Ondergrondse opslag van drinkwater in 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.
Wat zijn de mogelijkheden om grote hoeveelheden drinkwater tijdelijk op te slaan in de ondergrond? Zodat het als buffer kan worden aangewend, wanneer de vraag naar water het hoogst is of bij een noodgeval. Acacia Water werkt samen met andere partners aan een haalbaarheidsstudie naar aquifer strorage and recovery (ASR) voor het Omaanse drinkwaterbedrijf Nama Water Services.
Kostenbesparing en weerbaarheid
Doordat water in Oman schaars is, is het land voor drinkwatervoorziening grotendeels afhankelijk van de ontzilting van zeewater. Drinkwater maken van zeewater is echter een duur proces (met hoge energiekosten) en bovendien kwetsbaar.
Als door een cycloon of algenbloei de productie van een of meerdere ontziltingsinstallaties stil valt, komt de drinkwatervoorziening onmiddellijk in gevaar.
Kaart van het Arabisch schiereiland met de vier projectlocaties in Oman: A'Bukrabah, Adam, Al Khoud en Jaalan.
Het ondergronds opslaan van water, ten tijde van overproductie, kan het gevaar bij dit soort calamiteiten opvangen en de weerbaarheid vergroten. Door dit water weer op te pompen en te gebruiken op momenten waarop de watervraag hoog is, kunnen vraag en aanbod bovendien beter op elkaar worden afgestemd.
De piekproductie van ontziltingsinstallaties kan daarmee omlaag, wat met name leidt tot lagere energiekosten.
Met ASR als aanvulling op de ontziltingslocaties garandeert Oman voldoende en continue beschikbaarheid van drinkwater.
Technische geschiktheid
Op 4 verschillende locaties in Oman is onderzoek gedaan naar de technische geschiktheid en economische haalbaarheid voor de aanleg van een grootschalig ASR-systeem. Dat zijn de bestaande drinkwaterproductielocaties Jaalan, A'Bukrabah en Al Khoud (in de hoofdstad Muscat) en nabij de stad Adam.
Door ondergrondse watervoorraden aan te vullen, kan het land ook tijdens aanhoudend droge en hete perioden, wanneer de watervraag hoog is, blijven voorzien in drinkwater voor haar bevolking.
Jaalan wellfield gelegen aan de rand van de Sharqiya Sands woestijn.
Bij ASR is sprake van kunstmatige infiltratie van water in de ondergrond. Het is een beproefde methode om grondwater actief aan te vullen. Al sinds de jaren 1950 wordt dit toegepast in de duinen van Nederland voor drinkwatervoorziening. Grootschalige ondergrondse opslag van ontzilt zeewater om waterzekerheid te vergroten, is ook succesvol toegepast in Abu Dhabi (Verenigde Arabische Emiraten).
Sinds de start van het project heeft Acacia Water een leidende rol genomen in de grondwatersysteemanalyse van de 4 onderzoeklocaties. Gedurende twee jaar is uitgebreid geofysisch onderzoek gedaan, en zijn proefboringen, pomptesten en bodem- en waterkwaliteit analyses uitgevoerd. Op basis van die resultaten zijn conceptuele hydrogeologische modellen gemaakt.
Scenario’s simuleren
Met behulp van modellen die de effecten van grootschalige infiltratie en onttrekking simuleren, zijn verschillende ASR-systemen ontworpen en getest. Ook zijn scenario’s gesimuleerd, waarmee bepaald kan worden wat een optimale aansturing en meest effectief ontwerp van de ASR systemen is.
Van de 4 onderzochte locaties is Jaalan, aan de rand van de Sharqiya Sands woestijn, het meest geschikt voor ASR. Hier zijn de benodigde investeringskosten relatief laag en de ondergrond is heel geschikt voor infiltreren en terugwinnen van grote hoeveelheden water.
Pomphuis van een van de productieputten in Jaalan.
Acacia Water heeft veel ervaring met ondergrondse opslag van water op verschillende plekken in de wereld, zoals in Nederland, Bangladesh en Jordanië. Ook zijn wij zeer bekend met grondwatersystemen in aride (droge) gebieden, Vanwege onze expertise is Acacia Water gevraagd om mee te werken aan dit ASR-project in Oman.
Harmen van den Berg, hydrogeoloog bij Acacia Water, is betrokken vanaf de start van het project in 2021. “De schaal waarop Oman water ondergronds wil (en kan) opslaan, is ongekend. Dat maakt dat dit project reuze interessant is.”
In september 2021 zijn alle 4 locaties bezocht en zijn metingen uitgevoerd. “Best een uitdaging bij ruim 40 graden Celsius en in de brandende zon,” zegt Harmen. Daarna is hij nog 2 keer terug geweest om resultaten te presenteren. “We hebben enorm veel gegevens verzameld en geanalyseerd.” Gedurende 2 jaar voerden alle projectpartners wekelijks Teams-overleggen om de voortgang te bespreken.
Dit is niet de maanlanding, maar een geofysisch onderzoek in de brandende Omaanse zon.
Ondergrondse kanalen
Het project bracht ook persoonlijke verrijking. Harmen raakte gefascineerd door de ingenieuze Aflaj-irrigatiesystemen, dat zijn historische irrigatiesystemen waarmee in Oman al eeuwenlang water uit de bergen naar de dorpen wordt gevoerd en verdeeld voor kleinschalige landbouw en drinkwater.
“Midden in de woestijn, met geen berg in zicht, tref je ineens ondergrondse kanalen aan met stromend water! De oudste aflaj-systemen stammen volgens archeologisch onderzoek uit circa 2.500 v.Chr. Helaas zijn deze door bevolkingsgroei en toenemende waterconsumptie niet meer toereikend om alle Omani van water te voorzien. Nieuwe technieken als ontzilting en ASR zijn daarom essentieel om droge gebieden als Oman van water te blijven voorzien,” vertelt Harmen.
Harmen op de projectlocatie in Jaalan.
ASR-pilot in Jaalan
De volgende stap voor Oman is nu om een ASR-pilot te starten in Jaalan. Op die manier kunnen eerst prestatie en kostenefficiëntie worden geoptimaliseerd, voordat een uitgebreid ASR-systeem wordt uitgerold.
Ook geeft een pilot inzicht in operationele risico’s, waardoor deze kunnen worden geminimaliseerd, en het draagt eraan bij het ontwerp zo te maken dat deze zorgt voor maximale efficiëntie en de gewenste waterkwaliteit.
Andere deelnemende bedrijven in dit project naar de verkenning van de technische geschiktheid en economische haalbaarheid voor de aanleg van een ASR-systeem in Oman waren Consulaqua Hamburg (Duitsland) en AZD Engineering (Oman). Er is lokaal veel samengewerkt met experts van Ministeries en de Sultan Qaboos University in Muscat.
Contactpersoon: Harmen van den Berg
Coverfoto: De kameel kan water opslaan en beschikbaar maken op op het moment dat daar in droge omstandigheden behoefte aan is. Net als ASR.
