Voor het beschermingsbeleid worden grondwaterwinningen ingedeeld naar kwetsbaarheid. Onder kwetsbaarheid wordt de kans verstaan dat verontreinigingen de drinkwaterbronnen kunnen bereiken. Vaak wordt dan gedacht aan verontreinigingen vanaf maaiveld, samenhangend met landgebruik. Maar ook de infiltratie van oppervlaktewater is een belangrijke route. Daarnaast kan de kwetsbaarheid toenemen door de aanwezigheid van boorgaten.
Hydrologie en chemie
De kwetsbaarheid van een winning wordt bepaald door de hydrologie. Onder een ondoorlatende kleilaag bijvoorbeeld wordt alleen zeer oud water gewonnen, dat niet belast kan zijn met verontreinigingen vanuit het industriële tijdperk (na 1850). Meestal zijn kleilagen echter niet helemaal ondoorlatend maar kennen veeleer een waaierpatroon van kleiige en zandige lagen, bepaald door het afzettingsmilieu van een rivier- of getijdesysteem. Een winning kan ook freatisch zijn, zonder aanwezigheid van afdekkende kleilagen.
Naast de hydrologische kwetsbaarheid kun je ook spreken van de hydrochemische kwetsbaarheid. Bepaalde stoffen zullen blijven kleven aan de bodem of onderweg afbreken, waardoor ze in een hydrologisch kwetsbare situatie toch niet de drinkwaterbronnen zullen bereiken. Een bekend voorbeeld hiervan is nitraat dat in anoxisch grondwater wordt omgezet in stikstofgas. Alleen mobiele, slecht afbreekbare stoffen zullen doordringen tot grotere diepte. Omdat dit dus per stof sterk kan verschillen is de hydrochemische kwetsbaarheid niet eenduidig voor een winning. Wel kun je stellen dat hoe meer kleiige lagen en hoe meer redoxzones worden gepasseerd, hoe kleiner de kans is dat verontreinigingen doordringen.
Modellering en datering
De kwetsbaarheid kan afgeleid worden uit de spreiding in verblijftijden van het opgepompte water. Omdat verblijftijden lastig direct te meten zijn wordt daarvoor vaak een hydrologisch model gebruikt. Door vanuit een groot aantal punten aan maaiveld stroombanen te laten starten en daarvan de verblijftijd tot de winning te bepalen krijg je de ‘leeftijdsopbouw’ van het gewonnen grondwater, in de vorm van een responscurve. Hieronder zie je het voorbeeld van winning Hoenderloo met pompfilters op 2 verschillende dieptes, eigenlijk een combinatie van freatische en gespannen winning. In de responscurve heeft de freatische winning verblijftijden tussen 20 en 200 jaar, en de gespannen winning tussen 300 en 2000 jaar.
Doordat de hydrologische modellen voornamelijk gebaseerd worden op een stijghoogtepatroon, pompproeven en boorprofielen kennen ze een wisselende betrouwbaarheid. De nieuwste generatie modellen, gebaseerd op veel boorgegevens en gedetailleerde informatie over stijghoogtes en oppervlaktewatersysteem, levert voor een aantal winningen een snellere responscurve op, de kwetsbaarheid is dan dus groter dan we vroeger dachten.
Het voorkomen van bepaalde stoffen in het opgepompte grondwater vormt een aanvullende informatiebron voor de kwetsbaarheid. Ook kan door metingen aan van nature in grondwater voorkomende radioactieve isotopen de verblijftijd vanaf maaiveld worden bepaald. Voor de winningen Mander en Holten is daartoe een veldstudie uitgevoerd [Aquatempo]. In deze figuur zie je de isotopenmetingen in de pompputten van Holten:
Kwetsbaarheidsindeling Vitens
De winningen van Vitens zijn ingedeeld in 3 categorieen: kwetsbaar, matig kwetsbaar en niet-kwetsbaar op basis van de recente responscurves
[Kwetsbaarheid winningen].
Doorwerking in beschermingszones
De provincie wijst bij elke winning beschermingszones aan, waarin speciale regels gelden om de kwaliteit van het grondwater veilig te stellen. De volgende zones worden gehanteerd:
- Waterwingebied – waarin de pompputten liggen
- Grondwaterbeschermingsgebied – waarbinnen het grondwater binnen 25 jaar de pompputten bereikt
- Intrekgebied – waarbinnen het grondwater de pompputten bereikt
- Boringsvrije zone – waarbinnen geen diepe boringen mogen plaatsvinden (die kleilagen zouden doorboren)
- KWO-vrije zone – waarbinnen geen KWO-installaties mogen worden ingericht in aangegeven watervoerende laag
Hier een voorbeeld van de beschermingszones bij winning Sijmons:
Deze zonering wordt net als bij de responscurves gebaseerd op stroombaanberekeningen. De precieze criteria voor berekening kunnen wat verschillen per provincie. Vooral bij de vaststelling van de waterwingebieden lopen de praktijken nogal uiteen:
