op de boorgatwand leiden te voorkomen, te controleren of te verwijderen. De richtlijnen zijn verdeeld over drie verschillende facetten van putmanagement: ontwerp & realisatie, bedrijfsvoering en regeneratie.


RICHTLIJN

1

24 25

3 ONTWERP & REALISATIE

3.1 Algemeen

Op basis van de hierboven uiteengezette theorie en onderzoeksresultaten ten aanzien van verstopping door deeltjes zouden voor het ontwerpen van putten de volgende stappen moeten worden uitgevoerd:1) Bepaal welke verstoppingssnelheid toelaatbaar is op basis van technische en,

financiële redenen en historische feiten (Vv, max). Denk bijvoorbeeld aan de maxi-male verlaging a.g.v. de diepte van de pomp of aan de afschrijvingsduur van put-ten in relatie tot de maximaal mogelijke verstopping.

2) Bepaal de verwachte verstoppingssnelheid (Vv) aan de hand van de parameters die de verstopping beïnvloeden. Het is aan te bevelen om de historische gege-vens over verstopping van putten op de betreffende locatie mee te nemen. Het verstoppingsmodel kan hierop gekalibreerd worden.

3) Bepaal met een iteratie proces bij welke waarden van de variabele parameters de verwachte verstoppingssnelheid de toelaatbare verstoppingssnelheid niet overtreft.

Schematisch ziet er dat als volgt uit:

k = doorlatendheid van het watervoerende pakket

Fd = factor die de invloed van de deeltjes weergeeft

Vb = boorgatwandsnelheid

Fb = factor die de invloed van een initiële boorgatwand barrière

kwantificeert als gevolg van de boormethode of spoelinggebruik

Fbv = factor die de invloed van de bedrijfsvoering kwantificeert

Fr = factor die de invloed van de regeneraties kwantificeert

Op basis van de huidige kennis is het echter niet mogelijk alle parameters voor elke pompput te kwantificeren en tevens is de exacte relatie tussen de verschil-lende parameters onbekend.

Bij het ontwerpen van een put dient rekening gehouden te worden met verschillende factoren die de verstoppingssnelheid van de put bepalen. Omdat er geen eenduidige relatie en kwantificatie van de factoren be-kend is, wordt geadviseerd om de historie van nabijgelegen putten mee te nemen in het ontwerp.


RICHTLIJN

5

RICHTLIJN

4

RICHTLIJN

3

RICHTLIJN

2

RICHTLIJN

5

RICHTLIJN

2

26 27

In de praktijk wordt een pompput meestal ontworpen door de maximale boorgat-wandsnelheid te bepalen met de doorlatendheid (k-waarde). In de literatuur zijn hiervoor diverse empirische relaties beschreven, waarbij de invloed van andere parameters wordt uitgesloten:Huisman: v = (√k) / 30 (v en k in m/s)

Sichart: v = (√k) / 15 (v en k in m/s)

NVOE: v = k / 12 (v in m/h en k in m/d)

Andere relaties om de maximale boorgatwandsnelheid te bepalen zijn nog niet onderzocht of lijken sterk op de bovenstaande relaties, waarin de boorgatwandsnel-heid alleen door de parameter k-waarde (of korrelgrootte) bepaald wordt.

3.2 Keuze WVP

3.2.1 Permeabiliteit (k)De permeabiliteit ofwel doorlatendheid (k-waarde) zegt impliciet al iets over de grofte, over de deeltjes en over de poriegrootte in het watervoerende pakket. Een hoge k-waarde (> 40 m/d) gaat in veel gevallen samen met goeddoorlatend zand-pakket dat bestaat uit grove zanden met grote poriën en weinig fijne verstoppende deeltjes. De verwachting is dat om die redenen de verstoppingsgevoeligheid van pakketten met een hoge permeabiliteit lager is dan voor pakketten met een lage permeabiliteit. Deze stelling is echter nog niet bewezen en onderbouwd. Hiervoor vindt nog nader onderzoek plaats.

Binnen een watervoerend pakket is altijd sprake van een bepaalde heterogeniteit. De zandlagen hebben verschillende permeabiliteiten en ook verschillende verstop-pingsgevoeligheden. Voor het ontwerp is het van belang de mate van heterogeniteit en dus bodemlagen met verschillende verstoppingsgevoeligheid te onderzoeken. De heterogeniteit van de bodem kan bepaald worden aan de hand van geohydrologisch onderzoek (proefboring of studie naar bestaande geohydrologische gegevens) en aan de hand van snelheidsmetingen (flowmetingen) op verschillende filtersecties in bestaande putfilters.

Voor het bepalen van de maximale boorgatwandsnelheid wordt een gemiddelde k-waarde gebruikt welke geldt voor het gehele dieptetra-ject van het watervoerende pakket waarover het filter geplaatst wordt. Indien de k-waarde ter hoogte van het filtertraject sterk varieert, dient hiermee rekening gehouden te worden in het ontwerp (zie richtlijn 7)

3.2.2 Deeltjes (Fd)Veel watervoerende pakketten bevatten deeltjes. Op basis van resultaten van deel-tjestellingen bestaat de indruk dat het grondwater in grove uitgeloogde pakketten over het algemeen weinig deeltjes bevat. Deze pakketten zijn weinig gevoelig voor het optreden van mechanische verstopping en daarom zeer geschikt voor grond-waterwinning. Grondwater in fijnzandige pakketten met van nature een ruime aanwezigheid van klei en organisch materiaal en pakketten met tussengeschakelde

klei- en veenlagen bevatten vaak veel deeltjes. Deze pakketten zijn om die reden gevoeliger voor het optreden van mechanische verstopping en daarom minder ge-schikt voor grondwaterwinning.Bovenstaande situaties vormen de uitersten van het voorkomen van deeltjes. Daar-tussen komen allerlei overgangen voor met overeenkomstige aanwezigheid van deeltjes, en bijgevolg kwetsbaarheid voor het optreden van mechanische verstop-ping. Uit onderzoek is gebleken dat de deeltjeshoeveelheden in onttrokken grond-water variëren tussen 1 en 400 deeltjes per ml. Voor 60% van de niet verstoppende pakketten geldt dat er minder dan 10 deeltjes per ml zijn gemeten. Voor de overige niet verstoppende putten geldt dat deze minder dan 50 deeltjes per ml bevatten. In wel verstoppende putten variëert de concentratie van veel (>200) tot zeer weinig (<10) deeltjes per ml (Prins et al, 2004).

Bij de bepaling van het watervoerende pakket waarin het putfilter wordt geplaatst gaat de voorkeur uit naar pakketten met weinig deeltjes.

Met behulp van deeltjesmetingen van onttrokken grondwater kan mogelijk op basis van de deeltjesverdeling in het onttrokken grondwater worden bepaald of bepaalde deeltjesfracties in het grondwater achterblijven op de boorgatwand (lopend onderzoek Kiwa). Op basis van de hoeveelheid achterblijvende deeltjes zou dan een inschatting gemaakt kunnen worden van de verstoppingsgevoeligheid van het watervoerende pakket.

Om een indicatie te krijgen van de verstoppingsgevoeligheid van het watervoerende pakket als gevolg van deeltjes kunnen deeltjesmetingen in bijvoorbeeld bestaande putten uitgevoerd worden.

3.2.3 Redox-grensEen veel voorkomende oorzaak van putverstopping is het aantrekken van twee verschillende watersamenstellingen die met elkaar mengen in of rondom de put. Dit thema valt buiten deze richtlijnen, maar het mag bij de selectie van een watervoerend pakket met betrekking tot putverstopping niet ontbreken. Een veel voorkomende gradiënt in watersamenstelling die putverstopping veroorzaakt is die van zuurstof/nitraat houdend (geoxideerd) naar ijzer/mangaan houdend (geredu-ceerd) water. Bij de selectie van een pakket dient bij voorkeur gekozen te worden voor pakketten waarin zich geen gradiënt, ofwel redox-grens, bevindt. Hoewel deze vorm van putverstopping veel voorkomt (ook vaak ijzerverstopping of filterspleet-verstopping genoemd), wordt deze in dit richtlijnenboekje voor verstopping op en rond de boorgatwand verder niet behandeld.

Verstopping van een pompput kan twee redenen hebben: verstopping als gevolg van deeltjes in het watervoerende pakket (mechanische ver-stopping) en chemische verstopping. Beide aspecten dienen te worden meegenomen in het ontwerp van een put.


RICHTLIJN

9

RICHTLIJN

6

RICHTLIJN

8

RICHTLIJN

7

28 29

3.3 Putconstructie

Deze richtlijn behandelt alleen verticale putten met filter, al dan niet met omstor-ting. Voor de verschillen in algemene ontwerpaspecten zoals filterspleet, sterkte-klasses materiaal etc. wordt verwezen naar Driscoll (1986) en het Kennisdocument Putten(velden) (Kiwa, 2000).Om de toestroming van water naar de put te vergemakkelijken wordt tussen putfil-ter en watervoerend pakket een omstorting aangebracht. Deze omstorting bestaat uit omstortingsgrind. De korrelgrootte van het omstortingsgrind wordt bepaald door de korrelgrootte van het watervoerend pakket: materiaal uit het pakket mag de omstorting niet binnendringen, want dat zou de toestroming van water weer be-lemmeren. De grofte van de omstorting bepaalt op zijn beurt weer de spleetwijdte van het filter: het omstortingsgrind mag de spleten niet passeren.

De korrelgrootte van de omstorting wordt bepaald door de korrelgrootte van het watervoerende pakket, de filterspleetwijdte is weer afhankelijk van de korrelgrootte van de omstorting (zie Driscoll en Kennis- document puttenvelden). Een theoretische aanname is dat een grove omstorting voor de ontwikkeling van de put gunstiger is.

Des te fijner het omstortingsgrind des te kleiner wordt de maximale diameter die de omstorting kan passeren: bij het ontwikkelen van de put kan dus steeds fijner materiaal de omstorting niet passeren en dus niet van de boorgatwand verwijderd worden. Bij gevolg kan de put steeds minder goed ontwikkeld worden, en zal de put steeds gevoeliger worden voor verstopping door accumulatie van deeltjes. Houben & Treskatis (2003) beschrijven de situatie waarin formatiemateriaal de omstorting indringt als gevolg van een te grove omstorting. Uit bovenstaande volgt het putfilter alleen te stellen over het beste (grofste) gedeelte van het watervoerend pakket. Bij selectie van het grofste gedeelte van het pakket kan een grover omstor-tingsgrind worden toegepast, waardoor de put minder gevoelig wordt voor mechani-sche verstopping. Bij toepassing van grover omstortingsgrind kan de put beter worden ontwikkeld, waardoor minder of geen restanten boorspoeling op de boorgatwand achterblijven, en de put nog eens minder gevoelig wordt voor mechanische verstopping.

Het putfilter bij voorkeur alleen plaatsen in de grove delen van het watervoerende pakket zodat ook een grove omstorting gebruikt kan worden. Indien dit te weinig filterlengte oplevert, is het aan te bevelen verschillende groftes omstortingsgrind toe te passen.

Op grond van bovenstaande kan worden afgeleid dat toepassing van een dikke om-storting contraproductief werkt. Bij een toenemende dikte van de omstorting wordt het moeilijker krachten in de put (bijvoorbeeld door jutteren) op de boorgatwand over te brengen. Daarom wordt een zo dun mogelijke omstorting aanbevolen. Het gemakkelijker overbrengen van krachten op de boorgatwand is van voordeel bij het ontwikkelen en, indien noodzakelijk, bij het regenereren van de put. Een nadeel van een dunne of geen omstorting is het verhoogde risico op zandlevering. Tevens

is een omstortingsdikte van minder dan 15 cm moeilijk te realiseren.Uit een eerste onderzoek door Oasen naar putten met natuurlijke omstorting (dus geen omstorting) blijkt dat deze even snel verstoppen als putten met omstorting.

FIGUUR 7 Het wikkeldraadfilter, van staal, met een natuurlijke omstorting, zoals gemaakt door Oasen

Omstortingsdikte toepassen van minimaal 15 tot maximaal 30 cm.

