Expertise

Een duurzame zoetwaterwatervoorziening voor alle sectoren

Ecohydrologie

Wat is de invloed van klimaatverandering, nutriënten en water- en terreinbeheer op de biodiversiteit en grondwateraanvulling? En welke effecten hebben herstelmaatregelen hierop? Dit bestudeert KWR door ecohydrologisch onderzoek, waarmee we bijdragen aan het behalen van natuurdoelstellingen en aan een duurzame zoetwaterwatervoorziening voor alle sectoren. Door slimme maatregelen in het veld, zoals sub-irrigatie, hergebruik van (industrieel) effluent, peilgestuurde drainage en het sturen van de waterbalans door middel van gericht vegetatiebeheer, vergroten we de zelfvoorzienendheid van gebieden. Specifiek voor de stedelijke omgeving kijken we naar ‘blauwgroene’ oplossingen om de gevolgen van klimaatverandering en verstedelijking tegen te gaan.

Grondwaterkwaliteit en –bescherming

Een effectieve en betrouwbare drinkwatervoorziening vereist de beschikbaarheid van voldoende grondwater met een continue goede kwaliteit. De kwaliteit van grond- en oppervlaktewater staat echter onder toenemende druk. Tegenwoordig vormen nitraat, bestrijdingsmiddelen, oude bodemverontreinigingen en opkomende stoffen al knelpunten voor veel grondwaterwinningen. Grondwatermeetnetten geven aan dat deze knelpunten voorlopig aanhouden. Daarnaast geven de aanhoudende aanwas van (nieuwe) opkomende stoffen, klimaatverandering en demografische ontwikkelingen reden tot zorg over de toekomstige grondwaterkwaliteit. Daar komt bij dat de toenemende vraag naar ruimte voor de energietransitie en klimaatadaptatie alternatieve winlocaties dreigen uit te putten. Grondwaterbescherming biedt diverse instrumenten en oplossingen om ongewenste kwaliteitsinvloeden op grondwater te voorkomen en functiecombinaties met drinkwater mogelijk te maken. KWR voert beleidsonderbouwend onderzoek uit voor een inhoudelijke onderbouwing van grondwaterbescherming en het adresseren van knelpunten. Daarnaast ontwikkelen we eigentijdse beschermingsmethoden die uitgaan van synergie tussen functies (zoals natuur, waterconservering en emissiearme landbouw) of nieuwe vormen van risicobeheersing die bijvoorbeeld zijn geënt op interventie in plaats van preventie. Tot slot ontwikkelen we ook praktisch hanteerbare methoden voor risicobeoordeling, zoals REFLECT en TRANSATOMIC en diverse tracertechnieken.

Loon Arnaut van Arnaut van Loon
Expert Grondwaterkwaliteit en –bescherming

Waterbeheer in het landelijk gebied

De zoetwatervoorziening op de lange termijn staat onder druk. Naast wateroverlast door intensieve neerslag wordt ons land meer en meer geconfronteerd met droogteschade aan landbouw en natuur. Daarnaast neemt de druk op waterbeschikbaarheid voor andere toepassingen, zoals de productie van drinkwater, toe. Vanwege deze problematiek werkt KWR aan kennisontwikkeling en oplossingen om de toekomstige zoetwatervoorraad, bodem- en (grond)waterkwaliteit en natuur (biodiversiteit) te waarborgen. We voeren onderzoek uit naar een (grond)waterbeheer waarbij verschillende bronnen van water (neerslag, oppervlaktewater, grondwater, maar ook alternatieve bronnen als gezuiverd restwater) efficiënt en verantwoord worden benut en grondwater actief wordt aangevuld. Een voorbeeld van een programma waarin we hier invulling aan geven is WiCE – Zuinig met Zoet, dat vormgeeft aan circulaire, adaptieve en cross-sectorale maatregelen voor een robuuste zoetwatervoorziening. Binnen het kennis- en onderzoeksprogramma Lumbricus werken we met twintig partners intensief samen aan een klimaatrobuust bodem- en watersysteem op de hoge zandgronden in Oost- en Zuid-Nederland. Concreet betekent dit de ontwikkeling van innovatieve drainage/infiltratiesystemen, om water zoveel mogelijk vast te houden en grondwater actief aan te vullen, continu anticiperend op toekomstige ontwikkelingen van het weer. Daarnaast werken we in pilots aan hergebruik van gezuiverd restwater voor de zoetwatervoorziening. Door restwater niet ongebruikt af te voeren, maar te benutten voor droogtebestrijding, kunnen watertekorten worden verminderd. Dit onderzoek brengt verschillende expertises binnen KWR samen om zowel de kansen als risico’s van hergebruik van effluent te kwantificeren. Een voorbeeld van een toepassing is Brouwerij Bavaria, dat samen met agrariërs en waterbeheerders het gezuiverde restwater (effluent) inzet om het watertekort in de landbouw te verminderen. Daarnaast verkennen we met De Waterfabriek kansen voor de inzet van vergaand gezuiverd restwater voor andere sectoren, om zo de druk op het grondwater te verminderen.

