De temperatuur is een belangrijke parameter bij het beoordelen van het geothermisch potentieel van een aquifer; het maakt niet uit hoe doorlatend of dik een aquifer is, als de temperaturen laag zijn dan is het economisch potentieel van de aquifer ook laag.
De geothermische gradiënt van Nederland is gemiddeld ongeveer 30 graden per kilometer; dit varieert echter sterk van locatie tot locatie en deze variatie wordt vooral bepaald door de thermische geleidbaarheid en (in mindere mate) de radiogene warmte van de gesteenten in de ondergrond.
Om een 3D-temperatuurmodel voor Nederland te maken, gebruiken we de methode van Békési et al. 2020; deze methode lost de steady-state warmtediffusievergelijking met radiogene warmteproductie op in 3D met behulp van eindige differentie (finite difference) en Ensemble Smoother Multiple Data Assimilation (Emerick en Reynolds, 2013) om zo onze schattingen van geleidbaarheid en radiogene warmte aan de werkelijke meetdata uit putten aan te passen. Het model is een raster van 1000m x 1000m x 200m tot een diepte van 10km.
Het temperatuurmodel dat is geproduceerd en gepubliceerd door Békési et al. 2020 is gebaseerd op het lithostratigrafische model DGM Deep v5. Dit model is gepubliceerd in 2019 en bestaat uit basisdieptekaarten van de belangrijkste geologische Groepen in Nederland: zit zijn er 13 in totaal. Sinds 2024 is het echter mogelijk om de geologische Formaties van Nederland op nationale schaal in kaart te brengen. Daarom hebben we in 2025 het temperatuurmodel geactualiseerd met een hoge resolutie lithologisch model, hierin zitten nu 82 geologische lagen.
In eerste instantie worden porositeit, thermische geleidbaarheid en radiogene warmteproductie toegewezen aan alle lagen van het temperatuurrooster op basis van verwachte gesteente-inhoud en literatuur waarden (Hantschel & Kauerauf, 2009). Voor elke cel wordt een temperatuur bepaald door de steady-state warmtevergelijking in 3D op te lossen. De berekende temperaturen worden vergeleken met een database van temperaturen die in de ondergrond zijn gemeten. Vervolgens worden de vooraf bepaalde thermische eigenschappen, radiogene warmteproductie en thermische geleidbaarheid iteratief aangepast om het verschil tussen de berekende en gemeten temperaturen te verkleinen.
Op deze manier worden temperatuurschattingen van de Nederlandse ondergrond berekend die overeenkomen met temperatuurmetingen, en zijn de temperatuurschatting gebaseerd op realistische schattingen van de thermische eigenschappen van de ondergrond en warmtestroming.
Let op: als je kaarten van vóór ThermoGIS v2.5 gebruikt, dan is daarvoor het temperatuurmodel van Békési et al. 2020 gebruikt.
Referenties
Békési, E., Struijk, M., Bonté, D., Veldkamp, H., Limberger, J., Fokker, P. A., ... & van Wees, J. D. (2020). An updated geothermal model of the Dutch subsurface based on inversion of temperature data. Geothermics, 88, 101880.
Emerick, Alexandre A., and Albert C. Reynolds. "Ensemble smoother with multiple data assimilation." Computers & Geosciences 55 (2013): 3-15.
Hantschel, T., & Kauerauf, A. I. (2009). Fundamentals of basin and petroleum systems modeling. Springer Science & Business Media.