De kans op het aantrekken van deeltjes is groter indien het filter wordt afgesteld nabij afdekkende en tussengeschakelde klei- en veenlagen. Wegens onnauwkeurig-heden bij het aanbrengen en peilen van de omstorting verdient het de aanbeveling het putfilter minstens op 1 meter afstand te laten aansluiten aan afdekkende (en onderliggende) klei- en veenlagen, en tussengeschakelde lagen zo veel mogelijk te vermijden. Het niet strak laten aansluiten van het putfilter aan afdekkende klei- of veenlagen vermindert tevens de kans op zandleveren van de put. Door het nazakken van de omstorting na ingebruikneming van de put kan onder de kleiafdichting een holte ontstaan. De afwezigheid van een omstorting maakt het mogelijk dat door het grondwater (fijn) zand wordt meegevoerd.

Filter ruim stellen ten opzichte van klei- en veenlagen, minstens op 1 meter afstand.


RICHTLIJN

10RICHTLIJN

11

30 31

3.4 Boortechniek

Voor het boren van putten met zo weinig mogelijk risico op verstopping wordt als richtlijn de zuigboring, eventueel met luchtliften, of de pulsboring voorgeschreven. Echter alleen voor de kleinere putten (diameter < Ø 300mm, diepte < 50 m) is een pulsboring wat betreft snelheid en kosten vergelijkbaar met een zuigboring. Op grotere diepte wordt het pulsen erg arbeidsintensief en dus kostbaar. Om deze re-den zal zuigboren dan ook de meest toegepaste techniek zijn voor de realisatie van drinkwaterputten en putten voor koude-/warmteopslagsystemen. Uitzonderingen zijn locaties met zeer grove grindpakketten, waarbij het boren alleen middels een pulsboring mogelijk is.

De keuze voor de zuigboor- en pulsboortechniek in relatie met de verstoppingspro-blematiek heeft de volgende redenen: 1) Een belangrijke voorwaarde voor het maken van niet verstoppende putten is dat

het filter in het opslagpakket goed wordt afgesteld. Daarom is het noodzakelijk dat de grondlagen ter hoogte van het watervoerende pakket waaruit wordt ont-trokken goed en nauwkeurig worden bemonsterd en beschreven. Zowel bij de zuigboring als de pulsboring is dit mogelijk. Voor de zuigboring geldt ter hoogte van het beoogde filtertraject wel een boorsnelheidsbeperking om de kwaliteit van de bemonstering te garanderen. Dit is met name belangrijk bij de kleinere boringen. De maximale boorsnelheid ter hoogte van het te onderzoeken bodem-traject wordt gesteld op 10 m/h.

2) Voor de pulsboringen wordt geen gebruik gemaakt van boorspoeling en voor zuigboringen wordt slechts in beperkte mate gebruik gemaakt van natuurlijke boorspoeling (klei of fijn zand uit de bodem zelf) of kunstmatige additieven (CMC, bentoniet) ten einde het inklappen van een boorgat tegen te gaan. Ach-tergebleven boorspoeling kan leiden tot een initiële verstopping op de boorgat-wand en kan daarmee het verstoppingsproces van de put versnellen. Meer over boorspoeling is opgenomen in de volgende paragraaf.

Pompputten dienen te worden geboord middels de puls- of zuigboor-techniek al dan niet met luchtliften.

Voor een goede grondmonstername en dus representative boorbeschrijving dient ter hoogte van het filtertraject de boorsnelheid bij zuigboren niet hoger te zijn dan 10 m/h.

Ten aanzien van de pulsboringen dient te worden opgemerkt dat ter hoogte van het waterwinpakket, zo min mogelijk voor de casing uit gepulst dient te worden om holtes langs de mantelbuis te voorkomen. De kans bestaat, dat deze holtes vervol-gens met fijn materiaal (zand, fijn hout, etc.) uit de formatie worden opgevuld.

3.5 Boorspoeling

Bij zuigboringen moet de boorgatwand tijdens het boren en filterstellen in stand worden gehouden. Enerzijds wordt dit bereikt door met een overdruk van boorspoe-ling in het boorgat, anderzijds zal de boorgatwand enigszins afgepleisterd worden met natuurlijk materiaal in de boorspoeling (fijn zand of klei uit de bodem) al dan niet in combinatie met kunstmatige additieven. De indringing van de deeltjes in het bodempakket rondom de boorgatwand dient zo klein mogelijk te zijn, zodat verwijdering van de deeltjes met ontwikkeltechnieken nog mogelijk is. Worden de deeltjes niet van of uit de boorgatwand verwijderd, dan kan dit leiden tot een initiële verstopping/barrière en daaropvolgend tot een versnelling van het verstop-pingsproces van de put. De ervaring en praktijk leert dat er in principe nooit met een schone boorspoeling (schoon water) gezuigboord wordt. Tijdens het boorproces komen altijd fijne zand of kleideeltjes in de boorspoeling vrij (natuurlijke boorspoeling) die niet worden afgevangen in de bezinkbakken. Deze deeltjes circuleren met de boorspoeling door het boorgat en zullen tijdens het boren deels afgezet worden tegen de boorgatwand. Verder zullen ook de vrijgekomen deeltjes direct tijdens het boorproces ter hoogte van de boorkop in/op de boorgatwand afgezet worden. Deze natuurlijke boorspoe-ling zal als gevolg hebben dat er tot een bepaalde hoogte afpleistering van de boor-gatwand optreedt.

In veel gevallen wordt het risico voor het inklappen van een put nog verder inge-perkt door het gebruik van kunstmatige additieven in de boorspoeling. Met name in situaties, waarbij sprake is van bijvoorbeeld grove zandlagen en van doorboorde kleilagen. Grove zandlagen leiden tot veel waterverlies. De wateraanvoer is vaak beperkt waardoor het waterverlies niet gecompenseerd kan worden. Het gevolg is dat het moeilijk is de overdruk te handhaven. Voor kleilagen geldt dat deze sterk kunnen zwellen, waardoor er veel risico op kleival en dus op het inklappen van de put ontstaat.

In bepaalde situaties kan er sprake zijn van een hoge stijghoogte, waardoor een overdruk met water vanaf maaiveld moeilijk realiseerbaar is. Een extra overdruk kan worden gerealiseerd door het verhogen van de dichtheid van de boorspoeling, ofwel extra kunstmatige addities. Het heeft de voorkeur de wateroverdruk te verho-gen met een verhoogde booropstelling tijdens het boren om het overmatig gebruik van spoelingsadditieven te vermijden.

Geschikte en veel gebruikte spoelingadditieven zijn CMC´s en/of PAC. Een veel gebruikte CMC is Antisol. De ervaring leert dat in veel gevallen deze additieven met fysische/mechanische ontwikkeltechnieken voldoende verwijderd kunnen worden mits gebruikte concentraties minimaal zijn. Bentoniet of andere klei- additieven worden afgeraden, aangezien verwijdering van deze spoelingsadditieven minder goed mogelijk is.

Ten aanzien van het gebruik en de hoeveelheden van kunstmatige spoelingsaddi-tieven zijn verschillende visies. De eerste visie is dat er zo weinig mogelijk of liefst geen spoelingsadditieven gebruikt moeten worden. Het spoelingsadditief zou zich


RICHTLIJN

12

RICHTLIJN

13

RICHTLIJN

14

RICHTLIJN

15

RICHTLIJN

16

RICHTLIJN

17

32 33

op de boorgatwand hechten en een initiële verstopping veroorzaken welke moeilijk te verwijderen is. Een andere visie is dat juist door het aanbrengen van een dunne laag spoelingsadditief, er wordt voorkomen dat tijdens het boren fijne natuurlijke zanden kleideeltjes in de boorspoeling in het pakket infiltreren. Hierdoor wordt voorkomen dat deze deeltjes later verstopping veroorzaken. Voorwaarde is wel dat de dunne laag spoelingsadditief verwijderd wordt.

Ervaring bij drinkwaterleidingbedrijven leert dat met de onderstaande richtlijnen over het algemeen goede resultaten worden geboekt.

Minimaal 2 bezinkbakken (2x10 m3) gebruiken, om restanten van doorboorde lagen zo goed mogelijk te verwijderen. Indien veenlagen of sterk slibhoudende lagen worden doorboord is het aan te bevelen de boorspoeling voor het bereiken van het filtertraject te verversen.

Indien kunstmatige spoelingsadditieven nodig zijn ten behoeve van de stabiliteit van het boorgat alleen biologisch en/of chemisch afbreekbare boorspoelingen gebruiken. Indien fysische/mechanische verwijdering van de spoelingsadditieven niet mogelijk blijkt, kan nog worden over-gegaan op een biologische of chemische verwijdering. Pas wel op dat bacteriële besmettingen in drinkwaterputten kunnen ontstaan!

De spoelingsadditieven dienen slechts in beperkte concentraties en hoeveelheden gebruikt te worden. Ervaringscijfers bevestigen dat meestal gewerkt wordt met concentraties Antisol tot 0,3 kg/m3 met uitzonderingen tot maximaal 1,0 kg/m3. Indien hogere concentraties gebruikt worden, is het risico groter dat de spoelingsadditieven niet volledig verwijderd kunnen worden.

Voorkom het gebruik van bentoniet. Indien gebruik van bentoniet onvermijdelijk is als gevolg van een te hoog risico op inklappen van putten wordt het aanbevolen bentoniet in combinatie met CMC te ge-bruiken. CMC zorgt voor een verhoogde dispersie betere verspreiding/verdeling van het bentoniet in de boorspoeling. Hierdoor is het gebruik van bentoniet effectiever en kan minder gebruikt worden.

Voor het gebruik van spoelingsadditieven is het belangrijk om het doel ervan te be-palen: verhogen dichtheid boorspoeling (verzwaren), afsluiten zwellende kleilagen, afsluiten grove zandlagen om verlies werkwater te beperken. Aan de hand hiervan kunnen dan de juiste spoelingadditieven worden bepaald in overleg met de leve-rancier van de additieven. Het juiste spoelingsadditief kan dan in de optimale (lage) concentratie gebruikt worden, overmatig gebruik wordt dan vermeden.

3.6 Bemonstering, boorgatmetingen

Ten einde na het boren een goede filterstelling en omstorting te kunnen bepalen is het noodzakelijk een goed inzicht te hebben in de bodemopbouw: laagbeschrijving, heterogeniteit, groftebepalingen etc.

Nauwkeurige bemonsteringen en boorgatmetingen zijn van belang voor het dimensioneren van de put.

3.7 Ontwikkelen putten

Het ontwikkelen van een pompput is erop gericht om ter hoogte van het filtertra-ject fijne deeltjes en restanten boorspoeling te verwijderen uit het filtergrind en de bodem rondom de boorgatwand. Het ontwikkelen bestaat uit bepaalde minimale fysische behandelingen, ongeacht of de putcapaciteit hierdoor wordt verbeterd of niet. De reden hiervan is het creëren van een spoelingsvrije en grofzandige bodemzone rondom de boorgatwand, zodat een initiële verstopping voorkomen wordt. Blijkt na de minimale ontwikkelacties dat capaciteit en/of de concentratie vaste stof en slibhoudendheid van het onttrokken grondwater niet voldoen aan de verwachting (welke is bijgesteld aan de hand van de bij het boren aangetroffen bodemopbouw en berekende kD-waarde), dan worden de fysische ontwikkelacties geïntensiveerd of wordt overgegaan tot chemische behandeling.

Ontwikkel de put maximaal om initiële putverstopping te voorkomen.

Met de volgende ontwikkelstappen zijn goede ervaringen opgedaan: • Schoonpompen totdat helder slib (of silt) -en zandvrij water wordt opgepompt;• Sectiegewijs ontwikkelen. Hierbij worden verschillende technieken toegepast:

sectiegewijs pompen, sectiegewijs rondpompen in de omstorting met af en toe afpompen en sectiegewijs jutteren. De effectiviteit van de actie is gelegen in het feit dat steeds intensief 2 meter filtertraject wordt behandeld. Het sectiegewijs ontwikkelen van boven naar beneden uitvoeren en vice versa. Dit dient zono-dig over kortere trajecten te gebeuren totdat het betreffende traject voldoende schoon water produceert;

• Jutteren tot een druk van 100 kPa gedurende één werkdag in combinatie met afpompen. De volgende procedure herhalend uitvoeren: circa 10x jutteren en aansluitend 2x de inhoud van de put, inclusief filtergrindomstorting afpompen.

• Minimaal 12 uur intermitterend pompen (maximaal 10 minuten aan, 5 minuten uit) op ontwerpcapaciteit.

• De putten behandelen met waterstofperoxide of chloorbleekloog met een mecha-nische ontwikkelstap als vervolg.


RICHTLIJN

18

34 35

Indien na het jutteren of het intermitterend pompen de put nog verbetert (meten van terugkomtijden) kan de actie worden doorgezet. Indien door het intermitterend pompen de put verslechtert: direct stoppen.

Op basis van onderzoek bij Oasen (Hydron Zuid-Holland, 2005) is gebleken dat eerst sectiegewijs ontwikkelen en dan jutteren het effectiefste is. In de praktijk wordt de volgorde echter per drinkwaterbedrijf, aannemer of puttenveld verschil-lend uitgevoerd.

3.8 Beoordeling putten

Of de putten voldoende ontwikkeld zijn kan worden beoordeeld aan de hand van de volgende procedures en eisen:

CapaciteitHet is raadzaam om in elke put een capaciteitsproef uit te voeren op ontwerpcapa-citeit gedurende minimaal 2 uur. Tijdens deze proef moet de stijghoogteverandering worden gemeten in de put en de bijbehorende peilbuis. De capaciteit van de put moet minstens 90% bedragen van hetgeen theoretisch bereikbaar is, gegeven de heersende bodemconstanten.

Zand en slibhoudendheidHet meten van het vaste stofgehalte en de slibhoudendheid dient te gebeuren nadat: • Minimaal 12 uur intermitterend (5 à maximaal 10 minuten aan, 5 minuten uit)

is gepompt op ontwerpcapaciteit en de pomp aansluitend circa 30 minuten heeft uitgestaan;

• daarna 1x de waterinhoud van de put en de filtergrindomstorting is verpompt vanaf aanvang pompen;

• het monsternamepunt voor schoon beoordelen zodanig is aangebracht, dat de putten representatief en praktisch effectief kunnen worden bemonsterd. Een voorwaarde hiervoor is dat de afstand tussen het monsternamepunt en de put maximaal 10 meter uit elkaar liggen (dit om te voorkomen dat vervuiling uit de leidingen wordt gemeten). Indien het lozingspunt verder dan 10 meter van de put ligt betekent dit dat het bemonsteren van de putten via minimaal één bufferbak dient te gebeuren. Deze bufferbak dient zo dicht mogelijk bij de put te worden geplaatst.

Zandhoudenheid

Als de put voldoende schoon is, moet het vaste stofgehalte van het onttrokken water bij ontwerpcapaciteit worden gemeten. Het vaste stofgehalte moet lager zijn dan 0,01 mg/l. Het vaste stofgehalte van het onttrokken water wordt gemeten bij ontwerpcapaciteit met behulp van een gaasnet met een maximale wijdte van 70 mm. Door het net wordt 10 m3 water geleid. Het achtergebleven zand of vaste stof wordt uit het net in een flesje gebracht. Dit monster van water met zanddeeltjes of vaste stofdeeltjes wordt vergeleken met ijkmonsters van 0,01 mg/l en 0,1 mg/l. Op deze wijze kan een inschatting gemaakt worden van de concentratie aan vaste stof en zand.

Slibhoudendheid

Is de put voldoende schoon, dan is het aan te raden om de slibhoudendheid van het onttrokken water bij ontwerpcapaciteit te meten met behulp van een MFI-apparaat. Het MFI-getal van grondwater in Nederland is in de meeste gevallen lager dan 2,0 s/l2, hetgeen dan ook als eis aangehouden kan worden; De slibhoudendheid kan ook indicatief bepaald worden met een filterspuit. Op een filterspuit van 50 ml wordt een filterhouder geplaatst. In de filterhouder wordt filtertje geplaatst met een poriegrootte van 0,45 µm. De ervaring bij koude-/warm-teopslag projecten is dat voor schone, slibvrije putten gesteld kan worden dat een minimale druk nodig is voor het doorpersen van 10x 50 ml onttrokken grondwater (doorpersen moet makkelijk met één hand uit te voeren zijn) en dat het filtertje niet tot nauwelijks verkleurd.Ook op basis van deeltjesmetingen kan bepaald worden of de put voldoende schoon is. Op dit moment is de deeltjesteller nog onvoldoende ontwikkeld om voor dit doel in te zetten.

FlowmetingEen flowmeting wordt in feite niet uitgevoerd om de put te beoordelen, maar om de beginsituatie van de put vast te leggen. Later kunnen verschillen tussen flowmetin-gen net na het boren en na het verstoppen van de put inzicht geven in de verstop-pende bodemlagen. Verder kan nagegaan worden of de theoretische snelheid op de boorgatwand (zie 3.1 en 3.2.1), voor bepaalde filterdelen afwijkt van de werkelijke snelheid op de boorgatwand, welke gemeten is met een flowmeting, en of ook juist die delen van het filtertraject verstoppingsgevoeliger zijn, zie ook richtlijn 27.

De putten beoordelen op de volgende parameters:• Specifiek debiet dient minstens 90% te bedragen van hetgeen theoretisch haalbaar is;• Concentratie vaste stof en additieven is maximaal 0,01 mg/l;• Doorpersen van 0,5 l water door 0,45 µm filter met filterspuit dient makkelijk te kunnen en het filtertje dient niet te zijn vervuild. Eventueel kan met een MFI apparaat gecontroleerd worden of MFI < 2,0 s/l2 is;Aanbevolen wordt om een flowmeting uit te voeren, welke als uit-gangspunt kan dienen voor het verklaren van eventuele verstoppings-problemen in de toekomst

Indien in de toekomst een geschikte deeltjesteller en meetmethode wordt ontwik-keld, kan ook hiervoor mogelijk in de toekomst een opleveringseis aan verbonden worden.


RICHTLIJN

19

36 37

4 BEDRIJFSVOERING

4.1 Inleiding

De belangrijkste parameters in de bedrijfsvoering, die de verstopping van een put beïnvloeden zijn: onttrekkingsdebiet, draaiuren en schakelregiem. Daarnaast zijn er nog een aantal factoren, welke te maken hebben met de bedrijfsvoering van een winplaats, die de waterkwaliteit kunnen beïnvloeden en daardoor ook op de ver-stopping van invloed kunnen zijn.

4.2 Monitoring

Monitoring is van belang voor het bepalen van een juiste bedrijfsvoering. Op basis van de monitoringgegevens kan een analyse worden gemaakt van de oorzaak van verstopping en daarmee kunnen beslissingen gemaakt worden voor aanpassingen in de bedrijfsvoering. Naast de monitoringgegevens tijdens bedrijfsvoering dienen ook gegevens bekend te zijn van het voorgaande traject, denk aan putaanleg, putontwikkeling, eerdere regeneraties etc. In bijlage 2 is een tabel opgenomen met daarin belangrijke ont-werp-, meet- en monitoringsgegevens welke van belang zijn voor het bepalen van een juiste bedrijfsvoering en eventuele noodzaak tot en wijze van regenereren van de put (zie ook hoofdstuk 5).

Voor een goede bedrijfsvoering dienen putten goed gemonitoord te worden en moeten ontwerpgegevens van de put en gegevens van voorgaande metingen of regeneraties in de put op uniforme wijze wor-den vastgelegd volgens een meetprotocol.

Tijdens de bedrijfsvoering zal de monitoring zich vooral richten op het vastleggen van eventuele verslechtering van de put:• verlaging van het specifiek debiet (ofwel specifieke volumestroom);

en de bedrijfsvoeringparameters: • pompcapaciteit; • aantal draaiuren en; • schakelregime. Als er aanwijzingen zijn voor veranderingen van de waterkwaliteit wordt geadvi-seerd regelmatig onderzoek te doen naar:• de grondwaterkwaliteit.

Door bepalen van het specifiek debiet in alle putten, wordt een beter inzicht in de snelheid van putverstopping gekregen. Eveneens kan nagegaan worden of het een verstopping van de boorgatwand of de filterspleten betreft. Bijlage 3 geeft meer informatie over het bepalen van het specifiek debiet.


RICHTLIJN

21

RICHTLIJN

20

RICHTLIJN

22RICHTLIJN

23

RICHTLIJN

24

RICHTLIJN

25

38 39

Voer minimaal 1 keer per jaar op alle pompputten een specifiek debiet-meting uit. Bepaal dit specifieke debiet op eenzelfde manier en onder gelijke omstandigheden.

De parameters debiet en aantal draaiuren bepalen samen de belasting van de put. Het debiet wordt uitgedrukt in het m3/h. Het debiet maal het aantal draaiuren bepaalt de hoeveelheid onttrokken grondwater per jaar (m3/a). Het debiet van een pomp kan wijzigen als gevolg van slijtage van de waaiers of een andere opvoer-hoogte. Oorzaken hiervan kunnen zijn: grotere tegendruk in de terreinleiding of een grotere opvoerhoogte in de put als gevolg van een lagere grondwaterstijghoogte (a.g.v. wijzigingen puttenveld) of uiteraard verstopping van een put. Om die reden kunnen eerder gemeten debieten afwijken van de op dat moment geldende debie-ten. Er dient daarom niet uitgegaan te worden van (in)schattingen op basis van metingen uit het verleden. Het debiet dient tijdens de specifiek debietmeting exact gemeten te worden.

Voor het bepalen van het specifieke debiet verdient het de voorkeur het werkelijk onttrokken debiet van de pomp exact te meten.

Bij de modernere pompstations worden het aantal draaiuren en het aantal schake-lingen per dag (pomp uit- en weer aanzetten is één schakeling) en de tijd tussen die schakelingen door het besturingssysteem geregistreerd. Indien deze gegevens niet eenvoudig beschikbaar zijn, kan deze informatie ook worden geregistreerd door in de putten drukopnemers te hangen. Het aantal noodzakelijke metingen per dag hangt samen met het aantal mogelijke schakelmomenten van het pompstation en van de pompgroep waar de put op draait.Om na verstoppingsproblemen de bedrijfsvoering op een juiste wijze te kunnen aanpassen is het van belang het aantal draaiuren en de schakelmomenten vast te leggen.

Registreer het aantal draaiuren van de pomp.

Leg de schakelmomenten van de afzonderlijke putten van een putten-veld vast.

4.3 Aanpassen bedrijfsvoering

Bij een boorgatwandverstopping kan aanpassing van de bedrijfsvoering van de put (debiet, aantal draaiuren of het schakelregime) een oplossing bieden.

4.3.1 Belasting van de putHet gehanteerde debiet bepaalt de snelheid op en rondom de boorgatwand en daar-mee de snelheid, grootte en aard van de toestromende verstoppende deeltjes uit het bodempakket en dus de kans op verstopping door (accumulatie van) deze toestro-mende deeltjes op de boorgatwand. Het aantal draaiuren bij een vastgesteld debiet bepaalt de hoeveelheid meegevoerde deeltjes welke kunnen accumuleren op de boorgatwand per seizoen/jaar. Theore-tisch gezien ligt het voor de hand dat het verlagen van de belasting (debiet x aantal draaiuren) de verstopping zal vertragen of opheffen. Voor twee onderzochte putten-velden lijkt verstopping inderdaad te zijn verminderd na verlagen van de belasting (ervaringen puttenvelden Lieshout en Someren, Brabant Water).

Door verlaging van de belasting van de put (debiet en/of aantal draaiuren) kan verstopping worden voorkomen, verminderd of vertraagd.

4.3.2 Schakelen van de putVoor diverse puttenvelden, Heel van WML (Juhász et al., 2004) en Kerk Avezaath, Ritskebos, Boerhaar, Noordbergum, Tull en ´t Waal van Vitens (Hoogendoorn et al, 2005; Beek, K. van et al, 2005) zijn er sterke aanwijzingen dat bij een bepaald aantal schakelingen per dag putten niet (verder) verstoppen, terwijl bij continue bedrijf de putten wel verstoppen. Op basis van metingen is ook gebleken dat tijdens het schakelen van een put (uit en weer aanzetten) veel deeltjes vrijkomen (Prins et al, 2004). Op basis van de bevindingen wordt aangenomen dat door de schakelingen de verstoppende deeltjes (deels) worden weggehaald bij de boorgatwand. Het is niet bekend welke invloed de tijd tussen de verschillende schakelingen heeft (bijvoor-beeld 4x snel achter elkaar, of 4x verspreid over de dag).

Het schakelen van putten kan leiden tot het vertragen of voorkomen van (verdere) verstopping van putten.

Er zijn ook puttenvelden bekend waarbij geen verstopping optreedt ondanks de continue bedrijfsvoering (Ervaringen WML in Heel, puttenveld De Reut en de diepe noodputten van WML). Ook geldt dat bij het wèl schakelen van de ondiepe putten van het puttenveld Reut ook geen verstopping optreedt.

