Hydrostatische drukmetingen geven inzicht in grondwatersysteem
Het meten van de grondwaterstanden is geen nieuwigheid. De VMM voert al langdurig systematische metingen uit en dat op ongeveer 900 peilbuizen. Op basis van de grondwaterstanden in de bovenste, freatische lagen wordt daarenboven al sinds 2011 een maandelijkse grondwaterstandsindicator gepubliceerd. “Op elk meetpunt wordt in principe één manuele meting per maand gedaan”, vertelt Tijs Van Loon, één van de in totaal vier VMM-medewerkers verantwoordelijk voor het uitvoeren van de metingen. “Dat gebeurt aan de hand van een meetlint met aan het einde een elektrode. Van zodra de elektrode in contact komt met water, hoor je een geluidssignaal en kan je op het meetlint aflezen hoe diep het grondwater precies staat.”
Het belang van hoogfrequente data
Met een centimeterprecisie ontbrak het de manuele metingen volgens Van Loon nooit aan nauwkeurigheid; de lacune zat hem vooral in de frequentie. Zeker bij freatische lagen, die sterk beïnvloed worden door onder andere regenval en verdamping, geven maandelijkse metingen een onvolledig beeld. “Kijk maar naar de grafiek van meetput 1-1110B F1 in Puurs-Sint-Amands”, illustreert Van Loon. “Mocht je alleen de maandelijkse, manuele metingen bekijken, dan lijkt het alsof het grondwater doorheen de winter mooi aangevuld werd, om dan in de lente plots weer te dalen. Door de hoogfrequente sensormetingen - samen met VEGA en studiebureau IMDC werd de meetfrequentie van de sensoren op de meeste locaties op vier uur gelegd - weten we echter dat er doorheen de winter continu pieken en dalen zijn, en dat het grondwaterpeil in droge periodes telkens opnieuw daalt. De sterke daling in de lente is dan veel beter te verklaren.”
Ook onregelmatigheden, zoals een plotse daling in de grondwaterstand ten gevolge van een grote afname, kunnen dankzij de hoogfrequente metingen beter geïdentificeerd worden, zodat afwijkende metingen meteen van de nodige context voorzien worden. “Uiteindelijk krijgt VMM een veel beter zicht op hoe het grondwatersysteem precies werkt”, aldus Jan Claus van IMDC. “En dat betekent dat men ook beter geïnformeerde beslissingen kan nemen over waar er welke maatregelen nodig zijn en, op termijn, kan nagaan wat de effecten daarvan zijn.”
Uniforme oplossing
Het was IMDC dat in 2022 aangesteld werd om de automatisering van het primair meetnet in goede banen te leiden. Claus: “Globaal moest er een oplossing komen voor ruim 700 peilbuizen, verdeeld over meer dan 400 meetputten. Daarbij moesten we rekening houden met verschillende dieptes, verschillende afmetingen in peilbuizen en beschermkokers, alsook met diverse grondwaterschommelingen en zoutgehaltes. Een bijkomende eis was dat de oplossing gecertificeerd moest zijn voor gebruik in drinkwatertoepassingen.”
In samenwerking met Io-Things zocht IMDC hiervoor naar een uniforme oplossing. Er werd een modulair ophangsysteem ontworpen om sensoren in de filters te plaatsen, terwijl zij via een communicatiekabel op een speciaal voor dit project ontworpen compacte en energiezuinige communicatiemodule werden aangesloten. De zoektocht naar een betrouwbare en robuuste sensor bracht IMDC dan weer bij de VEGAWELL 52 hydrostatische drukopnemer van VEGA. Met een diameter van 32 mm, een CERTEC® keramische meetcel en uitvoering in duplex past de sensor namelijk perfect in elke peilbuis en kan ze zowel in zoet als brak of zelfs zout water toegepast worden. Daarenboven is de keramische meetcel niet gevoelig voor schade ten gevolge van eventuele verontreinigingen in het grondwater. “Nog een sterkte van de VEGAWELL 52 sensoren is de kevlar ophangdraad”, vertelt Kris Voet van VEGA. “Sommige meetputten zijn zodanig diep dat de sensoren aan meer dan 100 m kabel hangen. Dan spreek je toch van een aardig gewicht. Dankzij de kevlar ophangdraad moest daarvoor geen externe kabel meer toegevoegd worden.”
In functie van de locatie en de historische grondwaterschommelingen werden er sensoren met een meetbereik van 4, 10 of 25 m geplaatst. Voet: “Dat stemt overeen met een nauwkeurigheid van, respectievelijk, 0,8 cm, 2 cm of 5 cm. Om niet voor elke meting een aparte luchtdrukcompensatie te moeten doen, werd gekozen voor drukopnemers met interne drukcompensatie. Daarbij wordt de achterkant van het drukmembraan via een capillair in verbinding gesteld met de atmosferische druk."
Elkaar versterken
De precieze meetfrequentie werd door VMM, VEGA en IMDC afgestemd op het grondwatersysteem enerzijds en energie-efficiëntie anderzijds. Claus: “In de meeste putten wordt de grondwaterstand om de vier uur gemeten en geregistreerd. Op die manier gaat de batterij van de communicatiemodule drie à vier jaar mee. Bij locaties waar de grondwaterpeilen dynamisch verlopen, zoals bijvoorbeeld bij getijwerking - langs de kust, de Schelde, … - ligt de meetfrequentie hoger.”
Een belangrijke kanttekening is evenwel dat de hoogfrequente, automatische metingen geen absolute vervanging zijn van de manuele controles. “De toestellen worden nog steeds op basis van onze manuele metingen gekalibreerd en gevalideerd”, vertelt Van Loon. “Bij elke controle trigger ik eerst een automatische meting en voer ik vervolgens een meting uit volgens de klassieke methode. Zo kunnen we eventuele problemen ook tijdig vaststellen.”
Bij de eerste ingebruikname van de sensoren gebeurt zo’n manuele validatie in principe nog maandelijks; naarmate een sensor langer in dienst is, wordt de frequentie afgebouwd. “Gaandeweg moeten we dankzij de VEGA sensoren dus steeds minder tijd investeren in de metingen en kunnen we ons meer focussen op het onderhoud en het aanpakken van technische problemen in zowel deze meetputten als ons freatisch meetnet. Daar zien we nu al een eerste opwaardering.”
Tekst en foto's Elise Noyez
Meer bewustwording
De automatisatie van het grondwatermeetnet kwam tot stand met Europese middelen van de Blue Deal en ondersteuning van De Vlaamse Veerkracht. De meetdata staan niet alleen ter beschikking van de VMM, maar zijn via Databank Ondergrond Vlaanderen tevens volledig publiek toegankelijk. “Voor veel burgers en bedrijven is de grondwaterstand nog relatief abstract”, ondervindt Van Loon. “Dat merk je bijvoorbeeld aan de reacties wanneer het net veel geregend heeft en het persbericht van de grondwaterstandsindicator toch over lage grondwaterstanden spreekt. In dat opzicht kunnen de extra data van de automatische metingen zeker bijdragen aan een groter bewustzijn. Ze tonen immers zwart op wit hoe we er op elk moment voor staan.”
