Effect van WKO-lozingen op hydraulisch functioneren vgs

Warmte-koudeopslag (WKO) is een open bodemenergiesysteem met een ‘warmtebron’ en een ‘koudebron’. In de winter wordt een gebouw verwarmd met een warmtepomp die warmte onttrekt aan het opgepompte grondwater uit de warme bron. Het grondwater koelt af en wordt weer teruggepompt in de koude bron. In de zomer wordt dit afgekoelde water weer opgepompt en gebruikt als passieve koeling. Het daardoor opgewarmde water wordt weer teruggebracht in de warme bron (zie figuur A). In 2018 zijn er ongeveer 2.000 WKO-systemen in Nederland, de verwachting is dat dit aantal in de toekomst flink toeneemt. Figuur A Principe van een warmte-koudeopslag (WKO) (Bron: www.innozaam.com) Vergroot afbeelding Bij het rondpompen van grondwater in een WKO gaat soms iets mis. Het gevolg kan zijn dat het grondwater via een nooduitlaat in de riolering terechtkomt. Ook bij het spoelen van WKO-systemen kan zo’n lozing plaatsvinden. Nooduitlaten van WKO’s blijken in de praktijk soms in hemelwaterstelsels van vgs te lozen. Hierdoor gaat het geloosde grondwater uiteindelijk naar de rwzi.  Voorbeeld Eindhoven In de herfst van 2013 bleek bij een veldbezoek aan een vgs in Eindhoven dat het hemelwaterstelsel tijdens droog weer veel water afvoerde. Na analyse van de data van het hwa-gemaal bleek al geruime tijd sprake van een forse waterafvoer tijdens droge perioden (zie figuur B). Opvallend is dat deze continu verhoogde afvoer eind 2011 vrij plotseling was ontstaan. Na onderzoek bleek een niet goed functionerende WKO-installatie de oorzaak. Dagelijks kwam tussen 200 en 400 m3 grondwater in het hemelwaterstelsel terecht. Betrokken op het aangesloten verharde oppervlak betekende dat een extra belasting van 1,7 - 3,4 mm grondwater per dag (= 600 - 1.200 mm per jaar, ofwel 125% - 250% van de nettoneerslag) dat – door de aanwezigheid van een vgs – nagenoeg geheel naar de rwzi ging. Na reparatie van de WKO-installatie eind 2013 is het probleem verholpen.   Figuur B Dagvolume hemelwatergemaal gemeente Eindhoven, medio 2011 tot medio 2014 Vergroot afbeelding Bijdrage grondwater aan jaarbalans Figuur C toont de invloed van grondwater op de jaarbalans van een standaard vgs en de consequenties voor de verdeling over de afvoerroutes (richting rwzi of over de overstort). In de figuur ziet u de toerekening van de neerslag (lichtgrijze staven links) en grondwater (donkergrijze staven links) aan inloopverliezen (groene staven rechts), afvoer richting rwzi (rode staven rechts) en afvoer via de overstort (blauwe staven rechts). Geheel links in de figuur staan de jaarbalans en de verdeling over de afvoerroutes voor de situatie zonder grondwaterafvoer. Er gaat dan op jaarbasis ongeveer 68% van de nettoneerslag richting rwzi, de overige 32% gaat over de overstort. De andere staafgrafiekduo’s tonen het extra aanbod van grondwater boven op die van de jaarlijkse neerslag in stappen van 0,5 mm/d. Met het van links naar rechts groter worden van de donkergrijze staven, worden ook de rode staven steeds groter. Met andere woorden, bijna al het grondwater dat via het hwa-stelsel afvoert, gaat uiteindelijk richting rwzi. Bij een jaaraanbod van grondwater van bijvoorbeeld 548 mm (= 1,5 mm/dag) neemt de afvoer richting rwzi toe met 532 mm en verdwijnt slechts 16 mm grondwater via de overstort. De afvoer naar de rwzi bedraagt in dit geval 177% van de jaarlijkse nettoneerslag (in plaats van 68% zonder grondwater). Hieruit blijkt dat een eventuele grondwaterafvoer via het hemelwaterstelsel van een vgs erg bepalend kan zijn voor het volume water dat naar de zuivering gaat. Figuur C Jaarbalans en verdeling over afvoerroutes standaard vgs bij verschillende groottes grondwateraanvoer Vergroot afbeelding