Bartholomeus Ruud Ruud Bartholomeus
Expert Waterbeheer in landelijk gebied

Ecologisch beheer & herstel

Door intensief landgebruik, grootschalige vervuiling en klimaatverandering staan natuur en biodiversiteit sterk onder druk. Om met beheer, herstel en ontwikkelen van natuur doelgericht te kunnen ingrijpen, moet bekend zijn hoe waterhuishouding, hydro- en geochemie op elkaar inwerken en hoe ecosystemen functioneren. Daarom ontwikkelt KWR kennis over effectieve beheer- en herstelmaatregelen in een brede range van ecosystemen. We doen dit op basis van empirisch onderzoek, monitoring, modellering en in nauwe samenwerking met de beheerpraktijk. Daarbij kijken we naar de invloed van ingrepen in de waterhuishouding, veranderingen in waterkwaliteit en lokale beheermaatregelen. Met hydro-ecologische systeemanalyse ontrafelen we complexe vraagstukken over het functioneren van natuurgebieden en over de mogelijkheden voor herstel en functiecombinaties met andere vormen van landgebruik. Ook doen we onderzoek naar de invloed van klimaatverandering en atmosferische stikstofdepositie op ecosystemen. Daarnaast analyseren we de effectiviteit van maatregelen die worden genomen in natuurgebieden om de negatieve ecosysteemeffecten van een hoge stikstofdepositie te verminderen.

Aggenbach Camiel Camiel Aggenbach
Expert Ecologisch beheer & herstel

Stedelijke ecohydrologie

Zowel wateroverlast als hittestress zijn wereldwijd een groeiend probleem in de stedelijke omgeving. Regenbuien worden frequenter en heftiger, terwijl door verdichtende stedelijke gebieden het infiltrerend oppervlak afneemt. Meer oppervlakkige afstroming van het water en overbelasting van het regenwater- en/of oppervlaktewaterafvoersysteem zijn het gevolg. Door het veranderende klimaat neemt ook de kans op hittegolven en hiermee gepaard gaande hittestress toe, met negatieve gevolgen voor gezondheid en arbeidsproductiviteit en hoger energieverbruik voor koeling. Tegelijkertijd is door de snelle afvoer in droge perioden te weinig water beschikbaar voor verdampend stedelijk groen, en kunnen grondwaterstanden ver uitzakken. Dit heeft mogelijk negatieve consequenties voor bebouwing en infrastructuur. Door onderzoek naar stedelijk groen biedt KWR oplossingen voor bovengenoemde problemen. Hierbij focussen we ons op het anders inrichten van steden, met meer oog voor het opvangen en vasthouden van neerslagoverschotten en het weer beschikbaar maken van dit water in tijden van tekort. Ruimte in steden is echter schaars; dit vraagt om maatwerk waarbij slimme watertechnologie gecombineerd wordt met stedelijk groen en het waar mogelijk efficiënt benutten van de ondergrond. Een voorbeeld zijn innovatieve blauwgroene daken zoals project Smartroof 2.0, waarbij daken worden ontwikkeld die voor optimale verdamping – en dus verkoeling – zorgen. Een andere toepassing zijn de innovatieve sportvelden binnen het project CitySports, waarbij kunstgras is ontwikkeld dat water kan vasthouden wat beschikbaar blijft voor verdamping. Ook zorgt ons onderzoek voor een verkenning van de mogelijke inzet van groenzones voor het voorzuiveren van te infiltreren afstromend hemelwater. Diepere watervoerende lagen kunnen hierin gebruikt worden voor infiltratie, opslag en winning van hemelwater, waardoor wateroverlast wordt tegengegaan en de watervoorziening in de stad verbetert.