Op basis van de huidige ervaringen zijn er met name aanwijzingen dat indien verstopping optreedt, schakelen de verstopping veelal reduceert of voorkomt. Bij enkele projecten blijkt dat schakelen geen remedie is tegen verdere verstopping (Hanik en Herten van WML). De reden is mogelijk dat de verstopping al te lang en daardoor te hardnekkig aanwezig is.


40 41

4.3.3 Aandachtspunten bij wijzigen belasting en /of schakelenregimeVoor het bepalen van de mate waarin de bedrijfsvoering gewijzigd dient te worden kan gekozen worden voor een error/trial methode of een theoretisch-empirische methode waarbij deeltjesmetingen uitgevoerd worden bij verschillende bedrijfvoe-ringsstrategieën (zie figuur 4.1). Bij de error/trial methode wordt het (bedrijfsmatig mogelijke) aantal schakelingen per dag ingezet en/of wordt het debiet verlaagt, waarna men de verstopping van de put zal monitoren. Afhankelijk van de resulta-ten wordt de bedrijfsvoering aangepast. Uit het onderzoek volgens de theoretisch-empirische methode volgt direct een gevalideerde startwaarde (aantal schakelingen of debietverlaging) waarmee de be-drijfsvoering kan worden aangepast. De wijze, mogelijkheden en de resultaten van een dergelijk onderzoek zijn beschreven in diverse artikelen en rapporten (Prins et al, 2004; Zwart, B-R de, et al.,2005; Beek, K. van, et al, 2005).

Als de put verstopt, kan hierop geanticipeerd worden door in de bedrijfsvoering de belasting of het schakelregime te wijzigen:1) Om de waterlevering ofwel het aantal geproduceerde m3 per jaar (hoofddoel

winning) zo weinig mogelijk te beïnvloeden is het verhogen van de schakelfre-quentie de meest voor de hand liggende aanpassing in de bedrijfsvoering om verstopping tegen te gaan.

FIGUUR 4.1 Aanpassen bedrijfsvoering: debiet en/of schakelregime

2) Indien schakelen niet mogelijk is, kan verlaging van het debiet de verstopping vertragen of stoppen. Om waterlevering te waarborgen zal bij verlaging van het debiet het aantal draaiuren verhoogd dienen te worden. Dit is echter niet altijd bezwaarlijk omdat verlaging van het debiet waarschijnlijk leidt tot minder aan-voer van deeltjes per m3 onttrokken grondwater. Ondanks de verhoging van de draaiuren zal dus evenveel grondwater worden onttrokken, echter met minder verstoppende deeltjes per m3.

3) Theoretisch gezien verdient het niet de voorkeur het aantal draaiuren te ver-lagen. Het verlagen van het aantal draaiuren leidt tot het verminderen van de verstopping per jaar, maar niet tot het tegengaan van de verstopping. Ofwel het verlagen van het aantal draaiuren leidt tot een verlaging van de regeneratiefre-quentie en daardoor uiteraard wel tot een verlaging van de regeneratiekosten per jaar. Voor regeneraties zie hoofdstuk 5.

Er dient echter te worden opgemerkt dat het verlagen van het aantal draaiuren ook zal leiden tot langere tijden waarbij niet gepompt wordt. Dit zou kunnen lei-den tot een proces waarbij eventuele verstopping zich in de loop van de tijd dat de put stilstaat steeds vaster hecht op de boorgatwand, hetgeen dus zou pleiten voor meer draaiuren.

Verder geldt als aandachtspunt dat als het aantal draaiuren van een pompput is toe-genomen, het aantal schakelingen kan zijn afgenomen. De oorzaak van de verstop-ping hoeft dan niet de toegenomen belasting van deeltjes op de boorgatwand te zijn, maar kan ook samenhangen met een geringer aantal schakelingen.

FIGUUR 4.2 Invloed van de gelaagdheid van de bodem op het aanpassen van het debiet


RICHTLIJN

26

RICHTLIJN

27

42 43

4.3.4 Wijziging debiet van de putTen aanzien van het wijzigen van het debiet van de put dienen twee situaties te worden onderscheiden (zie ook figuur 4.2):A) slechts bepaalde gedeeltes van de boorgatwand rondom het putfilter verstoppen,

waardoor de specifieke capaciteit van de gehele pompput afneemt;B) de gehele boorgatwand rondom het putfilter raakt in gelijke mate verstopt.

Ad A)

Een putfilter wordt in bijna alle gevallen geplaatst in horizontaal gelaagd bodem-pakket. De horizontaal gelaagde bodemlagen hebben elke een eigen karakteris-tiek (denk aan: aantal en soort deeltjes, doorlatendheid, sortering korrelgrootte etc.). In de praktijk blijkt dat er tijdens het ontwerp geen rekening gehouden wordt met deze gelaagdheid, maar uitgegaan wordt van een soort gemiddelde over het gehele filtertraject. Als de gelaagdheid tot op een bepaald niveau op-treedt, kan het zo zijn dat de bepaalde lagen, een te hoog debiet (boorgatwand-snelheid) te verwerken krijgen en daardoor eerder verstoppen. De verstopte lagen hebben dan geen functie meer, waardoor de capaciteit gehaald moet worden uit de niet verstopte lagen, waardoor deze lagen een hoger debiet te verwerken krij-gen dan gewenst is en mogelijk ook kunnen gaan verstoppen. Dit laatste hoeft niet te gebeuren, aangezien de niet verstopte lagen mogelijk een hoger debiet kunnen verwerken dan op basis van het gemiddelde bodemtraject is ontworpen/bepaald. Er kan dus een stabiele situatie ontstaan waarbij de put eerst verslech-terd (als gevolg van verstopping van bepaalde lagen) en daarna op een constant niveau blijft (puttenvelden Fikkersdries van Vitens; Heel van WML; Someren van Brabant Water). Blijken de eerder niet verstoppende lagen wel te verstoppen dan dient hiervoor een nieuw verlaagd debiet bepaald worden. De reeds ver-stopte lagen worden voor de bepaling van dit nieuwe debiet buiten beschouwing gelaten en als verloren beschouwd, omdat deze lagen niet geschikt bleken te zijn voor de gewenste debieten.

Ad B)

Indien uit bijvoorbeeld flowmetingen blijkt dat het gehele filtertraject in gelijke mate verstopt is, is er zeer waarschijnlijk geen sprake van verstopping als gevolg van gelaagdheid. Hierbij dient wel nagegaan te worden of proces als A) niet in zo-verre is gevorderd dat door de verregaande verstopping, de ‘goede’ lagen dermate veel te verwerken hebben gekregen dat deze ook verstoppen. Of er sprake is van verregaande verstopping als gevolg van gelaagdheid kan bepaald worden door een flowmeting bij oplevering van de put te vergelijken met de flowmeting na het vaststellen van de verstopping (voor de regeneratie).

In het geval van een gelijkmatige verstopping over het gehele filtertraject kan worden aangenomen dat de bedrijfsvoering leidt tot te veel aanvoer van verstop-pende deeltjes uit het bodempakket die de boorgatwand niet kunnen passeren. De uitgangspunten van het putontwerp dienen in dit geval nogmaals geverifieerd te worden. Indien blijkt dat uitgangspunten anders blijken te zijn, kan op basis van de nieuwe uitgangspunten een optimaal debiet bepaald worden. Indien blijkt dat uitgangspunten gelijk blijven, kan gesteld worden dat de ontwerpregels voor de betreffende putten niet (geheel) geldig zijn. Om de verstopping tegen te gaan kan de bedrijfsvoering worden aangepast, bijvoorbeeld met schakelen of door verlaging van het putdebiet

Ten aanzien van het bepalen van een geschikt debiet wordt uitgegaan van de ont-werpnormen/regels zoals omschreven in hoofdstuk 3.1.

Of en hoeveel het debiet verlaagd dient te worden om verdergaande putverstopping te voorkomen of putverstopping te reduceren is afhankelijk van de relatie tussen de gelaagdheid van de bodem en de verstopping. Bepaal aan de hand van stappenschema in fig. 4.2 of en welke wijzigingen in de bedrijfsvoering noodzakelijk zijn.

4.3.5 Bedrijfsvoering pompput versus bedrijfsvoering pomp- of zuiveringsstationDe juiste bedrijfsvoering van het puttenveld wordt vastgesteld om putverstopping te voorkomen. Binnen de dagelijkse bedrijfsvoering van een pomp- of zuiveringssta-tion zijn er meerdere aspecten waar rekening mee gehouden moet worden. Som-mige zuiveringen moeten een constante hoeveelheid en kwaliteit water aangevoerd krijgen om goed te kunnen blijven functioneren. Aan de watervraag van de klanten moet voldaan worden. Het is dus zaak om het hele proces van de waterproductie in ogenschouw te nemen voordat een aangepast onttrekkingsregime met schakelfre-quenties doorgevoerd wordt.

Neem het hele proces van waterproductie in ogenschouw voordat een aangepast onttrekkingsregime (debiet, draaiuren) met schakelfrequen-ties doorgevoerd wordt.

4.4 Verstopping als gevolg van de veranderde waterkwaliteit

Putten kunnen verstoppen door de verandering van de waterkwaliteit. De reden voor de verstopping als gevolg van verandering van de waterkwaliteit kan zijn dat een redoxgrens wordt aangetrokken en dus ijzerverstopping optreedt. Dit aspect wordt hier verder niet behandeld. Een andere mogelijkheid is dat door wijzigingen in de aangetrokken waterkwaliteit deeltjes in het waterwinpakket mobiel worden of in oplossing gaan. In het eerste geval kunnen de mobiel geworden deeltjes de boorgatwand gaan verstoppen. In het tweede geval kunnen opgeloste bodemdelen door menging in de omgeving van de put weer neerslaan en zo bijdragen aan de verstopping

De waterkwaliteit kan veranderen door o.a.:1. Nieuwe putten met een grotere capaciteit of op een nieuwe locatie binnen het

puttenveld2. Een vergroting of verkleining van de totale onttrekking van het puttenveld3. Wijziging van het onttrekkingsregiem van individuele putten4. Kortsluiting van deelpakketten5. Aantrekken zoet-zout grensvlak (upconing of zijdelings), water met lage pH of

andere grondwaterkwaliteits grensvlakken.


RICHTLIJN

28

RICHTLIJN

29

44 45

In bijlage 4 is uiteengezet welke stappen gevolgd kunnen worden om na te gaan of daadwerkelijk verstopping als gevolg van gewijzigde grondwaterkwaliteit optreedt. Tevens worden in deze bijlage de processen beschreven, die als gevolg van wijziging van de waterkwaliteit tot verstopping kunnen leiden.

Er dient wel te worden opgemerkt dat een wijziging van de waterkwaliteit ook kan inhouden dat het aantal mobiele deeltjes in het watervoerende pakket juist vermin-derd en de put minder verstoppingsgevoelig wordt.

Indien de analyse zoals beschreven in de vorige paragrafen, niet het gewenste resul-taat opgeleverd heeft, is het aan te bevelen na te gaan of de oorzaak van de verstop-ping mogelijk een wijziging van de waterkwaliteit is.

Als er een indicatie is dat het puttenveld verstopt a.g.v. wijzigingen in de waterkwaliteit, verzamel dan zo vaak als wijzigingen in de waterkwaliteit dit noodzakelijk maken, de chemische macroparameters en indien van toepassing andere chemische parameters per put.

Als blijkt dat de putverstopping samengaat met een wijziging van de grondwaterkwaliteit, dient de oorzaak van de waterkwaliteitsveran-dering te worden nagegaan. Indien de oorzaak ligt in het feit dat niet oorspronkelijk of verschillende soorten grondwater worden aangetrok-ken, neem dan maatregelen dit te voorkomen. Mogelijk kan dit door het wijzigen van het intrekgebied. Indien maatregelen niet mogelijk zijn dan kan op basis van de dan geldende grondwaterkwaliteit (inclusief de extra verstoppende deeltjes) de bedrijfsvoering conform het stappen-schema in figuur 4.1. aangepast worden.

