Waar in de ondergrond is het water zoet, waar zout en waar brak? En waar zitten de kleilagen die het grondwater beschermen tegen verontreinigingen van bovenaf? Deltares en TNO brengen het in kaart met behulp van een opgewekt elektromagnetisch veld.

Sinds 4 augustus stijgt er in Friesland twee keer per dag een helikopter op waaronder een gigantische, zeshoekige hoepel hangt. Hiermee doen onderzoeksinstituten Deltares en TNO de komende weken metingen waaruit ze kunnen bepalen hoe het zoete, zoute en brakke water in de ondergrond is verdeeld. Dit in het kader van het project FRESHEM-NL (FREsh Salt groundwater distribution by Helicopter Electro Magnetic survey).

Belangrijke informatie

Zoet grondwater is van belang voor de drinkwatervoorziening, de voedselvoorziening en de industrie. Door de stijging van de zeespiegel, klimaatverandering en toenemend watergebruik krijgen met name kustgebieden echter steeds meer te maken met zoute kwel – diep zout grondwater dat omhoog komt zetten. De verdeling van het zoete en zoute water in de ondergrond is belangrijke informatie voor drinkwaterbedrijven, agrariërs en natuurbeheerders.

‘Het FRESHEM-project heeft als doel het zoutgehalte van het grondwater in de kustzone in beeld te brengen’, vertelt Geert-Jan Nijsten, expert grondwatermanagement bij Deltares. ‘Daarnaast meten we verder in het binnenland, waar het grondwater tot op grote diepte zoet is, waar kleilagen zitten en hoe dik die zijn.’ Kleilagen zijn moeilijk doordringbaar, en beschermen daardoor het onderliggende grondwater tegen verontreiniging van bovenaf. Ook veroorzaakt het onttrekken van water onder kleilagen minder grondwaterstandsverlaging aan het maaiveld.

Methode

De helikopter in Friesland brengt de zeshoekige constructie op dertig tot veertig meter boven het aardoppervlak. Daarna wordt er een elektromagnetisch veld opgewekt, waarbij de ‘hoepel’ fungeert als een elektrische spoel. Dit veld dringt door in de ondergrond, waar het kleine stroompjes opwekt (eddy currents), waarvan de sterkte afhankelijk is van de elektrische geleidbaarheid van de ondergrond. Die varieert: klei geleidt beter dan zand, zout water beter dan zoet water. Het elektromagnetische veld dat door deze eddy currents op zijn beurt ontstaat, wordt gemeten, en geeft informatie over de ondergrond.

Door de metingen van de helikopter aan te vullen met gegevens uit grondboringen en al bekende geologische data, kan het terugkerende signaal worden vertaald in zoutgehalten van het grondwater. In gebieden met zoetwater kunnen ook de kleilagen in beeld worden gebracht. Waar het grondwater zout is, zal het signaal van het zoute water het signaal van de kleilagen overstemmen.

Uiteindelijk levert het heen en weer vliegen van de helikopter – in rechte lijnen met een onderlinge afstand van een paar honderd meter – een  driedimensionaal beeld op van het zoutgehalte in het grondwater en van de kleilagen in het geanalyseerde gebied. In gebieden waar het grondwater zoet is, is het dieptebereik van de meetmethode 200 tot 250 meter. Bij de aanwezigheid van ondiep zout water wordt het bereik minder diep.

Snel, diep en veilig

‘Dit is een ongekend snelle manier om de ondergrond in beeld te brengen’, zegt Jan Gunnink, onderzoeker en projectmanager bij TNO en betrokken bij dit project. ‘Ga maar na: die helikopter vliegt zestig tot tachtig kilometer per uur, en doet elke twintig meter een meting. Het valt met geen enkele andere techniek te vergelijken. Ook niet met remote sensing, want daarmee meet je alleen eigenschappen van het aardoppervlak en soms heel dicht daaronder, en kijk je niet de diepte in.’

De sterkte van het elektromagnetische veld is aan het aardoppervlak vergelijkbaar met die van een mobiele telefoon of een langsrijdende trein, meldt Nijsten. De metingen leveren daarmee geen gevaar op voor mensen of dieren.

Eerste resultaat

De allereerste meetresultaten van vorige week. Het betreft een testlijn om de instellingen te checken. Deze lijn is 5 km lang en is in Friesland ten zuiden van Oudega gevlogen, een gebied met diep zoet grondwater. De figuur toont een geologische structuur in de ligging van de hoge elektrische weerstanden (rood en paars: zand), lage elektrische weerstanden (blauwe kleuren: klei) en tussenliggende waarden (groen-geel-oranje: mengvormen van zand en klei). Na de meetcampagne gaan Deltares en TNO driedimensionale kaarten maken van het zoutgehalte van grondwater en van de diepte en dikte van eventuele kleilagen. Copyright: FRESHEM

Zoetwaterbellen

Met de verkregen 3D-beelden kunnen provincies, waterschappen en waterbedrijven bepalen waar mogelijkheden zijn om drinkwater te winnen, waar maatregelen tegen verzilting nodig zijn, en waar het mogelijk is om overtollig zoet water te infiltreren om te gebruiken in perioden van schaarste.

‘In Zeeland, waar het zoute water vaak zo ondiep zit dat gewassen er last van hebben, kun je hiermee bijvoorbeeld zoetwaterbellen ontdekken’, vertelt Gunnink. ‘Zoals in voormalige kreken, die in de loop der tijd zijn opgevuld met zand.’ Hiervan kan de landbouw gebruikmaken.

Maar ook zoutwater opsporen op grote diepte kan van belang zijn. Als drinkwaterbedrijven zoet water omhoog halen, kan het onderliggende zoute water worden meegetrokken en uiteindelijk de bron verzilt raken. Gunnink: ‘Dat kan bijvoorbeeld in West-Brabant gaan spelen, waar drinkwater van grote diepte komt.’

Eerdere metingen

Het is niet voor het eerst, dat de zoet-zoutwaterverdeling vanuit de lucht in kaart wordt gebracht. Zo is al in 2016 het project FRESHEM-Zeeland uitgevoerd. Maar dat was met een andere techniek, waarmee veel minder diep werd gemeten dan met de huidige methode. Ook in delen van Friesland, Oost-Groningen en Noord- en Zuid-Holland zijn al eerder helikoptermetingen gedaan

Meer algemeen gebeurt het meten van geleidbaarheid in de ondergrond vanuit de lucht al sinds de jaren ’60, vertelt Gunnink. ‘Maar niet aan grondwater, en veel minder gedetailleerd dan nu.’ De eerste toepassingen betroffen het opsporen van ertsgesteenten in graniet. ‘Ertsen geleiden heel goed, graniet juist helemaal niet.’

Andere provincies

De helikopter met het meetinstrument die nu over Friesland vliegt, zal ook analyses doen in de andere twee noordelijke provincies. Een andere helikopter met meetapparatuur gaat de ondergrond in kaart brengen van Zeeland en delen van Noord-Brabant en Noord- en Zuid-Holland. In veel andere delen van de Noordzeekust is de kans op verstoringen door kabels en leidingen te groot.

In februari 2026 is de meetcampagne naar verwachting ten einde. 

Partners

Freshem-NL is een gezamenlijk initiatief van zeven provincies, zeven waterschappen, vijf waterbedrijven en de kennisinstituten Deltares en de Geologische Dienst Nederland (onderdeel van TNO). De rijksoverheid draagt bij aan de financiering vanuit het Deltaprogramma Zoetwater, dat als doel heeft Nederland weerbaarder te maken tegen zoetwatertekorten.

Openingsbeeld: SkyTEM