KEM-16a Bodemdaling dreiging en risico analyse (BDRA) instrumenten voor gas- en zoutwinning

Als vervolg op aanbevelingen van het Kennisprogramma Effecten van Mijnbouw (KEM 3a-project: Toolbox voor modellen voor de beoordeling van gevaren en risico's van mijnbouw) is het doel om een generieke methode te ontwikkelen voor het evalueren van bodemdaling als gevolg van mijnbouwactiviteiten en andere bodemdalingmechanismen die relevant zijn voor het Nederlandse vasteland.

Momenteel (2020) kunnen praktische vragen over bodemdaling die door verschillende instanties worden gesteld over de opeenstapeling van oorzaken van bodemdaling niet allemaal worden beantwoord met één geïntegreerd instrument, maar vereisen een complexe toolbox met werkmethoden voor specifieke kwesties. De beschikbare methoden kunnen variëren van integratie van modellen en formele inversie met bodemdalinggegevens tot ontkoppelde, stapsgewijze inzet van een selectie van modellen, van diep tot ondiep. Een geschikte aanpak hangt onder andere af van de vraag of het gaat om reconstructie of voorspellingen voor de toekomst.

Het doel is om in twee tot drie pilots met meerdere verzakkingsoorzaken te onderzoeken hoe de huidige verzakkingsgevaarmodellen die in Nederland beschikbaar zijn, kunnen worden geïntegreerd en verbeterd tot een hoogwaardig generiek instrument voor de analyse van verzakkingsgevaren op het land, dat later kan worden uitgebreid tot een volledig verzakkingsgevaar- en risico-instrument.

VOLLEDIGE ONDERZOEKSVRAAG

De resultaten van het werk in het KEM-16a-project zijn gerapporteerd in vier documenten:

Door mijnbouw veroorzaakte bodemdaling en waterpeilbeheer (Deltares 11205981-003-BGS-0001), Verlaging van de grondwaterspiegel als gevolg van verlaging van het oppervlaktewater (Deltares 11205981-004-BGS-0001) over ondiepe bodemdalingprocessen.

Toolbox bodemdaling: onderscheid maken tussen bodemdaling door verschillende mijnbouwactiviteiten; casestudy Diever, Vinkega en Eesveen (TNO2022_R11963) en Het PySub-bodemdalingsmodel: technische referentie (TNO2022_R11962) over diepe bodemdalingprocessen.

In overleg met drie noordelijke waterschappen zijn twee casestudy's geselecteerd en uitgevoerd met betrekking tot door mijnbouw veroorzaakte bodemdaling en de effecten daarvan op het waterpeilbeheer. Casus 1, Nedmag-Veendam, betreft de historische effecten van bodemdaling als gevolg van zoutwinning. Casus 2 is een hypothetische casus waarin de effecten van diepe bodemdaling in een gebied tussen Delfzijl en de stad Groningen worden onderzocht.

Voor de simulaties werd de open source-tool Atlantis, die eerder was ontwikkeld voor ondiepe bodemdaling, uitgebreid met een koppeling met een nieuw ontwikkelde tool voor het modelleren van diepe bodemdaling (PySub). De PySub-code is door TNO openbaar gemaakt als open source-software en is te vinden via deze link.

De gerapporteerde kenmerken van de ontwikkelde tools zijn dat (i) de indirecte effecten van diepe bodemdaling en beslissingen over het beheer van oppervlaktewater en grondwater afzonderlijk kunnen worden gekwantificeerd, en (ii) complexe, in de tijd variërende scenario's efficiënt kunnen worden geanalyseerd. De twee casestudy's die tot nu toe in fase 1 zijn uitgevoerd, waren onvoldoende om algemene conclusies te ondersteunen over de relatieve bijdragen van ondiepe bodemdaling aan het effect van diepe bodemdaling op de verandering van het vrijboord.

Het project is geevalueerd door het KEM wetenschappelijk expert panel.

PROJECT EVALUATIE

De hoeveelheid werk die in dit project is verricht, is aanzienlijk. De tools die in dit project zijn ontwikkeld, zijn uniek en kunnen worden beschouwd als ‘state of the art’. De verschillende projectrapporten zijn goed geschreven en gemakkelijk te lezen. Het project heeft geleid tot de uitbreiding van de open source code Atlantis, waardoor het mogelijk is geworden om de gecombineerde effecten van diepe en ondiepe bodemdaling te modelleren, en tot de ontwikkeling van een computationeel modelleringsinstrument genaamd het ‘PySub Subsidence Model’, dat het gecombineerde effect van verschillende mijnbouwactiviteiten op diepe bodemdaling modelleert en visualiseert. De tools betekenen een belangrijke vooruitgang in de state of the art op het gebied van verzakkingsmodellering van het effect van mijnbouw in Nederland. Er is echter meer ervaring met het gebruik van de tools nodig voordat de nauwkeurigheid en bruikbaarheid ervan met zekerheid kunnen worden beoordeeld.

Zoals door de projectonderzoekers is toegegeven, moeten de tot nu toe verkregen resultaten met betrekking tot de effecten van diepe bodemdaling op ondiepe bodemdaling worden beschouwd als een werk in uitvoering, en is verdere ervaring met het gebruik van de Atlantis-tool voor dit doel nodig voordat het nut ervan definitief kan worden beoordeeld. In 2023 is een KEM-16 fase 2-project (KEM-16b) van start gegaan.