VHGM gaat voortaan bij de begeleiding van het boren van bronnen een Toetsing uitvoeren naar de capaciteit van de bronnen. De reden hiervoor is een verdere vastlegging van de kwaliteit van Open Bodem Energiesystemen (hierna OBES) en zoals in de Wet Kwaliteitsborging is opgenomen op deze manier te zorgen voor kwaliteitsborging. VHGM vindt dat bronnen minstens 30 jaar, en vaak nog langer, mee dienen te gaan. De toetsing van de bronnen helpt hierin mee dit doel te benaderen.
Een bron van een bodemenergiesysteem boor je (liever) maar één keer. Ondanks dat de boorbedrijven in Nederland met een goede kwaliteit boren, zijn wij afhankelijk van de bodemopbouw en filterstelling om een bron te maken met voldoende capaciteit. Na realisatie van een bron werd tot nu toe niet berekend wat de werkelijke capaciteit is van deze bron.
Een korte toelichting is dat tot nu toe de klant een bron bestelde met een bepaalde capaciteit, maar bij oplevering werd niet aangegeven of capaciteit behaald was. Met als richtlijn binnen de kaders van de wettelijke ontwerprichtlijnen van de BRL11000.
Bepalen van de onttrekkings- en infiltratiecapaciteit
VHGM heeft nu een Toetsing ontwikkeld om te bepalen en vast te stellen wat de onttrekkings- en infiltratiecapaciteit is van de gerealiseerde bronnen. Voor de opdrachtgever/eigenaar van een OBES is het essentieel te weten wat de werkelijke capaciteit is van het geleverde werk.
Een groot voordeel is dat de opdrachtgever op deze manier zekerheid krijgt over het geleverde werk, maar ook weet hoeveel reservecapaciteit beschikbaar is. Deze reservecapaciteit kan gezien worden als veiligheid voor een langere levensduur of voor toekomstige verhoging van het debiet indien meer capaciteit nodig is.
De bron; boren, ontwikkelen en exploiteren
Bij het realiseren van een nieuwe klimaatinstallatie met een Warmte Koude Opslagsysteem (hierna WKO), zal een groot deel van de investering gebruikt worden voor het aanleggen van de bronnen. Om ervoor te zorgen dat dit deel van het systeem zo lang mogelijk en zo efficiënt mogelijk geëxploiteerd kan worden, is het nodig om de te behalen capaciteit te bepalen. Met de vraag, valt dit mee of valt het tegen?
Na het schoonpompen wordt de bron getest, deze test wordt ook wel een pompproef genoemd. Hierbij wordt op de maximale pompcapaciteit gepompt gedurende 2 uur en daarna in één keer stopgezet. De veranderingen in afpomping en stijghoogte (grondwaterniveau in het watervoerende pakket) worden dan gemeten. Op basis van o.a. deze gegevens kan worden bepaald of de beoogde capaciteit daadwerkelijk gehaald kan worden. Deze capaciteitsbepaling is vervolgens hét startpunt voor goed beheer wat de levensduur en het rendement van een bron significant kan verlengen.
Bij een wisselende bodemopbouw kan de capaciteit ook tegenvallen. In dat geval is het van belang te weten wat een bron wel aankan. Bij een lagere capaciteit moet wellicht een extra doublet toegevoegd worden, dan wel een aanpassing gedaan worden in de energiecentrale om het beoogde thermisch vermogen te kunnen leveren.
Capaciteitsbepaling
Op basis van de respons van het water in de bron bij het stopzetten van de pomp, wordt bepaald hoe doorlatend het watervoerende pakket is. Hiervoor wordt door ons het MODLFOW pakket in Python gebruikt. MODFLOW is het software pakket van het Amerikaanse Geological Survey dat hydrologische modelberekeningen mogelijk maakt.
De geologische input bestaat uit een bodemopbouw van horizontale lagen met een horizontale en verticale doorlatendheid. Deze bodemopbouw wordt samengesteld op basis van het hydrogeologische vooronderzoek en de grondlagenstaat van de betreffende bron.
