Grondwatermetingen met seismische achtergrondruis

De grondwaterstand stijgt in de herfst en in de winter door een neerslagoverschot, terwijl die in de lente en in de zomer daalt door een neerslagtekort. Door te kijken naar veranderingen in de snelheid waarmee trillingen door de bodem reizen (de zogeheten seismische snelheid), kunnen seizoensgebonden veranderingen in de grondwaterstand in kaart worden gebracht voor de ondergrond van Groningen.

Behalve trillingen afkomstig van aardbevingen registreert een seismisch netwerk ook achtergrondruis. Door metingen op verschillende locaties te vergelijken, kunnen we ruis omzetten naar bruikbare signalen. Zo kunnen we kleine veranderingen meten in de snelheid van seismische golven. Omdat in Groningen veel seismische meetstations zijn verspreid over een relatief kleine regio, kunnen we heel precies de snelheid van seismische golven meten.  

Hogere seismische snelheid in zomer

In Groningen neemt de seismische snelheid in de zomer iets toe, terwijl die in de winter juist afneemt. Dit komt door seizoensgebonden veranderingen in de grondwaterstand. Als de grondwaterspiegel door neerslag in de herfst en winter stijgt, stijgt ook de waterdruk in de ruimte tussen de zandkorrels (de zogeheten poriëndruk), wat leidt tot een daling van de seismische snelheid (figuur 1). In de lente en in de zomer verdampt er juist grondwater, waardoor de snelheid stijgt. De seismische snelheid kan dus inzicht geven in de grootte van het neerslagtekort.

Gemiddelde van groter gebied

Omdat achtergrondruis altijd aanwezig is, kunnen we continu seismische snelheidsveranderingen meten. We kunnen deze ruis dan ook goed gebruiken om op een alternatieve manier veranderingen in de grondwaterstand te meten. Daar komt bij dat de grondwatermeting met achtergrondruis een gemiddelde is van grondwaterstanden over een groter gebied, in tegenstelling tot de puntmetingen in een hydrologisch boorgat.

Een gedetailleerde beschrijving van de methode, die gebruikt is in deze studie, is te vinden in het bijbehorend wetenschappelijk artikel.