Kortsluiting en zwerfstromen in een gelaagd waterwinpakketIndien filters in één winpakket op verschillende dieptes zijn geplaatst, waarbij van een zekere gelaagdheid sprake is (kv < kh) of waarin duidelijk slechtdoorlatende laagjes voorkomen, zal een kortsluitstroom optreden in een put als deze niet in bedrijf is en over het gehele winpakket geplaatst is. Bevatten de lagen deeltjes, die de omstorting op de ene plaats passeren, doch op een andere plaats verstoppen, dan kan deze put door deeltjes verstoppen indien deze niet frequent wordt gebruikt. Over het algemeen zal dit wel meevallen indien er voldoende met de put wordt geschakeld. Indien echter de waterkwaliteit binnen het waterwinpakket verschillend is, zou hierdoor een serieuze verstopping kunnen ontstaan, zowel in de niet in bedrijf zijnde put als in putten die wel in bedrijf zijn (ervaringen WML).

4.5 Overige tips bedrijfsvoering

Wat betreft de bedrijfsvoering gelden nog de volgende opmerkingen:

De achterliggende gedachte tijdens de bedrijfsvoeringstrategie om verstopping tegen te gaan kan als volgt worden omschreven:Het verschil tussen langzame (<10 jaar) of snelle verstopping is een kwestie van evenwicht tussen het mobiel worden van deeltjes in het watervoerend pakket en het passeren van de boorgatwand door mobiel geworden deeltjes. Als de deeltjes in het watervoerend pakket niet mobiel worden door de onttrekking of als de mobiel geworden deeltjes met het onttrokken water tot in de put worden meegenomen zal geen verstopping optreden. Als deeltjes mobiel worden, maar niet tot in de put worden meegenomen en zich op de boorgatwand afzetten, zal de put verstoppen.

Zand- of deeltjeslevering van een put (bijvoorbeeld als gevolg van schakelen) kan slijtage van de pompwaaiers veroorzaken. Indien de put echter niet verstopt (de deeltjes blijven dan namelijk niet achter op boorgatwand) kan slijtage van pomp-waaiers opwegen tegen de verstopping van de put.


RICHTLIJN

30

46 47

5 REGENERATIE

5.1 Achtergrond

Putten waarvan de capaciteit beneden de gewenste/normwaarde is gedaald zullen geregenereerd moeten worden om de noodzakelijke bedrijfszekerheid in stand te houden. Zoals al aangegeven in hoofdstuk 2 is de oorzaak van mechanische put-verstopping het achterblijven van deeltjes op de boorgatwand, waardoor de toestro-ming van grondwater naar de pompput vermindert, of zelfs stagneert Om putten weer bedrijfszeker te krijgen moet de oorzaak van verstopping, (neergeslagen) deel-tjes, aangepakt worden. Het doel van de regeneratie is het losmaken en verwijderen van deze neergeslagen en vastzittende deeltjes waardoor er weer voldoende water door de boorgatwand het putfilter in kan stromen.

5.2 Vaststellen mechanische putverstopping

Door de actuele specifieke volumestroom te vergelijken met de specifieke volume-stroom in de beginsituatie, of de hoogst gemeten specifieke volumestroom in het geval de put nog niet volledig ontwikkeld was (is referentiewaarde), kan worden nagegaan of er sprake is van putverstopping. Als uit de metingen blijkt dat de specifieke volumestroom in de tijd een dalende trend laat zien ten opzichte van de referentiewaarde, dan is er sprake van putverstopping.

Regeneratie van een pompput waarbij mechanische putverstopping is geconstateerd is sterk aan te bevelen als de actuele specifieke volume-stroom is afgenomen tot 70% van de referentiewaarde.

Hoe langer er na dit moment gewacht wordt met regeneratie hoe moeilijker het wordt om het oorspronkelijke specifieke volume van de pompput weer te bereiken. Indien een regeneratie niet volledig lukt is de kans groot dat de verstoppingcyclus zich steeds sneller zal herhalen waardoor de levensduur van de pompput verkort wordt.

Bij bepaalde bedrijfsvoeringtechnische keuzes hoeft het regenereren van het (gehele) filtertraject niet te worden uitgevoerd. Zie stappenschema in figuur 4.2 (hoofdstuk 4.3.4).

5.3 Techniekafweging

In de volgende paragraaf zijn een aantal regeneratietechnieken beschreven die gebruikt kunnen worden voor het opheffen van mechanische putverstopping. In die paragraaf zal nader ingegaan worden op de afwegingsmogelijkheden die gemaakt kunnen worden voor de juiste regeneratietechniek om putverstopping op te heffen.


RICHTLIJN

32

RICHTLIJN

31

48 49

Het is daarbij van groot belang in gedachten te houden dat er voor mechanische putverstopping niet één maar meerdere technieken mogelijk zijn die elk verschil-lende delen van de verstopping kunnen aanpakken. Sommige technieken kunnen elkaar versterken, waardoor combinatie of opeenvolging van deze technieken tot de mogelijkheden behoord. Om een goede afweging te kunnen maken is het noodzake-lijk om zo veel mogelijk informatie van het verstoppingsproces van de betreffende put te achterhalen.

Een goede techniekafweging wordt gemaakt op basis van drie aspecten: 1. Mate van de geconstateerde verstopping (afname Q spec 70% t.o.v. referentiewaarde)2. Resultaten en duurzaamheid van eerder uitgevoerde regeneraties (praktijkervaringen)3. Identificatie van de oorzaak van de verstopping

Ad.1: Indien een put nog niet vaak verstopt is geweest en het specifieke debiet is nog niet verder teruggezakt dan de advieswaarde voor regenereren, dan is een regeneratie met alleen jutteren eventueel in combinatie met waterstofperoxide aan te bevelen. Is een put ernstig verstopt, bijv. een specifiek debiet lager dan de helft van de waarde bij oplevering dan is een regeneratie van jutteren met chloor-bleekloog of een combinatie van waterstofperoxide met zoutzuur aan te bevelen.

Ad. 2: Op basis van de resultaten van eerder uitgevoerde regeneraties is het moge-lijk een afweging te maken voor de eerstvolgende regeneratie. Hierbij moet ook gelet worden op het directe effect en de duurzaamheid van vorige regeneraties. Uit ervaringen van drinkwaterleidingbedrijven (Beek et al, 2004) is bekend dat afwisseling van regeneratietechnieken positieve effecten kan hebben op het oplossen van verstoppingsproblemen. De reden hiervan kan zijn dat, doordat bepaalde chemische middelen een verschillende werking hebben, elk middel een andere verstoppingsoorzaak aanpakt.

Ad. 3: Identificatie van de oorzaak van de verstopping van een bepaalde pompput is nog steeds een probleem. Op basis van analyses van afvalwater afkomstig van eerder uitgevoerde regeneraties is vaak wel iets te zeggen over de aard van de op-getreden verstopping. Ook blijkt dat de deeltjes die teruggevonden worden in het onttrokken grondwater vaak een rol spelen bij de verstopping op de boorgatwand van de put (Beek et al, 2005).

Echter de initiatie van het verstoppingsproces is vaak moeilijk te achterhalen. Hier-door is het vaak onbekend welke techniek toegepast moet worden om de bron van verstopping te verwijderen. Recent onderzoek heeft wel aangetoond dat de verstop-ping meestal bestaat uit opgehoopte deeltjes in de poriën van de formatie direct rond de boorgatwand. Als regeneratietechniek is hiervoor jutteren met een oxide-rend of dispergerend regeneratiemiddel aan te bevelen. Jutteren heeft naast het uit-oefenen van mechanische krachten op het verstoppend materiaal het voordeel dat het gebruikte middel beter in contact met de verstoppende delen wordt gebracht.

Met behulp van flowmetingen kan een goed inzicht verkregen worden waar de verstopping zich op het filtertraject plaatsvindt. Als de verstopping zich slechts op een bepaald deel van het filtertraject aanwezig is kan er voor gekozen worden om dit deel sectiegewijs te behandelen. De mogelijkheden of onmogelijkheden hiervan moeten per pompput bekeken worden.

In het algemeen kan er gesteld worden dat de keuze van een regeneratietechniek per pompput bepaald moet worden en afhankelijk is van bovengenoemde aspecten. Nieuwe regeneratietechnieken worden nog steeds onderzocht en in de praktijk getest, het dient daarom aanbeveling de stand ter techniek goed in de gaten te houden bij de keuze van de juiste regeneratiemethode. Op basis van de ervaringen tot nu toe geldt dat bij de meeste drinkwaterleidingbedrijven is gebleken dat met name een combina-tie van jutteren met een chemisch oxidatiemiddel het effectiefst is.

Voor een goede verwijdering van putverstopping op de boorgatwand is een combinatie van jutteren en het gebruik van chemische oxidatie-middelen de beste methode.

5.4 Technieken

5.4.1 InleidingAls een put te ver is verstopt moet hij worden geregenereerd. Bewezen technieken voor het verwijderen van verstopping op de boorgatwand zijn (combinaties van) mechanische technieken en oxidatiemiddelen deze zijn weergegeven in tabel 5.1. De afweging welke technieken het beste gebruikt kunnen worden is beschreven in 5.4.

TABEL 5.1 op basis van ervaring meest geschikte (combinaties van) chemische en mechanische technieken

Zonder Jutteren1 Sectie Sectie

mechanische pompen1 rond-

handeling1 pompen1

Zonder chemicaliën

0 0/+ 0/+ 0/+

Met chemicaliën

Methode van inbrengen van chemicaliën

Buis (op 1 hoogte of per meter) 0/+ ++ + X

Sectieapparaat per sectie 0/+ ++ + X

Rondpomp/sectieapparaat per sectie X X X ++Hoge druk direct ingespoten X ++ X X

1 : De genoemde methodes zijn inclusief (periodiek) afspuien

X : praktisch geen gangbare combinatie

0/+/++ : geen/redelijk/goed effect

Bij hardnekkige verstopping is altijd een combinatie van chemicaliën en mechanische middelen noodzakelijk.


RICHTLIJN

33

RICHTLIJN

34

RICHTLIJN

35

50 51

5.4.2 Werkwijze in het kortIn alle gevallen worden de chemicaliën in de put tot bij de verstopping op de boor-gatwand gebracht.

Het jutteren of rondpompen zorgt voor een innig contact tussen het verstoppende materiaal en de chemicaliën en zorgt voor het loskomen van materiaal. Door tij-dens en na de mechanische activiteiten op hoge capaciteit te onttrekken (afspuien) wordt dit losgekomen materiaal afgevoerd en de verstopping verwijderd.

De beste methoden zijn allen combinaties van fysische en chemische methodes. Ervaring leert dat alleen jutteren en/of hoge druk, zonder chemicaliën, onvoldoende effect heeft. Dat een sterk oxidatiemiddel noodzakelijk is, is in overeenstemming met de waarnemingen dat een gedeelte van de verstopping vaak bestaat uit orga-nisch materiaal (Timmer et al., 2000), dat bij het gebruik van een oxidatiemiddel mogelijk (deels) geoxideerd wordt.

Voor de dosering van chemicaliën dient rekening gehouden te worden met de acti-viteit van het gekozen oxidatiemiddel en diepte, filterlengte en diameter van het boorgat (N.B. dus niet de diameter van het filter!).

Voor de dosering wordt uitgegaan van de fabrieksconcentraties zoals die doorgaans in 20 liter cans worden aangeleverd. De fabrieksconcentraties zijn:

• waterstofperoxide (35%) • zoutzuur (30%)• chloorbleekloog (15%, 150 g actief chloor/l)

Chloorbleekloog kan direct gebruikt worden. Omdat waterstofperoxide een ster-kere oxidator is dan chloorbleekloog dient dit eerst te worden verdund tot een lagere concentratie. Voor het werken met oxidatoren, zuren en logen dienen strikt de veiligheidsvoorschriften te worden gevolgd.

”water op zuur komt u duur”: wees zorgvuldig bij het aanmaken van een oxidator/zuur. Zorg er altijd voor dat de geconcentreerde oplossing aan het verdunningswater wordt toegevoegd, nooit andersom

Voor de dosering van chemicaliën kan onderstaande tabel als leidraad dienen. Op basis van ervaring is gebleken dat onderscheid gemaakt kan worden in diepe en on-diepe putten. Een mogelijke reden hiervoor is dat bij diepe putten minder oxideer-baar organisch materiaal aanwezig is.

TABEL 5.2 Doseertabel regeneratiemiddelen

Boorgat Ondiepe putten (tot ca 30 –50 m.) Diepe putten (dieper dan 50m.)

