Wereldwaterdag: Wietse en Niels maakten een grondwaterkaart voor Enschede

Wietse (Technische Bedrijfskunde) en Niels (Bouwkunde) voerden hun Smart Solutions-opdracht uit voor het project Decentralized Urban Drinking Water Solutions Enschede, vertellen ze: “Dat richt zich op het ontwerpen van een decentraal water- en drinkwatersysteem, bestemd voor de Melkhal en aanliggende percelen. Bij dit systeem gaan we efficiënter om met het beschikbare water.” Al het drinkwater wordt daarbij geleverd door Vitens. Het bedrijf kijkt via dit soort samenwerkingsprojecten naar de mogelijkheden om lokale bronnen te benutten. Zo kan blijken dat projecten als de Melkhal, of andere wijken gebruik kunnen maken van een decentraal watersysteem. Bijvoorbeeld van huishoudwater voor het toilet, of van compleet gezuiverd water voor consumptie.

Toeleverancier van extra grondwater

Met hun projectgroep, die ook bestond uit Anna van Schaik (International Business), Sami Homsi (Civiele Techniek) en Henriek Boer (Biologie en Medisch Laboratoriumonderzoek) en die zich over meer deelopdrachten boog, deden Niels en Wietse specifiek onderzoek naar de grondwaterstanden in Enschede in de periode 2016-2020. “Om te bepalen welke gebieden voor zo’n systeem in aanmerking komen en dus als toeleverancier van extra grondwater kunnen dienen,” legt Wietse uit. “Voor uitbreiding is er simpelweg meer water nodig.”

Extreme droge en natte periodes

De grondwaterkaart laat in één oogopslag de grondwaterstand van Enschede zien,” vertelt Niels. “Bijvoorbeeld welke delen van Enschede een lage en hoge grondwaterstand hebben. Wij hebben de kaarten voor drie verschillende periodes gemaakt: een extreem natte periode, een extreem droge periode en een gemiddelde periode. Daarvoor hebben we tot vijf jaar teruggekeken, omdat een stad als Enschede constant verandert. Dat kan invloed hebben op de grondwaterstand.”

Klimaatadaptatie

Patrick Spijker was als projectleider Bodem, Water en Ondergrond vanuit de gemeente Enschede bij het onderzoek betrokken en ziet ook dat de grondwaterkaart een rol kan spelen bij klimaatadaptatie in de gemeente: “Enschede ligt op een stuwwal. De grond heeft verschillende lagen. Op de ene plek zijn die lagen beter doorlatend dan op een andere plek. Klimaatadaptie vraagt om goed inzicht in de grondwaterstanden in de gemeente. Je wilt droogte tegengaan, maar ook voorkomen dat mensen op een andere plek natte voeten krijgen. De top van de stuwwal ligt bij het Miro-terrein aan de Noord Esmarkerrondweg. Daar zit een waterscheiding. In Glanebrug is er bijvoorbeeld relatief veel grondwateroverlast, net als aan de westkant van Enschede.”

Textielindustrie

De grondwateroverlast, die sinds een aantal jaren toeneemt, heeft voor een belangrijk deel te maken met het afschalen van de textielindustrie. “Een grote wateronttrekker in de periode tussen 1890 en de jaren zestig en zeventig,” vertelt Patrick. “Toen dat stopte, kwam het grondwater in bepaalde gebieden hoger te staan. Ook op plekken waar naoorlogse woningen met hun kelders en kruipruimtes meer last van de hogere grondwaterstanden kregen. De gemeente heeft inmiddels een wettelijke zorgplicht. Daarbij zijn plannen opgesteld over hoe we het hemelwater, rioleringswater en grondwater in goede banen blijven leiden. We hebben in Enschede nu een grondwatermeetnet met peilbuizen.”

Dagelijkse millimeterneerslag Enschede

Hoe stelden de studenten hun grondwaterkaarten samen? Niels: “Met het programma ArcGIS Pro hebben we verschillende situaties rond de grondwaterstand in Enschede weergegeven. De periodes hebben we weten te achterhalen via het archief van de dagelijkse millimeterneerslag in Enschede. Dat wordt nauwkeurig bijgehouden door het KNMI-neerslagstation Enschede en gepresenteerd op de website van het KNMI. Door de data over 2016-2020 te analyseren en gestructureerd te verwerken, kregen we inzicht in wanneer het extreem droog, nat en gemiddeld was in Enschede.”

Decentraal watersysteem

Feitelijk leverde dat een verschil-kaart op, zo legt Patrick de Lange van het lectoraat International Water Technology uit. Eentje die door consequent kleurgebruik duidelijk het verschil in natte en droge periodes laat zien. Maar er was meer, vertelt hij: “De projectgroep heeft ook onderzocht welke bronnen in de buurt van de Melkhal liggen en van welke leidingen we gebruik kunnen maken voor een eventueel decentraal watersysteem. Daarbij onderzochten de studenten de haalbaarheid om het water in twee richtingen te leiden. Met een buis in een buis. In de grote buis pomp je het water heen en in een kleinere buis, binnenin, pomp je het gezuiverde water terug. Zo’n casestudy laat zien of het haalbaar of kansrijk is zo’n systeem aan te leggen: hoeveel moet je investeren om welk water op de plek te krijgen waar je het wilt hebben. En gaat het om huishoudwater of om drinkwater?”

Dicht tegen het maaiveld

Voor hun grondwaterkaart keken de studenten naar de grondwaterstand van meer dan 108 locaties in Enschede. Daarvoor gebruikten ze de gegevens van het Twents Waternet, waarmee ze de tussenliggende gebieden op hun grondwaterkaart met behulp van geschatte data invulden. Wietse: “Door vervolgens een kleurenschaal, inclusief een legenda te koppelen aan de kaart, zijn de uiteindelijke GIS-kaarten tot stand gekomen. Het kleurverschil maakt duidelijk waar in Enschede het grondwaterpeil dicht tegen het maaiveld zit en waar niet. Daarmee wordt het duidelijk welke gebieden of wijken interessant zijn als extra toevoer van grondwater. Ook kun je zien hoe het grondwater zich manoeuvreert: waar stapelt het zich op en waar vloeit het juist snel weg?”

Bruikbaar instrument

Met behulp van onze grondwaterkaarten kan de gemeente bepalen welke delen van Enschede het meeste baat hebben bij het eventueel oppompen van grondwater. Ook kunnen de kaarten een bruikbaar instrument zijn bij nieuwe (bouw)projecten, concluderen Wietse en Niels. Ze zijn blij met het resultaat en kijken terug op een leerzaam Smart Solutions Semester. “Het leukste deel vond ik dataverzameling en -analyse. Het meest heb ik geleerd van het werken in het programma ArcGIS Pro,” zegt Wietse. Dat beaamt Niels: “Ik vond eigenlijk het hele proces erg leerzaam. Van brainstorm tot eindproduct. Elke week konden we een nieuwe versie van de kaart presenteren. Ons proces was voor de begeleiders erg goed te volgen. De vergaderingen met projectleider Ruben Timmers en onze begeleider Patrick de Lange waren goed te vergelijken met het werken in een praktijksituatie. Daar heb ik dus veel van geleerd.”