Zeewater (zout water) intrusie in het grondwater is het binnendringen van een watervolume met zoutoplossing in een aquifer systeem. Deze indringing kan met zowel een constante als een variërende stroming gaan, maar over het algemeen betreft dit een variërende 3D-stroming. Door de indringing van het zoute water wordt het zoete water verplaatst, dat zich in het originele systeem bevond. Het volume zoete water verdwijnt door uitstroming dat gelijk gesteld kan worden aan het instromingdebiet van het zoute water. Deze stroom van zoet water uit het systeem kan plaatsvinden op natuurlijke wijze via doorlekken. Het uiteindelijke resultaat beschrijft een toename van het volume van zout grondwater en een afname van het volume van het zoete grondwater. Maar welke oorzaken en gevolgen heeft dit voor het desbetreffende kustgedeelte? Treedt dit fenomeen over de hele wereld op, of juist op specifieke plaatsen? Heeft de klimaatsverandering hier iets mee te maken?
Waar vindt het fenomeen plaats op de wereld?
Zoutwater intrusie vindt voornamelijk plaats in de kust en delta gebieden over de gehele wereld, waar de bevolkingsdichtheid groot is en veel activiteiten plaatsvinden. De reden waarom dit een groot probleem is, is dat de actuele situatie van het probleem niet significant gemeten kan worden. Dit houdt in dat er te weinig data bekend is over de situatie in de ondergrond. Het proces om een nieuw evenwicht te bereiken tussen de volumes van het zoute en zoete water neemt een zeer lange tijd in beslag. De stromingen van het zoete en zoute grondwater zijn bepaald door de niveaus en gradiënten van het grondwater en piëzometrische niveaus, welke bepaald zijn door randvoorwaarden zoals het niveau van het oppervlaktewater, hoeveelheid inkomend water door neerslag, etcetera. Deze zogenaamde randvoorwaarden zijn overal op de wereld anders en veranderen met de tijd. Dit gebeurt door zowel natuurlijke processen (zeewaterspiegel stijging) als door menselijke ingrepen (kunstmatig verhogen/verlagen van grondwaterniveau). Niets blijft wat het is en er zal continu gemeten moeten worden, indien men van relevante informatie voorzien wilt blijven. Een andere consequentie voor het verminderen van het zoete grondwatervolume is dat het land langzamerhand verzakt. In veel kustgebieden die dichtbevolkt zijn, is de ontwikkeling van de zeewater intrusie en het verzakken van de kust enorm. Het voordeel van het verzakken van het land ten op zichten van zeewater intrusie, is dat de verlaging van de kust gemakkelijk bepaald en gemeten kan worden; wat overigens bij zeewater intrusie niet het geval is. Zeewater intrusie is onzichtbaar in de ondergrond en de informatie over de actuele zout inbreng door het water is zeer schaars. Doordat er weinig tot geen informatie beschikbaar is, is de beslissing tot het nemen van dergelijke maatregelen niet economisch te noemen. Pas wanneer de situatie alarmerend wordt, en men feitelijk al te laat is, wordt er actie ondernomen. Er moeten uit deze situaties dus methoden bepaald worden die zorgen voor preventie van deze momenten elders. De enige, maar tevens ook meest rigoureuze maatregel is onmiddellijk stoppen met het onttrekken van water uit de ondergrond. Dit is echter geen optie wanneer er gekeken wordt naar aspecten als economie, socialisme, politiek, etcetera.
Functies van grondwater
Het grondwater kan beschouwd worden als een dynamisch systeem met toevoer, afvoer en verandering in de berging. De toevoer kan bestaan uit natuurlijke processen (infiltratie, ondergrondse stroming of afvoer over land), kunstmatig processen (methoden van toevoer als versproeiing e.d.) en water uit oppervlakte wateren. De afvoer bestaat net als de toevoer uit natuurlijke processen (afvoer onder zwaartekracht op oppervlakte water) en kunstmatige processen (oppompen van grondwater, drainage van zowel horizontaal als verticaal).
Klimaatverandering
Zeewater beslaat ongeveer 97,25% van het totale volume water op de aarde. Dit zit verwerkt in oceanen, zeeën, estuaria en zoals nu bekend in grondwater (door het fenomeen intrusie). Het komt er voornamelijk op neer dat de gevoelige punten de kust en delta gebieden zijn, zoals eerder gezegd. De aanvoer van de zoutoplossing in het grondwater is willekeurig als gevolg van eerder gebeurde en toekomstige natuurlijke processen, zoals klimaatverandering. Deze klimaatveranderingen leiden tot onder andere zeewaterspiegel stijging. De klimaatveranderingen leiden tot veranderingen in de zeewaterspiegel, welke gerefereerd worden aan een voorspelling op geologische data uit het verleden. Tegenwoordig stijgt de zeespiegel te snel als men dit met de voorspellingsmodellen vergelijkt. Dit gevolg wordt veroorzaakt door de stijging van de temperatuur en zorgt ervoor dat het zeewater warmer wordt en uitzet, wat leidt tot een groter innemend volume. Daarnaast smelten ook de ijskappen snel. De klimaatverandering wil niet automatisch zeggen dat er meer zeewater intrusie komt. Dit is namelijk erg afhankelijk van de tijd, plaats en situatie. Een positief gevolg is echter dat de toevoer van zoet water door neerslag hoger wordt. Dat houdt in dat het zoete grondwater ook wordt aangevuld en misschien weer tot een nieuw evenwicht kan leiden.
Zoet waterlaag onder zout waterlaag
In de meeste gevallen is het grondwater opgedeeld in drie delen. In volgorde van de laag die het dichtst bij het maaiveld ligt naar de diepste laag, komt als eerste het zoete water, daarna het brakke water en als laatste het zoute water. Deze volgorde is te verklaren aan de hand van de dichtheden van de vloeistoffen; zoet water is namelijk ietsje lichter dan zout water (met daar tussenin het brak (menging zoet en zout) water). In sommige gevallen is echter aangetoond dat er zoet grondwater onder het brakke of zoute grondwater lag. Dit heet een zogenaamde inversie, omdat het niet logisch is dat zwaarder brak of zout water boven het lichtere zoete grondwater bevindt. In een stabiele situatie is de enige verklaring hiervoor dat er een ondoorlaatbare laag het zoete water tegenhoudt naar boven te stromen en vermengd wordt met het zoute water, wat daarboven ligt. Dan is de volgende vraag die je jezelf moet stellen: hoe is het zoete water in de onderste laag gekomen? Hierop zijn meerdere antwoorden mogelijk. Één daarvan is dat het zoete grondwater er al een lange tijd ligt en dit gezien kan worden als fossiel grondwater. Een andere mogelijke verklaring is dat het zoete water wordt aangevuld door een lager gelegen zoet water bel.
