De grondwateronttrekking door DSM

In 1906 begon de toenmalige Gist- en Spiritusfabriek grondwater op te pompen uit de Pleistocene zandlaag. Die laag zit 20 – 40 m onder het maaiveld. Dat water werd als koelwater gebruikt in hun fabriek. Aanvankelijk werd er heel weinig water opgepompt, maar in de loop van de tijd werd dat steeds meer. Vanaf de jaren 70 van de vorige eeuw onttrok DSM, de opvolger van de Gist- en Spiritusfabriek zelfs 1200 tot 1600 m³/uur. Als je zo veel water onttrekt ontstaat bij en rondom het onttrekkingspunt een grote onderdruk, een zuigkracht (zuigspanning). Deze bedroeg bij de DSM zelfs zo’n 10 m waterdruk. Dat is zo veel dat het effect tot ruim 15 km verder weg, bijvoorbeeld in Kijkduin, te meten was.

Waarom wordt dat grondwater zo diep gewonnen? Wel, de bovenste 20 m van de bodem bestaat de bodem uit klei en veen. Dat heeft een kleine doorlatendheid. Dus je kan maar heel weinig water op één punt winnen, want het grondwater stroomt heel langzaam toe naar het onttrekkingspunt. In de zandlaag gaat dat veel sneller.

Die zandlaag werd heel lang geleden afgezet door de rivier de Gantel in een periode die de geologen het Pleistoceen noemen. Die rivier stond in verbinding stond met de Maas. Deze rivieren brachten heel veel zand naar Delft en omgeving. Rond het begin van de jaartelling brak de kust door in de buurt van Monster en kwam een groot deel van wat nu het Westland is onder water. Toen werden dikke lagen klei afgezet, en later veen gevormd in een periode die de geologen het Holoceen noemen. Daarom is het Westland zo vruchtbaar, en begon men er tuinbouw te bedrijven.

De Gantel staat nu nog steeds in verbinding met de Noordzee, maar via een ander zandpakket. Dat pakket werd lang geleden door de Rijn afgezet, die toen veel noordelijker, rondom den Haag in de Noordzee uitmondde. Het meeste grondwater dat door DSM aan de zandlaag werd onttrokken wordt daarom aangevuld met zout water vanuit de Noordzee. Het grondwater in Delft is daarom brak.

Er stroomt echter ook zoet water vanuit het binnenland naar die zandlaag om de onttrekking aan te vullen, maar dat is niet veel. Tenslotte zuigt de grote onderdruk zelfs een beetje water uit de slecht doorlatende kleilaag naar de onttrekkingspijp. Daardoor zakt het hoge grondwaterpeil (dus nabij het maaiveld) rondom de onttrekking. Dat is echter niet veel, in Delft zo’n 0.2 mm per dag, veel minder dus dan de gemiddelde neerslag in Delft. De metingen laten inderdaad zien dat het ondiepe grondwaterpeil al jaren min of meer constant is. Het fluctueert wel een beetje, maar dat komt door de variatie in neerslag. Er is geen trend te zien met de toe- of afname van de grondwateronttrekking.

In eerste instantie lijken er dus geen effecten op het grondwaterpeil te zijn. Echter, door de onttrekking van water uit de onderste lagen van de Holocene klei-/veenbodem klinkt deze in. Dat veroorzaakt bodemdaling. Zo zakte het Rietveld zo’n 60 cm in ruim 60 jaar. Experts denken dat de helft van die zakking door de grondwateronttrekking kwam.

DSM mocht het voor koelwater gebruikte grondwater niet lozen op het oppervlaktewater, omdat het te zout is. Ook bleek dat het ijzergehalte tamelijk hoog is. Dat zou ernstige gevolgen hebben voor de waterkwaliteit in het Rijn-Schiekanaal en de wateren daaromheen. DSM moest dat water daarom direct naar de Noordzee afvoeren. Dit gebeurde via een 15 km lange persleiding van Delft naar Scheveningen. Dat was erg duur. DSM ging daarom koeltorens gebruiken en bovendien veranderde het type werk in het bedrijf. Zodoende was er geen koelwater meer nodig. Daarom meldde DSM rond de eeuwwisseling  dat men wilde stoppen met het onttrekken van grondwater. Zou dan de situatie van 1906 weer hersteld worden?

Dat moest worden uitgezocht. Immers, door de jarenlange onttrekking is er in de bodem een evenwicht ontstaan tussen de grondwaterdruk, de grondwaterstroming en de drukken in de bodem zelf (de experts noemen dit laatste de korrelspanningen). Als je van de ene op de andere dag stopt met onttrekken, kunnen er ruimtelijke verschillen (gradiënten) ontstaan in die spanningen en kan de grond vervormen. Het onderzoek liet zien dat als je de onttrekking langzaam vermindert er niet veel problemen zullen ontstaan. Een veilige werkwijze bleek om de onttrekking met 10% per jaar te verminderen. Dit wordt sinds 2017 door de Gemeente Delft verzorgd en in deze animatie zie je hoe dat gaat. Volgens de planning kan in 2028 de onttrekking volledig stoppen.

De situatie van 1906 wordt echter niet hersteld, want het maaiveld werd lager door bodemdaling. De bodem (de kleilaag) veert wel wat terug als de onderdruk verdwijnt, maar dit is maar een paar millimeter: bodemdaling is vrijwel onomkeerbaar. De grondwaterstand komt dan dus omhoog, relatief ten opzichte van het maaiveld. We hebben dan minder ruimte voor waterberging in de straat.

Maar uiteraard wil je weten of die onderzoeksresultaten inderdaad kloppen; je wilt geen scheuren in je huizen. Daarom meten Gemeente Delft en het Hoogheemraadschap van Delfland het grondwaterpeil continu op zoveel plaatsen en wordt op meer dan 1 miljoen punten maandelijks gemeten of de bodem nog verder inklinkt, of omhoogkomt, of dat gebouwen vervormen. Dat omhoogkomen van de bodem heet zwel en is een typische eigenschap van kleibodems. Die zwel is overigens erg klein, niet groter dan circa 0.1 – 1 mm / jaar.

Het stopzetten van de grondwateronttrekking kan grondwateroverlast veroorzaken door verhoging van de grondwaterstand en door bodemdaling. Deze effecten kunnen verminderd worden door drainagebuizen in de straat aan te leggen. Dat doet de Gemeente Delft dan ook. Die drainagebuizen buizen helpen natuurlijk ook om de verhoging van het grondwaterpeil ten opzichte van die van het oppervlaktewater te verlagen. Zo ontstaat er ook weer ruimte voor klimaatadaptie.