Aquifer

Betekenis

Een aquifer is een watervoerende laag in de ondergrond waarin water in het poreuze gesteente of zand zit en enigszins kan stromen. Het water bevindt zich in het gesteente en raakt de laag via regen, rivieren of ondergrondse stromen totdat de aquifer verzadigd is. De term wordt ook in Nederland gebruikt en geldt zowel voor natuurlijke bronnen als voor opslagdoeleinden van warmte of koude.

Toepassing

Een aquifer dient als bron of als opslagplaats voor warmte- en koudeopslag (WKO).

• Gebruiken als warmtebron of warmteopslag bij ondergrondse WKO-systemen.
• Gebruiken als koudebron of koudeopslag; voor koudeopslag is een gesloten systeem minder strikt nodig.
• Meerdere aquifers kunnen in verschillende diepten voorkomen en elk afzonderlijk worden benut.

Aandachtspunten

• Beoordelen van permeabiliteit: indringbaarheid en doorstroming hangen af van compactheid en poreusheid van het pakket.
• Infiltratietijd kan sterk variëren: van dagen tot eeuwen, afhankelijk van structuur en toevoer.
• Voor opslag van warm water is weinig stroming gewenst zodat menging met ander water beperkt blijft; voor koud water geldt die eis veel minder.
• Aquifers die voor WKO worden gebruikt, liggen idealiter tussen lagen die weinig of geen water doorlaten (bijv. klei).
• De afstand tussen warme en koude bronnen wordt mede bepaald door dikte van het watervoerend pakket, filterlengte, verpompte hoeveelheid en porositeit.

Soorten

• Gesloten systeem (confined aquifer): het water in de aquifer wordt niet meer aangevuld met ander water en verdwijnt niet naar een andere laag, bron, rivier of zee.
• Open systeem (unconfined aquifer): het water wordt regelmatig aangevuld en afgevoerd; er is een open verbinding met het aardoppervlak.

Stroming en infiltratie

• Infiltratie hangt af van de structuur van de aquifer en de mogelijkheid van instroom van regen-, zee- of rivierwater.
• Stroomrichting en snelheid van grondwater in een aquifer worden bepaald door de permeabiliteit, zwaartekracht (van hoger naar lager gelegen delen) en drukverschillen tussen lagen.

Afstanden tussen bronnen

Wanneer de filterlengte gelijk is aan de dikte van de aquifer kan de afstand S tussen twee bronnen benaderd worden met de gegeven relatie: S = Q * (l * porositeit * π) [in m]

Toelichting bij de grootheden:

• S: afstand tussen de bronnen [m].
• Q: h * q [m³], waarbij
  • h is (koelvoellasturen + koudeopslagvasturen) [in uren]
  • q is vollastdebiet [m³/uur].
• porositeit: ca. 0,25–0,30.
• l: lengte van het filter, gelijk aan de dikte van het aquiferpakket [m].