Traditionele retourbemaling

Bij een retourbemaling wordt het opgepompte bemalingswater via een gesloten systeem in hetzelfde watervoerende pakket teruggevoerd. Een retourbemaling kan om verschillende redenen noodzakelijk zijn:

  • Om ongewenste zettingen van de bodem te voorkomen;
  • Om het poriënwater op peil te houden zodat geen schade aan gewassen wordt toegebracht;
  • Omdat er geen ander afvoer mogelijkheden zijn;
  • Wanneer een provincie het verplicht om een retourbemaling toe te passen;
  • Wanneer het goedkoper is om het water te retourneren i.p.v. het betalen van grondwaterbelasting van de Wet belasting op Milieugrondslag (Wbm). (De grondwaterbelasting wordt afgeschaft op 1 januari 2012.)

De opname capaciteit van een retourbron hangt af van de chemische samenstelling van het grondwater, de lengte van de retourbron en het type bodemopbouw. Een retourbemaling is het meest afhankelijk van het ijzergehalte in het bemalingswater. Het kan bijvoorbeeld voorkomen dat ijzerhoudend, zuurstofarm water uit een diep pakket vermengd wordt met niet-ijzerhoudend zuurstofrijk water uit een ondiep gelegen pakket. Dit kan dan uitvlokken en gehydrateerd ijzeroxide (roest) tot gevolg hebben waardoor een verstopping kan ontstaan. Deze ijzeraanslag wordt verwijderd d.m.v. regenereren met een hogedruklans. Gemiddeld ligt de opname van één retourbron tussen de 10 en 15 m3/uur. Dit betekent dat er voor een bemaling meerdere retourbronnen nodig zijn. De retourbronnen samen worden  een retourveld genoemd.

Nieuwe ontdekking (DSI®)

De traditionele systemen proberen water te infiltreren door het water in het watervoerende pakket te persen, vaak met wisselende successen. Een belangrijke reden hiervoor is dat water zich niet laat verdichten. Water kan alleen dan in de grond geïnfiltreerd worden wanneer ergens in een watervoerend pakket voldoende ruimte is om dat water in te bergen. De Duitse geohydroloog Werner Wils heeft intensief onderzoek gedaan naar de processen in een watervoerend pakket tijdens een retourbemaling. Hij kwam tot de ontdekking dat de heterogeniteit en de hydraulische weerstand van een watervoerend pakket een nog grotere invloed op het infiltreren van water hebben dan aanvankelijk werd/wordt aangenomen. Een watervoerend pakket bestaat, met een infiltratie blik, uit verschillende infiltratiepunten. Deze punten zijn niet alleen afhankelijk van de plaatselijke doorlatendheid, maar ook van de te verplaatsen watermassa. Zowel Einstein als Newton beschrijven de “impuls”.

Een impuls wordt gedefinieerd als snelheid maal massa. Voor grondwater betekent dit de onderstaande formule:
Grondwaterimpulse = Stroming(doorlatendheid) (m/s) x Massa (kg)


 

Door watermoleculen in een hoge snelheid te laten botsen met de al aanwezige watermoleculen in een watervoerend pakket, ontstaat een pulserende beweging. Dit effect is ook wel bekend als een golfbeweging. In feite vindt een verplaatsing van energie plaats. Dit betekent dat het infiltreren van water alleen mogelijk is wanneer de overdracht van energie kan slagen. Volgens de theorieën van Wils kan dit uitsluitend in de zogenaamde infiltratiepunten van een watervoerend pakket. In deze infiltratiepunten is de situatie ideaal voor de overdracht van energie. Dit betekent dat niet het gehele watervoerende pakket geschikt is voor infiltratie.

Wil men een hoeveelheid water terug brengen in de bodem dan zal eerst het infiltratiepunt voor deze massa water gevonden dienen te worden. Het transport van het grondwater vindt alleen in de natuurlijke stroomrichting van het grondwater plaats.
Hierdoor wordt ook verklaard waarom traditionele retourbemalingsystemen met wisselend succes worden toegepast. Soms wordt per toeval een infiltratiepunt gevonden, echter soms wordt hij ook gemist. Hierdoor kan de opname capaciteit van een traditionele retourbron nogal verschillen.
DSI-Infiltratie
Het bepalen van het juiste infiltratiepunt en het op de juiste manier veroorzaken van de impuls is door Werner Wils wereldwijd gepatenteerd. BOUTEN NEDERLAND BV heeft een gebruiksrechtovereenkomst gesloten voor het Nederlandse grondgebied.
De gepatenteerde technologie heet DSI ® (Düsensauginfiltration ook wel Elementairwelleninfiltratie genoemd). Door filters in het juiste infiltratiepunt aan te brengen treden er gunstige omgevingseffecten op. Zo zal het grondwater niet ongecontroleerd stijgen, maar stijgt het grondwater juist stroom opwaarts ten opzichte van de natuurlijke stroomrichting. De reden hiervoor is dat door de pulswerking het natuurlijke grondwater een omweg, rondom het infiltratieveld moet maken.
Uit de proeven en inmiddels ook uit de praktijk, blijkt dat door het toepassen van DSI® op korte afstand van de bouwput, minder water dient te moeten worden onttrokken. Deze constatering gaat geheel tegen de denkrichting van de huidige hydrologie in. Toch kunnen wij dit met praktische voorbeelden bewijzen.
In een eerder uitgevoerde proefbemaling is een onttrekkingsysteem aangelegd met drains. Uit deze drains is een paar dagen water gepompt om te kijken welke verlaging mogelijk zou zijn. Dit water werd op de aanwezige riolering geloosd. Vervolgens is een retourbemaling geïnstalleerd. Het onttrokken water werd 100 % geretourneerd in de bodem. Opvallend was dat de onttrekking met circa 20% terug gelopen was, terwijl de verlaging significant toegenomen was. Stroomopwaarts steeg de grondwaterstand, dit terwijl deze stroomafwaarts daalde. Voor meer informatie, kijk op www.dsi-infiltratie.nl.