Diameter (mm) Per meter filter Per meter filter

< 500 CBL: 50 liter; CBL: 25 liter;

H2O2: 10 liter + 40 liter water H2O2: 5 liter + 20 liter water

500-800 CBL: 100 liter; CBL: 50 liter;


>800 CBL: 150 liter; CBL: 75 liter;


N.B.: Om “spuiters”te voorkomen dient bij een stijgbuisdiameter < dan 250 mm, en het gebruik van

waterstofperoxide de hoeveelheden met 1/3e verminderd te worden.

N.B.2.: Om waterstofperoxide stabieler te maken wordt er soms ook wel een kleine hoeveelheid zoutzuur

toegevoegd resp. 0,5 tot 1,5 liter bij ondiepe putten en resp. 0,25 tot 0,75 liter bij diepe pompputten.

Voor een goede verwijdering van putverstopping dient als uitgangspunt het equivalent van ca 20 liter chloorbleekloog (=20 liter 7% H2O2-oplos-sing) per meter filter te worden gedoseerd. Afhankelijk van diepte en diameter dient dit aangepast te worden conform tabel 5.2

5.4.3 Regeneratie door combinatie van chemicaliën en mechanische techniekenOp basis van ervaringen bij verschillende waterleidingbedrijven is de volgende werkwijze het effectiefst. Het inbrengen van de chemicaliën kan op een van de aangegeven methodes gebeuren (tabel 5.1).Na het inbrengen dienen de chemicaliën met een hoeveelheid water per meter filter verdrongen te worden en bij voorkeur ook direct enkele slagen gejutterd. De hoeveelheid water dient berekend te worden op basis van filterlengte, boorgatdiameter en gewenste verdringingsafstand tot op de boorgatwand. Uitgangspunt voor de berekening is dat het oxidatiemiddel tot op de boorgatwand verdrukt wordt, waar het moet aangrijpen op het verstoppend materiaal. Aansluitend dient het oxidatiemiddel ca. 12 uur in te werken.

Na het inbrengen dient het oxidatiemiddel met een berekende hoeveel-heid water per meter filter verdrongen te worden tot op de boorgat-wand. Aansluitend moet het ca. 12 uur inwerken.

Indien het regeneratiemiddel is uitgewerkt (check op bruisen/borrelen: niet eerder i.v.m. veiligheid en beschadiging put), kan het jutterdeksel worden gemonteerd. Deze is voorzien van overdrukventiel, manometer en diverse aansluitingen. Druk en drukbeveiliging dient te worden ingesteld. Let hier bij op de juiste instelling van de drukbeveiliging en afstelling van de onderste vlotterbal. De maximaal toelaat-bare jutterdruk is afhankelijk van de maximaal toelaatbare implosiedruk van de stijgbuis. Er dient te worden voorkomen dat tot in het filter wordt gejutterd.Laat de put circa 5 uur jutteren en voeg tegelijkertijd evenveel water toe als eerst berekend is.


RICHTLIJN

36

RICHTLIJN

37

52 53

Tijdens het jutteren dient nogmaals diezelfde berekende hoeveelheid water per meter filter te worden toegevoegd.

Na de chemische en mechanische regeneratieacties dient de bron op 1 à 1,5 maal de ontwerpcapaciteit te worden afgepompt om losgekomen deeltjes op de boorgatwand en in de filtergrindomstorting te verwijderen.

5.4.4 Regeneratie door oxidatiemiddel en hoge drukNaast de bovenstaande regeneratie techniek is goede, echter wel beperkte erva-ring opgedaan met het inbrengen van een oxidatiemiddel met een zogenaamd jet systeem. De volgende werkwijze is hiervoor gebruikt. Selecteer de juiste diameter en nozzels voor spuitkop (90o voor PVC spleetfilter, 45o voor RVS brugsleuf-filter). Stel spuitkop hoge drukreiniging in op 200 bar en 120 liter/minuut. Stel onttrekking in op ca. 30 m3/h. Breng spuitkop in tot op de bodem en laat deze drie maal het filtertraject behandelen (op-neer-op). Niet veel hoger dan filtertraject vanwege wegspuiten eventuele asfalt-coating bij geasfalteerd stalen buizen;

Breng regeneratiemiddel in met behulp van de spuitkop. Laat hiervoor regeneratie-middel meevoeren met waterstroom van de hoge druk spuitkop. De onttrekking staat hierbij uit. Het regeneratiemiddel wordt hierbij niet verdrongen. Het debiet en de druk van de hoge druk spuitkop (120 liter per minuut) lijkt voldoende te zijn om het regeneratiemiddel op de juiste plek te brengen.

5.4.5 Nieuwe/experimentele techniekenVoor regeneratie van putverstopping op de boorgatwand zijn nieuwe/experimentele technieken op de markt als CO2, Roto-cavitatie (Bunnik, 2004b), Ultrasoon (Bun-nik, 2004a), en de Jetmaster (Bunnik, 2004c). Testervaringen met CO2, Roto-cavi-tatie en Ultrasoon geven aan dat met deze technieken nog niet de ultieme regene-ratietechniek is verkregen (Kooiman, 2005). Momenteel loopt een testprogramma met de in Duitsland zeer succesvolle Jet-master.

5.5 Verslaggeving / monitoring regeneratie

Om het putverstoppingsproces goed te kunnen volgen en analyseren is het belangrijk om reguliere capaciteitsmetingen en regeneratie- resultaten op uniforme wijze vast te leggen volgens een meetprotocol (zie bijlage 2 en richtlijn 19)

Bij het realiseren en in bedrijf zijn van put(ten) komen velerlei meetgegevens ter beschikking. Het doel van het opslaan van meetgegevens van putten is te zorgen voor een zo efficiënte en kosteneffectieve bedrijfsvoering.

Bij veel putten vormt de regeneratie een belangrijk onderdeel van de onderhouds-kosten.Het vastleggen van meetgegevens tijdens het regeneratieproces draagt bij tot

een optimalisatie van het putonderhoud.Ook meetgegevens uit het ontwerp, de aanleg en de bedrijfsvoering van putten dragen hiertoe bij. Voor het vastleggen van meetgegevens van een put(ten) zijn de volgende fasen te onderscheiden.1. Ontwerp2. Aanleg3. Bedrijfsvoering / exploitatie4. Onderhoud

Voor punt 2 staan in het Kennisdocument Puttenvelden (Kiwa, 2000) de belangrijk-ste punten genoemd.Om een totaal beeld te geven is van de fase 1 t/m 4 in bijlage 2 aangegeven welke meetgegevens van belang zijn.


54 55

LiteratuurBeek, K. van, Oosterhof, A., Breedveld, R., Zwart, B-R de (2004): Frequent schakelen voorkomt mechani-

sche putverstopping, H2O, 2004, nr. 18.

Beek, K. van, Timmer H., Zwart, B-R de (2005), Aanwezigheid van deeltjes in onttrokken grondwater, Stromingen 11, nr. 3.

Bunnik, J. (2004a), Putregeneratie met Ultrasoon; Stand van zaken 2004 en achtergronddocumentatie, rapport BTO 2004.009, Kiwa Nieuwegein.

Bunnik, J. (2004b), Putregeneratie met Roto-cavitatie; Evaluatie van het testprogramma 2002-2004, rapport BTO 2004.040, Kiwa Nieuwegein.

Bunnik, J. (2004c), Testprogramma JET-master ®; Een testprogramma voor het reinigen van pompputten met behulpt van de JET-master®, rapport BTO 2004.060, Kiwa Nieuwegein.

Driscoll, F.G. (1986), Groundwater and Wells, Johnson Filtration Systems inc., St. Paul, Minnesota, VS.

Hoogendoorn J., J. van Paassen, J. Timmer (2005), Hoe een goed producerend winveld onderuit kan gaan, H2O, 2005, nr. 22.

Houben, G und C. Treskatis (2003), Regenerierung und Sanierung van Brunnen, Oldenbourg Industrie-verlag GmbH, München.

Hydron Zuid-Holland (2005), Evaluatie invloed boortechniek en bedrijfsvoering op putverstopping met gegevens tot november 2004, Uitgave januari 2005.

Jongmans, T (2004), Rapport waterwinput verstopping Ritskebos (Vitens) Stereomicroscopisch en Mi-cromorfologisch onderzoek.

Juhàsz-Holterman, M, M. Balemans, C. Janssen (2004), Beter inzicht in putverstopping door flowmetin-gen en hoogfrequente stijghoogtemetingen, H2O, 2004, nr. 17.

Kiwa (2000), Kennisdocument Putten(velden), Ontwerp, Aanleg en Exploitatie van pompputten, rapport BTO 2000-110 (c), Kiwa N.V. Nieuwegein, september 2000.

Kooiman, J.W. (2005), BTO Putmanagement; Onderzoek in vogelvlucht: Opbrengsten en plannen februari 2005, rapport BTO 2005.008, Kiwa Nieuwegein.

McDowell-Boyer, L. M., Hunt, J. R., and Sitar, N. (1986), Particle transport through porous media, Water Resources Research, v. 22, no. 13, p. 1901-1921.

Oosterhof, A (2005), Evaluatie regeneraties en onderzoek putverstopping puttenveld Ritskebos te No-ardburgum, Rapport Vitens.

Prins, J. (2003): Suspended material in abstracted groundwater in the Netherlands. First results, Kiwa rapport KWR 03.029, Kiwa Nieuwegein.

Prins, J. (2004a) Onderzoek naar deeltjes en putverstopping bij put 50 van puttenveld Ritskebos, Kiwa rapport KWR 03.029, Kiwa Nieuwegein.

Prins, Jeroen (2004b). Achtergrondconcentratie van deeltjes in grondwater.Resultaten van metingen in waarnemingsfilters op puttenveld C. Rodenhuis (Hydron Zuid Holland). BTO 2005.048 (s). Kiwa, Nieuwegein.

Prins, J., Zwart, A.H. de, Van Beek, K. (2004), Betrouwbare deeltjestellingen, een stap voorwaarts in het putverstoppingsonderzoek, H20 2004, nr 1.

Ryan, J. N., and Elimelech, M. (1996), Review Colloid mobilisation and transport in groundwater, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, v. 107, p. 1-56.

Schaaf, J., C. van der Lee (2005), Matrix Putverstopping in Nederland; Vaststellen relatie puteigenschappen en putverstopping met statistische analyse. Rapport KWR 04.053, januari 2005, Kiwa Nieuwegein.

Schrama, E.J., M.L.M. Balemans en C.G.E.M. van Beek (2001), Quick scan putverstopping en regeneratie bij vijf waterbedrijven, Rapport BTO 2001.169 (c), december 2001, Kiwa Nieuwegein.

Schrama, E.J., J. Bunnik (2003), Vergelijkngstabel Putmanagement; Winningstechnieken, Boortechnie-ken, Ontwikkelmethoden, Regeneratiemethoden. Rapport BTO 2003.012 , september 2003, Kiwa Nieuwegein.

Timmer, H., J.D. Verdel en A. Jongmans (2000): Verstopping putten door van nature aanwezig materiaal, H2O 33 (20) 24-26.

Timmer, H., Verdel, J.D., and Jongmans, A. (2003) Well clogging by particles in Dutch well fields. JAWWA, 95 ( 8) 112-118.

Zwart, Bert-Rik de, Kees van Beek, Jan Willem Kooiman (2005), Putverstopping en deeltjes in grondwater: diagnose en aanzet voor therapie; Stand van zaken medio 2005. Rapport BTO 2005.046, Kiwa Nieuwegein.

Zwart, A.H. de and Van Beek, C.G.E.M. (2006) “Physical clogging processes near water supply wells”, to be submitted.


56 57

Bijlage 1Participanten BTS Project Putverstopping

OasenPostbus 122 2800 AC GoudaTel. (030) 60 95 348Fax (030) 60 95 510E-mail: [email protected] Website: www.Oasen.nl

Brabant WaterMagistratenlaan 200Postbus 10685200 BC ‘s-HertogenboschTel. (073) 683 85 45Fax (073) 683 78 29E-mail: [email protected] Website: www.brabantwater.nl

HoekloosPostbus 783100 AB SchiedamT (06) 51 22 80 57Fax (010) 246 14 14E-mail: [email protected] Website: www.hoekloos.nl

IF TechnologyPostbus 6056800 AP ArnhemTel. (026) 4431541Fax (026) 4460153E-mail: [email protected] Website: www.iftechnology.nl

Kiwa Water ResearchPostbus 10723430 BB NieuwegeinTel. (030) 60 69 683Fax (030) 60 61 165E-mail: [email protected] Website: www.kiwa.nl


58 59

Technische Universiteit Delft, sectie Hydrologie en EcologiePostbus 50482600 GA DelftTel. (015) 278 88 32Fax (015) 278 59 15E-mail: [email protected] Website: www.hydrology.citg.tudelft.nl

Universiteit UtrechtUniverstiteit Utrecht, faculteit AardwetenschappenPostbus 800213508 TA UtrechtTel. 030 2535112E-mail: [email protected]: www.geo.uu.nl

Vitens Watertechnologie Postbus 4008901 BE Leeuwarden Tel. (058) 294 53 86Fax (058) 294 53 00E-mail: [email protected] Website: www.vitens.nl

Waterleiding Maatschappij LimburgPostbus 10606201 BB MaastrichtTel. (043) 8808734Fax (043) 8808016E-mail: [email protected] Website: www.wml.nl

Het project is mede mogelijk gemaakt door bijdragen van de grondboorbedrijven Haitjema (de heer A. Nieuwaal), Dura Vermeer (de heer T. Timmermans) en BAM/De Ruiter (de heer F. Glorie).