Cirkel Gijsbert Gijsbert Cirkel
Expert Stedelijke ecohydrologie

 

Het werkveld van Ecohydrologie en Geohydrologie

Het werkveld van Ecohydrologie en Geohydrologie
1
2
3
4
5
6
7
8
9

1. Grondwaterkwaliteit en –bescherming

Een effectieve en betrouwbare drinkwatervoorziening vereist de beschikbaarheid van voldoende grondwater met een continue goede kwaliteit. De kwaliteit van grond- en oppervlaktewater staat echter onder toenemende druk. TegenwoDe zoetwatervoorziening op de lange termijn staat onder druk. Naast wateroverlast door intensieve neerslag wordt ons land meer en meer geconfronteerd met droogteschade aan landbouw en natuur. Daarnaast neemt de druk op waterbeschikbaarheid voor andere toepassingen, zoals de productie van drinkwater, toe.ordig vormen nitraat, bestrijdingsmiddelen, oude bodemverontreinigingen en opkomende stoffen al knelpunten voor veel grondwaterwinningen.

2. Waterbeheer in het landelijk gebied

De zoetwatervoorziening op de lange termijn staat onder druk. Naast wateroverlast door intensieve neerslag wordt ons land meer en meer geconfronteerd met droogteschade aan landbouw en natuur. Daarnaast neemt de druk op waterbeschikbaarheid voor andere toepassingen, zoals de productie van drinkwater, toe.

3. Ecologisch beheer & herstel

Door intensief landgebruik, grootschalige vervuiling en klimaatverandering staan natuur en biodiversiteit sterk onder druk. Om met beheer, herstel en ontwikkelen van natuur doelgericht te kunnen ingrijpen, moet bekend zijn hoe waterhuishouding, hydro- en geochemie op elkaar inwerken en hoe ecosystemen functioneren. Daarom ontwikkelt KWR kennis over effectieve beheer- en herstelmaatregelen in een brede range van ecosystemen.

4. Stedelijke ecohydrologie

Zowel wateroverlast als hittestress zijn wereldwijd een groeiend probleem in de stedelijke omgeving. Regenbuien worden frequenter en heftiger, terwijl door verdichtende stedelijke gebieden het infiltrerend oppervlak afneemt. Meer oppervlakkige afstroming van het water en overbelasting van het regenwater- en/of oppervlaktewaterafvoersysteem zijn het gevolg.

5. Putmanagement en –technologie

Steeds vaker en intensiever wordt de ondergrond benut voor opslag en (terug)winning van water en thermische energie. Voor deze doeleinden vormen putten de toegangspoort naar de ondergrond. In nauwe samenwerking met boor-, water-, en energiebedrijven richten we ons op het ontwikkelen van veelzijdige, robuuste en betrouwbare putontwerpen die efficiënt en duurzaam gebruik van de ondergrond bevorderen.

Zie: Geohydrologie

6. Zoetwatervoorziening in kustgebieden

Stedelijke kustgebieden hebben last van een hoge druk op zoetwatervoorraden door verzilting, veroorzaakt door zeespiegelstijging, bodemdaling en overexploitatie van het beschikbare zoete grondwater. Maar voor landbouw, industrie en de drinkwaterproductie in die gebieden is het juist van levensbelang om altijd toegang te hebben tot voldoende zoetwater. Samen met installateurs, overheidsinstanties als waterschappen, en bijvoorbeeld tuinders, ontwikkelt KWR concepten om op lokale en regionale schaal zelfvoorzienend te zijn en voldoende zoetwater voorhanden te hebben, ook tijdens langdurige droogte.

Zie: Geohydrologie

7. Benutting van de ondergrond voor duurzame waterproductie

Verschillende oorzaken zorgen overal ter wereld voor onvoldoende toegang tot schoon (drink)water, bijvoorbeeld als gevolg van langdurige droogteperioden of door structurele overexploitatie van natuurlijk beschikbare watervoorraden. Naar verwachting zal de druk op schone watervoorraden door klimaatverandering, bevolkingsgroei en antropogene vervuiling alleen maar toenemen. In samenwerking met drinkwaterbedrijven ontwikkelt KWR kennis en technieken om de ondergrond duurzaam, voordelig en energie-efficiënt te benutten voor de productie van voldoende en schoon drinkwater.

Zie: Geohydrologie

8. Bodemenergie: ondergrondse opslag en productie van (geo)thermische energie

Wereldwijd worden doelen gesteld om het gebruik van fossiele brandstoffen en de gerelateerde uitstoot van broeikasgassen te reduceren. Grote winst valt te halen in de bebouwde omgeving, waar zo’n 40 procent van het totale energieverbruik bestaat uit het beheersen van de temperatuur, en dus uit het voldoen aan de warmte- en koudevraag. Daarom ontwikkelt en optimaliseert KWR technologieën waarmee de ondergrond op duurzame wijze wordt benut voor de opslag en (terug)winning van thermische energie.

Zie: Geohydrologie

9. Watersysteemanalyse

Zie: Geohydrologie