Warme drukte in de ondergrond

Het drinkwater warmt op

De energietransitie staat voor de deur, Nederland moet gasloos  worden, en dat heeft ook effect op de drinkwatersector. Er komen alternatieven voor warmtelevering, zoals warmtenetten. Zeker in de stad, waar niet iedereen zijn eigen warmte kan opwekken, is dit nodig. Grondroering bij de verwijdering van gasleidingen, de aanleg van warmtenetten en zwaardere elektriciteitskabels leidt tot meer kans op storingen in drinkwaterleidingen. Een tweede potentieel probleem is dat warmtenetten en elektriciteitskabels warmte afgeven aan de ondergrond, waardoor ook het drinkwater opwarmt. Dit zogenaamde ‘ urban heat island’- effect is al een tijdje bekend, maar treft ook de ondiepe ondergrond: daar waar de leidingen liggen. In een stedelijke omgeving met veel antropogene bronnen is de bodem warmer dan in een landelijke omgeving. Dat heeft ook effect op de drinkwatertemperatuur en daarmee op de waterkwaliteit. De grootste effecten van de klimaatverandering laten nog wel flink wat jaren op zich wachten, maar een leidingnet heeft een lange levensduur. Het vervangen van leidingen biedt kansen om het leidingnet te verbeteren door onder andere nu al rekening te houden met de klimaatverandering.

Opwarming beperken

Het collectieve onderzoek voor de drinkwaterbedrijven  heeft al behoorlijk veel inzicht opgeleverd in de opwarming van drinkwater. We weten dat de bodemtemperatuur rondom de distributieleidingen (de leidingen in de wijken met een diameter van ca. 60 – 200 mm op ca. 1 meter diepte) een grote invloed hebben op de drinkwatertemperatuur aan de kraan. Een veel grotere invloed zelfs dan de temperatuur van de drinkwaterbron. We weten hoe weersomstandigheden (luchttemperatuur, directe zonnestraling, wind, et cetera) de temperatuur van de bodem beïnvloeden. Dat geldt ook voor de bodembedekking (tegels of begroeiing), voor de bodemsoort en de bodemvochtigheid, en voor de soort  externe boven- en ondergrondse bronnen. In een TKI Watertechnologie-project  bepalen  KWR, Deltares, de drinkwaterbedrijven en energiebedrijven de komende tijd specifiek hoe groot de afstand minimaal moet zijn tussen warmteleidingen en elektriciteitskabels enerzijds en drinkwaterleidingen anderzijds om de opwarming van het drinkwater door deze warmtebronnen te beperken. Binnen het onderzoek voor de duinwaterbedrijven  onderzoeken  KWR en de Randstedelijke duinwaterbedrijven in 2018 op welke manier we de weersinvloeden als warmtebron kunnen beperken. Bijvoorbeeld  door leidingen in de schaduw of onder gras aan te leggen, in plaats van in de volle zon onder tegels.

Klimaatstress in beeld

Ondanks de energietransitie is de verwachte klimaatverandering helaas slechts beperkt te stuiten, daar moeten we dus op voorbereid zijn. Op Prinsjesdag is bekendgemaakt dat alle gemeenten een klimaatstresstest  moeten uitvoeren volgens het jaarlijkse programma van de Deltacommissaris. Het model dat KWR heeft ontwikkeld voor de temperatuur in de stedelijke ondiepe ondergrond is daarom ook interessant voor gemeenten. Opwarming van de bodem, ondergrondse klimaatstress, heeft namelijk ook gevolgen voor de ecologie, grondwaterstand, en daarmee voor de fundering van bebouwing. Samen met Sweco  gaat KWR onderzoeken  hoe we de ondergrondse klimaatstress op voldoende detailniveau in beeld kunnen brengen. Dit biedt kansen om meer dan alleen de water-op-straat-problematiek van klimaatverandering aan te pakken; het garandeert bijvoorbeeld ook de drinkwaterlevering op de lange termijn.

Gondwana helpt oplossing bereiken

In het collectieve onderzoek voor de waterbedrijven hebben we de afgelopen jaren gewerkt aan het ontwerp van streefstructuren : een model voor een optimale inrichting van het ondergrondse leidingnet, waar waterbedrijven in stappen naartoe kunnen werken. De vervanging van oude leidingen biedt een mooie kans om het leidingnet te verbeteren. Een optimaal leidingnet presteert goed op het vlak van leveringscontinuïteit, waterkwaliteit en druk, en dat onder allerlei (toekomstige) omstandigheden. Het ontwerp van zo’n leidingnet is niet vanzelfsprekend en de ondersteuning van het ontwerp met optimalisatiesoftware is gewenst. Daarom  heeft KWR het softwareplatform  ontwikkeld, dat wordt ingezet om streefstructuren te ontwikkelen voor verscheidene drinkwaterbedrijven. Daarbij houden we rekening  met verschillende watervraagscenario’s, leveringszekerheidsscenario’s en vervangingsstrategieën. Door een koppeling van het bodemtemperatuurmodel en allerhande geo-informatie aan Gondwana kunnen we tijdens het ontwerp van een net ook streven naar een zo beperkt mogelijke opwarming van het drinkwater door de leidinglocatie slim te kiezen. Ook kunnen we Gondwana  inzetten om het optimale ontwerp van warmtenetten te bepalen. Wanneer de ontwerpen van warmtenetten en drinkwaternetten ook nog rekening kunnen houden met elkaars ligging zou dat helemaal mooi zijn. Niet alleen de verschillende thema’s, maar ook de verschillende partijen in de ondergrond komen hier dus bij elkaar.