Bijlage 2Monitoringsparameters

Verslaggeving / monitoring putbeheer

Bij het realiseren en in bedrijf zijn van put(ten) komen velerlei meetgegevens ter beschikking.

Het doel van het opslaan van meetgegevens van putten is te zorgen voor een zo efficiënte en kosteneffectieve bedrijfsvoering.

Bij veel putten vormt de regeneratie een belangrijk onderdeel van de onderhouds-kosten.Het vastleggen van meetgegevens tijdens het regeneratieproces draagt bij tot een optimalisatie van het putonderhoud.Ook meetgegevens uit het ontwerp, de aanleg en de bedrijfsvoering van putten dragen hiertoe bij. Voor het vastleggen van meetgegevens van een put(ten) zijn de volgende fasen te onderscheiden.1) Ontwerp2) Aanleg3) Bedrijfsvoering / exploitatie4) Onderhoud

Voor punt 2 staan in het Kennisdocument Puttenvelden (Kiwa, 2000) de belangrijkste punten genoemd.Om een totaal beeld te geven is van de fase 1 t/m 4 aangegeven welke meetgegevens van belang zijn .

Zie onderstaande overzicht.


60 61

OVERZICHT

van belang zijnde (meet)gegevens uit ontwerp, aanleg, bedrijfsvoering en onderhoud van putten

Fase Onderdeel

1 Ontwerpcriteria put / puttenveld

• Verwacht doorlaatvermogen

• Verwachte k-waarde per laag in waterwinpakket

• Invloed op stijghoogte in andere putten

• diepte

• filterstelling

• boormethode

• boordiameter

• materiaalkeuze

2 Aanleg:

• Boormethode

• Gebruik van boorspoeling

• Boorbeschrijving

• Geofysische boorgatmeting (indien nodig)

• Inbouwstaat

• Aanvulstaat

• Ontwikkelstaat

• Capaciteitsmeting voor- en na ontwikkelen

• Uitvoeren putproef (gelijk met capaciteitsmeting)

• Bepaling kD-waarde

• Berekening theoretisch specifiek debiet

• Vergelijking gemeten specifiek debiet met berekende waarde

(eventueel berekende capaciteit met gemeten capaciteit)

• Flowmeting voor- en na ontwikkelen (indien pakket verstoppingsgevoelig en/of gelaagd

opgebouwd en indien gemeten specifiek debiet niet met berekend specifiek debiet

overeen komt)

• Zandhoudendtest (met analyse korrelgrootte)

• Deeltjes meting (indien nodig)

• Bacteriologische bemonstering

• Chemische waterkwaliteit bemonstering

• Kosten

3 Bedrijfsvoering / exploitatie:

• Gegevens onderwaterpomp

• Toepassing frequentieomvormers

• Onttrekkingsdebiet

• Aantal draaiuren

• Aantal putschakelingen per dag (per week? Tegenwoordig schakelen putten vaak maar

een keer per dag of nog minder. Met per week voorkom je getallen < 0))

• Putverstoppingsmetingen

• Kwaliteitsgegevens

4 Onderhoud / Regeneratie

4.1 Algemeen:

• Datum aanvang regeneratie

• Datum einde regeneratie

• Diepte put voor regeneratie

• Diepte put na elke regeneratiecyclus

• Diepte put na regeneratie

• Bodem / zandvang schoongepompen

• Analyse materiaal zandvang

• Capaciteitsmeting en flowmeting (elke 0,5 m filter) voor regeneratie

• Verloop capaciteit tijdens regeneratie

• Capaciteitsmeting en flowmeting (elke 0,5 m filter) na regeneratie

• Regeneratie-effect

• Zandhoudendtest

• Intermitterend (m3/h)

• continue (m3/h)

• (korrel)analyse uitgekomen materiaal

• Deeltjesmeting

• Bacteriologische bemonstering

• Camera-inspectie (Indien mogelijk met schakelen pomp, zodat herkomst fijne deeltjes

zichtbaar worden)

• Kosten regeneratie per put

4.2 Pompgegevens:

• Type pomp

• Q/H-kromme

• Urenteller

• Gemeten weerstand

• Instelling thermische beveiliging

• Emulsie (demiwater) bijgevuld (J/N)

• Draairichting gecontroleerd (J/N)

• Reinigen pomp

• Reinigen pomp persbuis

4.3 Mechanische reinigen

Borstelen:

• Reinigen filtertraject

• aantal runs

• Reinigen stijgbuis

• aantal runs

• Debiet tijdens schoonpompen

• Tijdsduur schoonpompen

• Omschrijving vuilbelasting

4.4 Hogedruk reinigen:

• Type spuitkop

• Type nozzle

• Aantal nozzles

• Afstand hart spuitkop - uiteinden nozzle (is instelbaar)


62 63

• Afstand hart spuitkop – centrering (is instelbaar dus m.i. niet nodig)

• Reinigen filtertraject / stijgbuistraject

• aantal runs

• druk (bar)

• flow (m3/h)

• slangsnelheid (m/min)

• grondwaterstand in rust

• debiet tijdens schoonpompen

• tijdsduur schoonpompen

• omschrijving vuilbelasting

4.5 Jutteren:

• Grondwaterstand in rust

• Bovenste meetelectrode in m - mp

• Onderste meetelectrode in m - mp

• Drukveiligheid

• electrisch (bar)

• mechanisch (bar)

• manometer (bar)

• Jutteren

• aantal runs

• wegdruktijd

• Terugkomsttijd



• omschrijving vuilbelasting

4.6 Chemische reinigen:

• Grondwaterstand in rust

• Reinigingsmiddel

• H2O2 concentratie %

• CBL concentratie %; g/l

• HCL concentratie %

• totale hoeveelheid (L)

• hoeveelheid per meter filter (L)

• Reinigingsmiddel inbrengen

• sectiegewijs (L)

• via kordelbuis op een of meerdere diepten (L)

• Verdringingsdiameter (m)

• Verdringingswater totaal (m3)

• Verdringingswater inbrengen

• sectiegewijs (m3)

• via kordelbuis op meerdere diepten (m3)

• Verblijftijd reinigingsmiddel (h)

• Neutraliseren reinigingsmiddel

• natriumbisulfiet voor CBL

• natronloog voor HCL

• Schoonpompmethode

• onderwaterpomp

• luchtliften




4.7 Combinatie Jutteren met Chemisch reinigen:

Zie 4.5 en4.6

4.8 Sectiegewijs pompen:


• onderwaterpomp

• luchtliften




4.9 Sectiegewijs rondpompen:


• onderwaterpomp

• luchtliften




4.10 Combinatie Sectiegewijs rondpompen met Chemisch reinigen:

• Zie 4.5 en 4.8

4.11 Schoonpompen:


• Onderwaterpomp

• intermitterend (m3/h)

• continue (m3/h)


• Luchtliften



• Omschrijving vuilbelasting Voor het vastleggen van bovengenoemde meetgegevens bestaan geen uniforme programma’s. De meetgegevens worden tegenwoordig digitaal in verschillende programma’s opgeslagen,zoals in DINO, Dawaco, Autocad of in een eigen Winning Informatie Systeem (Putboek).De bescherming en de snelle beschikbaarheid is hiermee voor de diverse gebruikers gewaarborgd.

Literatuur

Kennisdocument Putten(velden) (Kiwa, 2000)

Vergelijkingstabel Putmanagement (Schrama en Bunnik, 2003)

Matrix Putverstopping in Nederland (Schaaf en Van der Lee, 2005)


64 65

Bijlage 3Meten specifiek debiet

Mechanische putverstopping is een geleidelijk verlopend proces waarbij de toestro-ming van water naar de pompput steeds meer wordt gehinderd door accumulatie van deeltjes op de boorgatwand. Deze vorm van putverstopping wordt gekenmerkt door een (geleidelijke) afname van het specifieke debiet of de specifieke volume-stroom van een pompput, waarbij de intreeweerstand (filterweerstand) van de pompput stabiel is.

De specifieke volumestroom wordt gedefinieerd als de onttrokken volumestroom gedeeld door de bijbehorende afpomping (Kennisdocument Putten(velden) Kiwa, 2000)

Qspec= Q/d

Hierin is:Qspec= specifieke volumestroom [m3/h per m afpomping]Q = onttrokken volumestroom [m3/h]d = afpomping [m] (afpomping is het verschil tussen het waterniveau in het pomp-

filter van een in bedrijf zijnde put en het waterniveau in een pompput in rust)

De specifieke volumestroom neemt dus af door afname van de volumestroom en/of door toename van de afpomping. De waarde van de specifieke volumestroom bij oplevering, ook wel aangeduid met uitgangswaarde of beginwaarde, wordt vaak als referentiewaarde beschouwd. Dit is niet altijd juist.

Voor Intreeweerstand van het filter geldt: diw=dput -domst

Hierin is:diw = intreeweerstand [m]dput = waterstand in de pompput tijdens bedrijf [m tov referentiepunt]domst = waterstand in de waarnemingsbuis in de omstorting tijdens bedrijf

[m tov het zelfde referentiepunt]

Als de intreeweerstand van het filter in de loop der tijd toeneemt is er sprake van verstopping van de filterspleten. Richtlijnen voor regeneratie van verstopping van de filterspleten, welke meestal een chemische pompputverstopping is, worden in dit document niet gegeven, hiervoor wordt verwezen naar bijv. het Kennisdocu-ment putten(velden) (Kiwa, 2000).

Als de afpomping van het putfilter en het waarnemingsfilter in de omstorting vrij-wel gelijk zijn en de afpomping bij het zelfde debiet is afgenomen is er sprake van verstopping op en rond de boorgatwand.

Tips en wetenswaardigheden bij het bepalen van het specifiek debiet.

Relatie met realisatie

1. Als een put na realisatie optimaal is ontwikkeld, is het specifiek bij oplevering de referentie;

2. Toets het specifiek debiet bij oplevering altijd aan het theoretisch specifiek debiet, zodat je na kunt gaan of de put goed ontwikkeld is;

3. Het theoretisch specifiek debiet is te berekenen als de kD- en bergingscoëf-ficiënt (S) bekend zijn; de niet-stationaire verlaging op 0,25 m afstand wordt berekend op het zelfde tijdstip dat normaal de afpomping wordt gemeten; Is de bergingscoëfficiënt niet bekend, dan wordt deze geschat. De invloed van een eventuele verstopping op de boorgatwand is zo groot, dat een afwijking in de bergingscoëfficiënt hierbij in het niet valt;

4. De afpomping in een put wordt altijd op een vast tijdstip na starten of stoppen van de pomp bepaald om de meetwaardes te kunnen vergelijken;

5. Het specifiek debiet neemt over het algemeen iets af als een grotere pompcapa-citeit wordt gekozen, mogelijk als gevolg van de filterweerstand;

6. Het is aan te bevelen het specifiek debiet bij oplevering met dezelfde capaciteit uit te voeren als de put in bedrijf zal gaan leveren; is dit nog niet bekend, dan kun-nen 2 capaciteiten worden gekozen, waar de pompcapaciteit tussen zal liggen;

Meetmethode

7. Hoe langer de periode na starten of stoppen van de pomp des te groter is de kans dat met storende invloeden rekening moet worden gehouden;

8. Een praktische periode voor het bepalen van de afpomping na starten of stoppen van de pomp, is 15 minuten;

9. Omdat een specifiek debiet meting lastig is in de bedrijfsvoering, zal een foutieve meting niet gauw herhaald worden; een foute aflezing van de afpom-ping kan ondervangen worden door bijvoorbeeld ook na 20 minuten te meten. Het verschil met de beginstand moet altijd enkele cm groter zijn;

10. AIs de afpompingsperiode wordt gewijzigd, dan is het gewenst enkele metingen bij zowel de oude als de nieuwe periode te doen, zodat vergelijking mogelijk is;

11. Indien na regeneratie wordt besloten een andere pomp in een put te hangen, dan is het raadzaam het specifiek debiet, zowel bij de oude als nieuwe pompcapaciteit te bepalen.

