Ondergrondse Opslag van Drinkwater in Oman

Waterveiligheid
Oman

Oman herbergt een prachtig landschap midden in de Arabische wereld. Maar in het sultanaat, dat voor zo’n 80% uit woestijn bestaat, is de neerslag beperkt en onregelmatig. Het drinkwater voor de groeiende bevolking komt hoofdzakelijk van ontziltingsinstallaties, maar deze zijn kwetsbaar en hebben een hoog energieverbruik. Waterschaarste is daardoor in toenemende mate een probleem. Ondergrondse opslag, ofwel aquifer storage and recovery (ASR), biedt uitkomst.

Key Takeaways

  • ASR biedt een betrouwbare en kosteneffectieve manier om overproductie ontzilt water ondergronds op te slaan.
  • Door ontzilt water ondergronds op te slaan, kan de behoefte aan dure bovengrondse reservoirs en de piekproductie van ontziltingsinstallaties kan daarmee omlaag, waardoor energiekosten dalen en de veerkracht van het systeem toeneemt.
  • Jaalan werd geselecteerd als de optimale locatie voor een ASR-pilot vanwege de gunstige hydrogeologische omstandigheden en het kosteneffectieve opslagpotentieel.
  • Een mix van wereldwijde ASR-expertise en lokale kennis draagt bij aan het succes van het project.

Projectgegevens

Gestart: 2021 – Voltooid: 2024
Ref: 251624 | Status: Voltooid
Titel: Pilot ASR Oman

Achtergrond

Het drinkwater voor de bevolking van Oman komt voornamelijk uit ontziltingsinstallaties, waardoor de drinkwatervoorziening kwetsbaar is voor calamiteiten en veel energie verbruikt. De grondwaterstanden in aquifers zijn op de lange termijn gedaald door intensieve winning om te voldoen aan de groeiende stedelijke en landbouwkundige waterbehoefte.

Wat zijn de mogelijkheden om grote hoeveelheden drinkwater tijdelijk ondergronds op te slaan tijdens periodes van lage watervraag, en dit later terug te winnen tijdens noodsituaties of piekperiodes van waterverbruik?

Omdat water schaars is in Oman, is het land sterk afhankelijk van ontzilting van zeewater voor de drinkwatervoorziening. Het produceren van drinkwater uit zeewater is relatief duur, vooral vanwege de hoge energiekosten, en bovendien kwetsbaar. Als bijvoorbeeld een cycloon of een algengroei de productie van één of meerdere ontziltingsinstallaties stillegt, komt de drinkwatervoorziening direct in gevaar.

ASR omvat kunstmatige infiltratie van water in de ondergrond. Het is een bewezen methode om grondwater actief aan te vullen. Het wordt sinds de jaren 50 toegepast in de duinen van Nederland voor drinkwatervoorziening. Ook grootschalige ondergrondse opslag van ontzilt zeewater om de watervoorziening te vergroten is succesvol toegepast in Abu Dhabi (Verenigde Arabische Emiraten).

Activiteiten

Acacia Water werkt samen met andere partners aan een haalbaarheidsstudie voor de toepassing van ASR voor het Omani drinkwaterbedrijf Nama Water Services.

De technische geschiktheid en economische haalbaarheid van grootschalige ASR-systemen is onderzocht op vier locaties in Oman. Deze bevinden zich nabij bestaande putvelden in Jaalan, A’Bukrabah en Al Khoud (in de hoofdstad Muscat) en een locatie nabij de stad Adam.

Sinds het begin van het project heeft Acacia Water de leiding genomen bij de analyse van het grondwatersysteem van de vier locaties. Over een periode van twee jaar zijn uitgebreide geofysische onderzoeken, verkenningsboringen, testpompen en analyses van bodem- en waterkwaliteit uitgevoerd. Op basis van deze resultaten zijn conceptuele modellen opgesteld die de hydrogeologie van elke locatie karakteriseren.

Met behulp van grondwaterstromings- en dichtheidsstroommodellen heeft Acacia Water de werking en effecten van grootschalige infiltratie en winning gesimuleerd. Verschillende ontwerpen van ASR-systemen zijn getest en geoptimaliseerd onder verschillende scenario’s om de optimale operationele modus en het meest effectieve ontwerp van een ASR-systeem op elke locatie te bepalen.

Bevindingen

De grondwaterstromingsmodellen, gecombineerd met hydraulische en economische modellen, toonden aan dat van de vier onderzochte locaties Jaalan, gelegen aan de rand van de Sharqiya Sands-woestijn, het meest geschikt is voor ASR. Hier zijn de vereiste investeringskosten relatief laag en is de ondergrond het meest geschikt voor zowel de infiltratie als de winning van grote hoeveelheden water, binnen de gestelde waterkwaliteitsvereisten.

Het opslaan van grote hoeveelheden water ondergronds vermindert of de noodzaak om grote en dure betonnen bovengrondse reservoirs te bouwen of neemt deze helemaal weg. Bovendien vergroot deze ondergrondse buffer niet alleen de watervoorraden en veerkracht, maar kan ook kosten besparen doordat de piekproductie van ontziltingsinstallaties kan worden verminderd, wat leidt tot lagere energiekosten, omdat seizoensgebonden verschillen in aanbod en vraag beter op elkaar kunnen worden afgestemd.

