Nieuws

Nieuws

Promotieonderzoek Jan van Lopik

Optimalisatie grondwaterputten vergroot efficiëntie retourbemaling en energieopslag

Op 20 januari verdedigde KWR-onderzoeker Jan van Lopik met succes zijn proefschrift, getiteld: ‘Ontwerp van infiltratie- en onttrekkingsputsystemen in heterogene grondwaterpakketten’, aan de Universiteit Utrecht. Zijn promotiewerk richt zich in het bijzonder op de optimalisatie van het ontwerp van grondwaterputten, met als doel de efficiëntie van ondergrondse toepassingen zoals bemalingen en hoge temperatuur warmteopslag te vergroten. Daarmee kunnen zowel energie als kosten worden bespaard. Promotor van dit onderzoek was prof.dr. Ruud Schotting van de Environmental Hydrogeology groep, samen met copromotoren dr. Amir Raoof (UU) en KWR-collega dr. Niels Hartog.

Stromingsgedrag onvolkomen putten

Om zo efficiënt mogelijk te kunnen bemalen, is een minimale invloed op het hydraulisch veld bij retourinjectie essentieel. Steeds vaker worden hiervoor Fast High Volume Infiltration (FHVI) putten gebruikt; onvolkomen putfilters met een zeer beperkte filterlengte. In zijn onderzoek vergeleek KWR-onderzoeker Jan van Lopik het stromingsgedrag rond een FHVI put met dat rond een volkomen put in hetzelfde grondwaterpakket. Dit gebeurde met uitgebreide veldproefen (met injectie van zowel bromide als warmte tracers) en ook met modelsimulaties. Daarnaast werd met kolomexperimenten in kaart gebracht welke invloed in dergelijke putten de niet-lineaire stroming heeft. Als gevolg van de stroomsnelheid van het grondwater kan hier turbulente stroming optreden en is daarom de wet van Darcy niet toepasbaar.

Foto en schematische weergave van veldproef stromingsveld rond FHVI

Foto en schematische weergave van veldproef stromingsveld rond FHVI

Optimalisatie terugwinrendement

Ook is onderzocht of met meerdere onvolkomen infiltratie- en onttrekkingsputfilters in één boorgat het terugwinrendement van thermische energie in hoge temperatuur opslag (HTO) systemen kan worden verhoogd. Gebruikmakend van numerieke simulaties in de SEAWAT code voor MODFLOW werd in zo’n situatie gekeken naar de mogelijkheid om dichtheids-gedreven afdrijving van het geïnfiltreerde warme water tegen te gaan. Het onderzoek toonde aan dat grote winst in terugwinefficiëntie mogelijk is, als bij het ontwerpen van het putsysteem gebruik wordt gemaakt van een goede karakterisatie van de variabiliteit in de verticale doorlatendheid van de bodem.

Dr. Jan van Lopik ontvangt de doctoraatsbul uit handen van promotor aan de UU, prof.dr. Ruud Schotting

Dr. Jan van Lopik ontvangt de doctoraatsbul uit handen van promotor aan de UU, prof.dr. Ruud Schotting