12. Het beste kan de afpomping worden bepaald als de pomp wordt gestopt, omdat het debiet van de put dan niet als gevolg van de drukverandering in de terrein-leiding verloopt;

13. Zorg ervoor dat tijdens en ca 1 uur vóór de meting de andere putten niet scha-kelen. Dit verstoort zowel de afpomping als het debiet van de te bemeten put;

14. Meet bij voorkeur het debiet in de put met een watermeter tijdens de bepaling van de afpomping t.b.v. het specifiek debiet;

15. Als dit niet mogelijk is, geef dit dan bij de meting aan; de meting is minder betrouwbaar;

16. Als het binnenkomende gezamenlijke ruwwater van een winplaats wordt ge-meten, dan geeft het verschil in ruwwatercapaciteit tussen het inschakelen en uitschakelen van de betreffende put een indicatie van het debiet; bij een te krap bemeten terreinleiding wordt het debiet van de put op deze wijze onderschat, daar bij het uitschakelen van deze put de andere putten meer water zullen geven;


66 67

17. Gebruik niet het nominale pompdebiet; in werkelijkheid kan het pompdebiet 10 à 15% afwijken door een andere opvoerhoogte; een oudere pomp kan minder water geven als de waaiers wat versleten zijn;

18. Bij het gebruik van divers voor de bepaling van het verloop van het specifiek debiet, is het aan te bevelen t.b.v. de interpretatie altijd de tijdstijghoogtelijnen van de buurputten samen met de te analyseren put uit te zetten De onderlinge invloed van de putten kan dan worden bepaald, waarop tijdens het gelijktijdig uitschakelen kan worden gecorrigeerd;

19. Hoewel het specifiek debiet wordt berekend uit het verschil in afpomping in het pompfilter, wordt ook altijd het verschil in afpomping in het (de) waarnemingsfilter(s) in de omstorting bepaald om vast te kunnen stellen of een eventuele verstopping zich op het filter bevindt of in of rond de boorgatwand;

20. Bevindt een gedeeltelijke verstopping van de filterspleten zich bovenin het filter, dan zal zich hier het verschil in afpomping manifesteren; bevindt een gedeeltelijke verstopping van het filter zich onderin het filter dan is er onderin een verschil in afpomping;

21. Daarom wordt bij een verwachte verstopping van het pompfilter bovenin het filter in de omstorting bovenin geplaatst en bij een verwachte verstopping van het pompfilter onderin het filter onderin de omstorting van het pompfilter geplaatst; indien nog niet bekend is waar de verstopping zal beginnen is het aan te raden twee filters in de omstorting te plaatsen;

Meetfrequentie

Aanbevolen wordt het specifiek debiet minstens 1 keer per jaar in elke put te meten en uiteraard vóór en na elke regeneratie; Een verstopping kan ineens optreden, zonder dat hier ogenschijnlijk een reden voor is. Achterhalen van een reden is eenvoudiger als er voldoende metingen zijn. Verder wil men graag het verloop van het specifiek debiet volgen, hetgeen alleen mogelijk is bij voldoen-de metingen.

Bijlage 4Verstopping als gevolg van wijziging grondwaterkwaliteit

Verstopping als gevolg van de wijziging van de grondwaterkwaliteit

In paragraaf 4.4. wordt ingegaan op verstopping als de wijziging van de grondwater-kwaliteit. Hieronder een aantal aspecten die hierbij spelen: hoe vaststellen of een gewijzigde waterkwaliteit een rol speelt bij de verstopping en de gevolgen van een wijziging van de waterkwaliteit.

De volgende stappen kunnen inzichtelijk maken of een wijziging in de waterkwaliteit tot verstopping heeft geleid:1. Analyseer de gemengd ruwwatergegevens op chemische macroparameters, even-

tueel metalen, DOC en methaan2. Als er kleine wijzigingen of een flucturerend patroon is te zien, analyseer dan de

wijzigingen in de ruwwatergegevens van de pompputten en eventueel waarne-mingsputten

3. Komen de wijzigingen overeen met putten die verstoppen en waarvoor de overige fysieke omstandigheden niet gewijzigd zijn.

4. Verklaar de gewijzigde waterkwaliteit door wijziging intrekgebied of aantrekken andere waterkwaliteit (zie ook paragraaf 4.4. voor mogelijke factoren die een wijziging van het intrekgebied of aantrekken van andere waterkwaliteit hebben veroorzaakt).

De volgende processen, welke tot verstopping kunnen leiden, treden op bij veran-dering van de waterkwaliteit. De procesbeschrijving is door P. Stuyfzand van Kiwa inhoudelijk aangevuld en bewerkt. De literatuurverwijzing (voor de lijst, zie achter-aan deze bijlage) is eveneens van hem afkomstig.

1. Aantrekken van waterkwaliteit met meer deeltjes dan voorheena. Het electrisch geleidingsvermogen (EGV) is sterk gedaald en/of de

(Na/[Ca+Mg])-verhouding (liever SAR = sodium adsorbtion ratio; zie Richards, 1954 p.80) is aanzienlijk toegenomen. In dat geval, bij stroming door slibhoudende formaties, kunnen kleiplaatjes hun samenhang verliezen (peptiseren, deflocculeren), waardoor ongebonden lutumdeeltjes in het aangetrokken water worden meegevoerd. Dit gebeurt o.a. tijdens verzoeting van een tevoren zout of brak grondwater bevattend watervoerend pakket (Brown & Signor, 1974; Golden-berg, 1985; Faure et al., 1996).

Een dergelijke situatie kan zich ook voordoen als de productie van een gedeelte-lijk verzilte winning wordt verminderd om de oprukkende verzilting te vertra-gen. Verder kan er bij een winning in de nabijheid van het zoet-zout-grensvlak zowel van verzoeting van de van oorsprong zoute lagen als verzilting sprake zijn. Dit is afhankelijk van de geohydrologische opbouw van de ondergrond in relatie tot het onttrekkingspatroon.

Een ander scenario wordt geboden door ondiep toestromend, licht zuur grondwa-ter, dat zowel een lagere EGV als SAR vertoont ten opzichte van het verdrongen mineraalrijkere Ca(HCO3)2-water (Stuyfzand, mond. meded.).


68 69

b. pH is duidelijk verlaagd (NO3 en/of SO4 dikwijls sterk verhoogd): klei , alumini-um-, ijzer- en kwartsdeeljes kunnen mobiel worden. Er bestaat n.l. kans op pep-tisatie van kleideeljes wanneer de pH daalt van ca 7 tot 5, doordat geadsorbeerde Ca2+-ionen dan vervangen worden door eenwaardige ionen, vooral H+ en Na+-io-nen. Dit gevaar neemt af bij verdere pH-daling, omdat dan Al3+-ionen belangrijk worden en deze de klei-mineralen doen flocculeren. Maar, bij lagere pH (<5) kunnen de processen cheluviatie en chilluviatie belangrijk worden (Mohr et al., 1972). Daarbij worden Fe en Al-ionen eerst gemobiliseerd door complexering aan opgeloste organische verbindingen (cheluviatie) en vervolgens stroomafwaarts geimmobiliseerd (chilluviatie) door verbreking van de complexverbinding, b.v. door oxidatie van de organische complexvormer. Na die ontkoppeling kunnen colloidale deeltjes ontstaan die stroomafwaarts ergens ingevangen worden en tot verstopping van de bodem leiden. Tenslotte, wanneer lokaal kalkcement, dat deeltjes verkit, oplost ter plaatse van een zuurfront, dan worden de ontkitte deeltjes mobiel, met alle verstoppingsgevaar van dien.:

2. Mengen van twee watersoorten in de omgeving van de putc. Methaan met zuurstof (mogelijk ook de menging van methaan met nitraat of

zelfs sulfaat; reactiekinetiek echter mogelijk te traag); er kan een biofilm ont-staan waar kleine deeltjes in worden afgevangen. De oxidatie van methaan door zuurstof verloopt in de praktijk inderdaad behoorlijk snel, en in snelfilters kan men last krijgen van de resulterende biomassa (Reijnen, 1994). De oxidatie van methaan door sulfaat verloopt aanzienlijk trager (Appelo & Postma, 2005), zodat het de vraag is of deze reactie wel speelt in de omgeving van pompputten. Als het optreedt kan er kalk of ijzersulfide neerslaan, hetgeen bijdraagt aan putver-stopping (Stuyfzand et al., 1994).

d. lage met hoge pH. Metalen gaan bij lage pH in oplossing (mangaan, aluminium, ijzer-III) en slaan bij hogere pH in de directe omgeving van het filter weer neer. De pH-verhoging komt doorgaans door menging met goed gebufferd, relatief oud en kwalitatief goed grondwater.

e. Kalk-koolzuur evenwicht. Kalkrijk water wordt aangetrokken en slaat in de omgeving van de put op de bodemdeeltjes neer als gevolg van een andere pH of bicarbonaatconcentratie (zie boven)

Zowel situatie d als e leidt tot verruwing van de korrelwand en tot vernauwing van de poriën, waardoor meegevoerde deeltjes eerder tot verstopping leiden.

Aanvullend aan de waterkwaliteitanalyse kunnen eventueel meegevoerde deel-tjes geanalyseerd worden, zodat bewezen wordt dat een van de bovenomschreven processen is opgetreden. Een deel van de deeltjes moet dan wel de boorgatwand kunnen passeren.

3. Kortsluiting en zwerfstromen in een gelaagd waterwinpakketIndien filters in één winpakket op verschillende dieptes zijn geplaatst, waarbij van een zekere gelaagdheid sprake is (kv < kh) of waarin duidelijk slechtdoorlatende laagjes voorkomen, zal een kortsluitstroom optreden in een put als deze niet in bedrijf is en over het gehele winpakket geplaatst is. Bevatten de lagen deeltjes, die de omstorting op de ene plaats passeren, doch op een andere plaats verstoppen, dan kan deze put door deeltjes verstoppen indien deze niet frequent wordt gebruikt. Over het algemeen zal dit wel meevallen indien er voldoende met de put wordt geschakeld.

Indien echter de waterkwaliteit binnen het waterwinpakket verschillend is, zou hierdoor een serieuze verstopping kunnen ontstaan, zowel in de niet in bedrijf zij-nde put als in putten die wel in bedrijf zijn (ervaring WML, put Ospel PP 6).

Deze opsomming zal niet compleet zijn, doch geeft de meest voorkomende combi-naties aan.

Literatuur

Appelo, C.A.J. & D. Postma 2005. Geochemistry, groundwater and pollution. A.A. Balkema, Leiden, 649p.

Brown, R.F. & D.C. Signor 1974. Artificial recharge – state of the art. Ground Water 12, 152-160.

Fauré, M.H., M. Sardin & P. Vitorge 1996. Transport of clay particles and radioelements in a salinity gradient: experiments and simulations. J. Contam. Hydrol. 21, 255-267.

Goldenberg, L.C. 1985. Decrease of hydraulic conductivity in sand at the interface between seawater and dilute clay suspensions. J. Hydrol. 78, 183-199.

Mohr, E.C.J., F.A. van Baren & J. van Schuylenborgh. 1972. Tropical soils; a comprehensive study of their genesis. 3rd revised and enlarged edition, Mouton-Ichtiar Baru-van Hoeve, 467p.

Reijnen, G.K. 1994. Behandeling van methaanhoudend grondwater. Kiwa-Meded 123

Richards, L.A. (ed) 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Agriculture Handbook No. 60, US Dept Agriculture, 159p.

Stuyfzand, P.J., F. Lüers & G.K. Reijnen 1994. Geohydrochemische aspecten van methaan in grondwater in Nederland. H2O 27, 500-510.



Richtlijnen


van pompputten

V

oo

rkom

en en

verwijd

eren van

pu

tverstop

pin

g R

ichtlijn

en

KIWA-boekomslag-richtl.-druk3.0.indd 2-3 08-03-2006 17:25:26

richtlijnenboek voor pompputten

Documents