Aanpassing van het grondwaterbeheer

Grondwater is een essentiële zoetwaterbron en is goed voor ongeveer een derde van het totale beschikbare water in de wereld. Grondwatervoorraden worden echter in een alarmerend en onhoudbaar tempo snel opgebruikt. Verminderde neerslag en binnendringen van zeezoutwater in combinatie met overexploitatie van grondwater hebben directe gevolgen voor het opladen, lozen, opslaan en biogeochemische kenmerken van watervoerende lagen. De klimaatverandering en de daarmee samenhangende stijging van de zeespiegel zullen deze effecten naar verwachting verder versterken, maar deze kunnen nauwelijks worden gekwantificeerd als gevolg van onzekerheid in klimaatprognoses en de reactie van het lokale hydrologische systeem op klimaatvariabiliteit.

Deze omstandigheden nopen ertoe menselijke activiteiten te verzoenen met het behoud en het duurzame beheer van grondwatervoorraden. Aan de ene kant is het belangrijk om het behoud van grondwaterreservoirs te verbeteren, het watergebruik te beperken en eerst het hergebruik van water te optimaliseren. Dit wordt nagestreefd door middel van een geïntegreerde aanpak van het waterbeheer, waarbij ook rekening wordt gehouden met andere zoetwaterbronnen. In aanvulling hierop groeit de beschikbaarheid van technieken die bedoeld zijn om de natuurlijke infiltratiecapaciteit van zoet water in de watervoerende laag te herstellen en zelfs te vergroten, waaronder het opvangen van regenwater (opvang en opslag van regenwater dat anders verloren gaat als gevolg van afvloeiing) en het gebruik van perifere bestrating.

Deze oplossingen alleen zijn misschien niet voldoende om aquifers te herstellen die intense druk en overexploitatie ervaren. Andere lokale oplossingen die gericht zijn op het opladen van watervoerende lagen kunnen daarom worden geïmplementeerd om het hoofd te bieden aan een uitdagend probleem in verband met droogte en waterschaarste. In tijden van overvloedig water (d.w.z. regenachtige periodes) kan extra water uit een rivier (of andere bron) worden gehaald en vervolgens worden geïnjecteerd en opgeslagen in een watervoerende laag in een aangewezen gebied. Op deze manier kan water worden gebruikt om de grondwaterbalans te herstellen en later voor de watervoorziening. In de afgelopen twee eeuwen is Managed Aquifer Recharge (MAR) wereldwijd succesvol geïmplementeerd voor verschillende doeleinden: de natuurlijke opslag te verbeteren; waterkwaliteitsbeheer; fysieke behandeling van de watervoerende laag; beheer van waterdistributiesystemen en ecologische voordelen. MAR wordt met succes gebruikt in Europa (bv. Duitsland, Nederland, Frankrijk, Finland, Zweden, Spanje, enz.), de VS, Zuid-Afrika, India, China, Australië en het Midden-Oosten. Momenteel zijn ongeveer 1200 casestudy’s uit meer dan 50 landen uitgevoerd (MAR-inventarisatieportaal).

De watervoerende laag kan worden opgeladen door hetzij rechtstreeks oppervlaktewater via putten in het grondwatersysteem te injecteren, hetzij indirect door vulbassins te vullen waardoor oppervlaktewater langzaam naar beneden kan sijpelen in de grondwatertabel hieronder. Indirecte aanvulling kan worden gecombineerd met maatregelen ter verbetering van de natuurlijke infiltratiecapaciteit, zoals in het geval van het gebruik van beboste gebieden. Over het algemeen zijn indirecte waterinfiltratietechnieken goed geschikt voor niet-beperkte aquifers, terwijl directe injectietechnieken meer geschikt zijn voor diepere, beperkte aquifers. De meest voorkomende soorten MAR in Europa zijn geïnduceerde bankfiltratie (directe methode) en oppervlakteverspreidingsmethoden (indirecte methode), gelegen in centrale en noordelijke landen waar grote meerjarige rivieren en meren bestaan. Deze systemen zijn meestal ontworpen voor huishoudelijk eindgebruik (drinkwatervoorziening), maar onlangs zijn ze ook overwogen om de gevolgen van binnendringen van zout water te beperken of om de ondergrondse waterbalans te herstellen die in gevaar is gekomen door overmatige onttrekking.

Water voor het opladen van watervoerende lagen kan ook uit tertiaire waterzuiveringsinstallaties worden gehaald. Mechanische en chemische processen die optreden wanneer water percolaat in de grond en de bijbehorende aanzienlijke reis- en verblijftijd worden gebruikt als effectieve filtermechanismen om ervoor te zorgen dat water de vereiste kwaliteit heeft. Toezicht is hoe dan ook vereist om de naleving van normatieve normen te beoordelen.

Er zijn geen grote infrastructuurinvesteringen nodig voor de MAR. Het bestaan van een grondwaterlichaam is echter een voorwaarde en er moet een aanzienlijk open landoppervlak beschikbaar zijn om waterinfiltratie in de bodem en aanvulling van het grondwater mogelijk te maken. Een dergelijk gebied moet hydrologisch verbonden zijn met de watervoerende laag die moet worden opgeladen. Grondwateraanvulling heeft het voordeel dat het een continue grondwaterstroom langs de natuurlijke stromingspaden ondersteunt, een verhoogde winning van grondwater op reeds bestaande locaties mogelijk maakt, een hoger grondwaterniveau handhaaft dat verschillende doeleinden kan dienen (bv. landbouw) en ecosysteemfuncties ondersteunt, en het binnendringen van zout water op locaties dicht bij de zee kan voorkomen. In vergelijking met andere methoden die worden gebruikt om water op het landoppervlak op te slaan, maakt het bijvullen van grondwater het mogelijk verliezen als gevolg van verdamping te voorkomen, wat met name relevant is in warme en droge klimaten.