Op basis van een onttrokken debiet (debiet van de pompproef), filtertraject, boorgatdiameter en de bergingsfactor berekent MODFLOW de theoretische stijghoogteverlaging in het bronfilter (zwarte lijn in figuur 1) op basis van de bodemopbouw. Dit wordt vergeleken met de gemeten veranderingen in de stijghoogte tijdens de pompproef (rode lijn in figuur 1).
Figuur 1 Voorbeeld vergelijking model en pompproefmeting
Vervolgens worden de onbekende parameters: de bergingsfactor en de doorlatendheid van het filterpakket gekalibreerd op de gemeten verlaging in de bron.
Als eerste wordt de snelheid van de respons (gradiënt in de eerste paar minuten van de pompproef) zo goed mogelijk benaderd door de bergingsfactor aan te passen. Ten tweede wordt de totale verlaging zo goed mogelijk benaderd door middel van het veranderen van de doorlatendheid in het filterpakket.
Op basis van de bepaalde doorlatendheid, boordiameter, filterlengte en vollasturen kan vervolgens de maximale capaciteit, oftewel de infiltratie- en onttrekkingsnorm volgens de BRL, bepaald worden. Dit is het maximale debiet dat gehanteerd dient te worden, zodat er niet alsnog, ondanks het schoonpompen en spuien, extra zand- of fijne deeltjes loskomen uit het filterpakket die alsnog voor verstopping kunnen zorgen.
Duurzame investering
Het bepalen van de juiste infiltratie- en onttrekkingsnorm is dus cruciaal voor zowel de levensduur als de efficiëntie van de bron. VHGM vindt dat bronnen minstens 30 jaar, en vaak nog langer, mee dienen te gaan. VHGM kan helpen dit te behalen door een aantal zaken, bovenop de normen van de BRL, ook mee te nemen in de capaciteitsbepaling om zo een genuanceerde afweging te maken. Deze zaken kunnen bijvoorbeeld zijn:
Metingen in andere bronnen
Metingen in andere peilbuizen van dezelfde bron
Eventuele extra omstorting met filterzand
Opgeknipte filters
Gedetailleerde boorbeschrijving
Heterogeniteit van het filterpakket
Mogelijk komt uit de capaciteitbepaling naar voren dat de bron een overcapaciteit heeft. De ‘reservecapaciteit’ kan dan op verschillende wijzen benut worden. Ten eerste kan dit zorgen voor een grotere levensduur, maar afhankelijk van de situatie zou het systeem ook efficiënter ingeregeld kunnen worden. Ook kan het grotere debiet gebruikt worden voor een bodemzijdige energiebalans.
Het is tijdens de beheerfase ook mogelijk dat een bron langzaam capaciteit verliest. In dat geval kan VHGM meedenken in passende oplossingen. Afhankelijk van de situatie zouden maatregelen kunnen bestaan uit bijvoorbeeld het aanpassen van de hydrologische (on)balans, extra onderhoud of het herevalueren van de infiltratie-en onttrekkingsnorm.
Anticiperen op veranderingen in de warmte- en koudevraag
Dergelijke maatregelen kunnen ook genomen worden indien de uitgangspunten van de klimaatinstallatie veranderen. Bijvoorbeeld veranderingen in de warmte- en koudevraag van het gebouw bij wijzigingen in gebruik. Het monitoren van deze zaken, maar ook het handhaven van de bepaalde capaciteit kan op afstand én automatisch beheerd worden door VHGM.
Kortom, VHGM gaat voortaan bij de begeleiding van het boren van bronnen een Toetsing uitvoeren van de capaciteit van de bronnen. Voor een verdere vastlegging van de kwaliteit van OBES en te zorgen voor kwaliteitsborging, zoals in de Wet Kwaliteitsborging is opgenomen.
Ook benieuwd wat VHGM voor jou kan betekenen? Samen met een betrokken team, bestaande uit verschillende disciplines, werken we met elkaar en met jou om een goed resultaat voor jouw project en omgeving te bereiken. Neem contact op door middel van bellen (023) 584 11 22 of mail ons info@vhgm.nl