Subsurface Modelling

Noodzaak van geologische modellen

De Geologische Dienst Nederland (GDN) is onderdeel van TNO en maakt modellen van de grond onder onze voeten, tot wel kilometers diep. Deze modellen zijn een samenvatting van alle geologische basisinformatie.

Ze combineren geologische data en kennis en geven een zo waarheidsgetrouw mogelijke weergave van de werkelijkheid. Ze voorspellen de opbouw en eigenschappen van grondlagen, inclusief daarin aanwezige gassen en vloeistoffen. Zo kun je belangrijke vragen beantwoorden:

• waar je veilig tunnels kunt graven
• waar je grote gebouwen kunt neerzetten
• waar je grind, zand, klei, kalksteen en grondwater kunt winnen
• waar en hoe veel de bodem gaat dalen
• het toepassen van Warmte-Koude-Opslag
• het winnen van aardwarmte

Vier belangrijke modellen

De GDN heeft vier modellen ontwikkeld voor de ondiepe ondergrond, tot 500 meter diepte. Deze zijn gemaakt dankzij honderdduizenden boringen en sonderingen die staan in de DINO-database (Data en Informatie van de Nederlandse Ondergrond). De GDN ontwikkelt ook modellen voor de diepe ondergrond, tot een diepte van vier- tot vijfduizend meter. Hiervoor gebruiken we seismische data en gegevens uit diepe boringen. De modellen zijn voor iedereen vrij beschikbaar via GDNdata. Hier volgt een overzicht van de 4 belangrijke modellen voor ondiepe ondergrond.

1. Het Digitaal Geologisch Model

In het Digitaal Geologisch Model (DGM) is de ondergrond van Nederland opgebouwd. Dat is gedaan door de lithostratigrafische eenheden in de ondergrond digitaal op elkaar te stapelen, van 500 meter diep tot aan het maaiveld. Door dikte- en dieptevlakken geeft dit model inzicht in de opeenvolging van lagen. In kaartbeelden en profielen wordt de ruimtelijke samenhang van de eenheden op regionale schaal verduidelijkt.

2. Regionaal Geohydrologisch Informatie Systeem

Het Regionaal Geohydrologisch Informatie Systeem (REGIS-II) is de hydrogeologische verfijning van het DGM. Hierbij is elke geologische eenheid onderverdeeld in zandige en kleiige lagen, ofwel goed doorlatende en slecht doorlatende lagen. Bij de lagen zijn gemiddelde geohydrologische parameters toegekend voor toepassingen in grondwaterstudies.

3. GeoTOP

GeoTOP geeft een gedetailleerd driedimensionaal beeld van de ondergrond, tot 50 meter onder NAP. Dat deel wordt door de mens het meest intensief benut. Dit model is een verfijning van de bovenkant van DGM en REGIS-II. Bij dit model is de ondergrond verdeeld in miljoenen blokjes (voxels) van 100 x 100 x 0,5 meter. Elke voxel bevat informatie over de grondsoort en de fysische en chemische eigenschappen.

4. DGM Diep

Het vierde model is DGM Diep. Het model lijkt sterk op DGM, maar bestrijkt een ander dieptebereik, namelijk wel tot 6 kilometer diepte. Daarmee is het geschikt om de potentie van aardwarmte te berekenen.

Voorspellen van bodemdaling

Bodemdaling in Nederland zorgt voor maatschappelijke problemen en kosten. Wij meten, monitoren en modelleren bodemdaling. De belangrijkste gevolgen zijn het verzakken van wegen, bruggen, dijken of huizen en een vergroot overstromingsrisico van laaggelegen gebieden. Daarom willen we weten of en hoe we bodemdaling kunnen beïnvloeden.

Onderzoek naar bodemdaling Nederland

De bodem kan dalen door effecten uit zowel de ondiepe als de diepe ondergrond. Processen die zorgen voor bodemdaling in de ondiepe ondergrond zijn het krimpen van klei en de oxidatie en samendrukking van veen. Met hulp van modellen onderzoeken we de oorzaken om bodemdaling beter te begrijpen en voorspellen. Dit doen we met gegevens over de opbouw van de ondergrond, de snelheid van de bodemdaling en de hoeveelheid CO2-uitstoot die dat veroorzaakt. We onderzoeken belangrijke vragen:

• Welke processen zorgen voor bodemdaling?
• Wat is de mate van daling?
• Hoeveel broeikasgas komt er vrij?
• Kunnen we voorspellen hoeveel daling er nog op zal treden?

Bodemdaling door menselijke activiteit

Op veel plaatsen in Nederland daalt de bodem door menselijke activiteit. Belangrijke oorzaken zijn:

• het verlagen van de grondwaterstand
• het bouwen van woonwijken en wegen op slappe bodems
• de winning van gas, olie en zout
• klei en veen in de bodem

Vooral plaatsen waar de bodem bestaat uit klei en veen zijn risicovol voor bodemdaling, omdat dat materiaal zeer samendrukbaar is. Door het laaghouden van het grondwaterpeil, worden de lagen compacter. De bodem daalt en er worden grote hoeveelheden CO2 uitgestoten.

Bodemdaling meenemen in beleid

Voor veel activiteiten in de ondergrond is het goed om te weten of er bodemdaling plaatsvindt. Door ons onderzoek kunnen we het steeds beter voorspellen. Op die manier kunnen risico’s en kansen bij beleidsontwikkeling worden geanalyseerd en afgewogen. Vervolgens kan het beleid daarop worden aangepast, zodat de bodemdaling minimaal is. Zo zorgen we voor een duurzame en veilige leefomgeving.