ASR stelt waterbedrijven in staat om ontzilt water in een aquifer op te slaan wanneer er een overschot is en het water terug te winnen wanneer het nodig is, waardoor de drinkwatervoorziening in Oman wordt verbeterd. Door de ondergrondse watervoorraden aan te vullen, wordt het land klimaatbestendiger, omdat het drinkwater kan leveren aan de bevolking, zelfs tijdens langdurige droge en hete periodes wanneer de watervraag hoog is.

De volgende stap voor Oman is het uitvoeren van een pilot met een kleinschalig ASR-systeem in Jaalan. Op deze manier kan het ontwerp van het ASR-systeem worden getest en kunnen prestaties en kostenefficiëntie worden geoptimaliseerd voordat een grootschalig ASR-systeem wordt geïmplementeerd.

Een pilot biedt ook inzicht in operationele risico’s, waardoor deze kunnen worden geminimaliseerd, en helpt het ontwerp te verbeteren om maximale efficiëntie en de gewenste waterkwaliteit te waarborgen.

Projectgebieden

“De schaal waarop Oman water ondergronds wil (en kan!) opslaan is ongekend. Dat maakt dit project buitengewoon interessant,” zegt Harmen van den Berg, hydrogeoloog bij Acacia Water. Harmen is vanaf het begin van het project in 2021 betrokken.

Tijdens een tweedaagse veldreis in september 2021 werden alle vier locaties bezocht en metingen uitgevoerd. “Dat was best een uitdaging bij meer dan 40 graden Celsius en in de brandende zon,” aldus Harmen.

Het project bracht ook persoonlijke verrijking. Harmen raakte gefascineerd door de oude aflaj-wateren, historische irrigatiesystemen die al eeuwenlang in Oman worden gebruikt om water vanuit de bergen naar dorpen te distribueren voor kleinschalige landbouw en drinkwater.

“Midden in de droge woestijn ontdek je plotseling ondergrondse kanalen met stromend water. Ondanks hun oude oorsprong – de oudste aflaj-systemen dateren uit circa 2.500 v.Chr. – blijven duizenden aflaj-systemen functioneel, wat hun blijvende waarde voor de landbouw en drinkwatervoorziening van Oman benadrukt. Helaas zijn de aflaj-systemen door de groeiende watervraag en ongecontroleerde overwinning niet meer voldoende om alle Omani’s van water te voorzien. Nieuwe technieken zoals ontzilting en ASR zijn daarom essentieel om watervoorziening te garanderen in droge gebieden zoals Oman,” zegt Harmen.

Geographic scope: regionaal

1
2
3
4
1

A’Bukrabah

Project locatie.

2

Al Khoud

Project locatie.

3

Adam

Project locatie.

4

Jaalan

Project locatie.

Downloads en links

Er zijn geen downloads of links beschikbaar voor dit project.

In samenwerking met

Opdrachtgever:

Nama Water Services

Gefinancierd door:

Nama Water Services

Projectpartners:

Acacia Water Consulaqua Hamburg (Duitsland) AZD Engineering (Oman) Sultan Qaboos University

Neem contact op met

Harmen van den Berg

Hydrogeologist

+31 6 11 45 35 87
harmen.vandenberg@acaciawater.com
harmenvandenberg1

Gerelateerde onderwerpen

ASR, Droogte, Ondergrondse wateropslag, Verzilting

Projects

Acacia Water collega's bezig met veldwerk.

Waterwerk: Onderzoek naar waterbesparende irrigatietechnieken

, , ,
Door klimaatverandering komen extreme weersomstandigheden steeds vaker voor. De landbouw ondervindt daarvan problemen: zowel wateroverlast als watertekort leiden in Nederland tot complicaties. Het project Waterwerk doet onderzoek naar waterbesparende irrigatietechnieken.

Hydrologische modellering voor onderbouwde beslissingen in waterplanning en investeringen

, , , , , , ,
In Jemen is sprake van dalende productiviteit in de landbouw en toenemende ondervoeding onder de bevolking. Dit is het gevolg van de extreme druk op de watervoorraden. Den SWAT-model (Soil Water Assessment Tool) voor het hele stroomgebied geeft eerste schatting van de waterbalans en de belangrijkste hydrologische processen.

CO2-uitstoot tegengaan: modelonderzoek van innovatief veen vernatten

,
In een haalbaarheidsstudie heeft Acacia Water onderzocht in hoeverre een druppelinfiltratiesysteem (DIS) kan bijdragen aan het vernatten van veenbodems en het terugdringen van broeikasgasuitstoot. Deze modellering laat het effect zien van verschillende DIS-varianten op grondwaterstand, bodemvocht, temperatuur en emissies. DIS wordt al succesvol toegepast op landbouwgrond. Voor vernatting van veen is dit nieuw. De effecten op grondwaterstanden, bodemvocht en daarmee op broeikasgasemissie en graslandopbrengst zijn hier nog niet goed bekend en beproefd.
Managed aquifer recharge for irrigation in saline environmentsAfvoeren of ophogen: waterplassen op een sportveld