12 E JAARGANG DELTATECHNOLOGIE OKTOBER 2008 THEMA-UITGAVE

KI

I R I A • JA

A

LTA L I F E •

N VI

ON 8•

G

00

DE

GRES 2 V R EI N ENTIN

THEMA-UITGAVE

OK TOBER 2008

RC

DELTATECHNOLOGIE

12 E J A A R G A N G

Voorwoord Colofon Geotechniek is een informatief/promotioneel onafhankelijk vaktijdschrift dat beoogt kennis en ervaring uit te wisselen, inzicht te bevorderen en belangstelling voor het gehele geotechnische vakgebied te kweken. Geotechniek, jaargang 12 Special Deltatechnologie t.g.v. KIVI NIRIA Jaarcongres 2008 ReInventing Delta Life 30 oktober 2008 Uitgave Uitgeverij Educom BV Mathenesserlaan 347, 3023 GB Rotterdam Tel. 010 - 425 6544 Fax 010 - 425 7225 E-mail [email protected] www.uitgeverijeducom.nl Uitgever/bladmanager R.P.H. Diederiks Hoofdredactie Mw. Drs. ir. Ing. S.A.M. Karstens R.P.H. Diederiks Eindredactie Mw. Drs. ir. Ing. S.A.M. Karstens R.P.H. Diederiks Dr. J.K. van Deen Redactieraad Alboom, ir. G. van Barends, prof. dr. ir. F.B.J. Brinkgreve, dr. ir. R.B.J. Brok, ing. C.A.J.M. Brouwer, ir. J.W.R. Calster, ir. P. van Dalen, ir. J.H. van Deen, dr. J.K. van Diederiks, R.P.H. Eijgenraam, ir. A.A. Graaf, ing. H.C. van de Heeres, dr. ir. O.M. Jonker, ing. A. Kant, ing. M. de

Kooistra, mw. ir. A Korff, mw. ir. M. Lange, drs. G. de Mathijssen, ir. F.A.J.M. Schippers, ing. R.J. Schouten, ir. C.P. Seters, ir. A.J. van Smienk, ing. E. Stam, ir. J.L. Thooft, dr. ir. K. Tigchelaar, ir. J. Veenstra, ing. R. Vos, mw. ir. M. de Wibbens, G.

Redactie Brouwer, ir. J.W.R. Diederiks, R.P.H. Heeres, dr. ir. O.M.

Kant, ing. M. de Korff, mw. ir. M. Thooft, dr. ir. K.

Met speciale dank Geotechniek is Jos van der Burg zeer erkentelijk voor zijn bijdrage aan de introductie-artikelen bij de diverse hoofdstukken in deze special.

Waar een klein land groot in kan zijn Nederland staat voor nieuwe uitdagingen. Klimaatverandering vraagt om een fundamentele bezinning op een duurzame, voor toekomstige generaties leefbare inrichting van Nederland. Het recent verschenen advies van de Deltacommissie en de aandacht hiervoor in de media en politiek onderstreept het belang ervan wat op dit moment gevoeld wordt. Ook droogte, verzilting, bodemdaling en eisen aan waterkwaliteit en ecologie vragen om nieuwe aanpakken. De behoefte aan geavanceerdere oplossingen, het begrip van de samenhang tussen (onder)grond en water, lange termijn inbedding in natuurlijke en economisch-maatschappelijke processen vragen om een ‘integrale aanpak’ ten behoeve van de leefbaarheid van Deltagebieden. Deze aanpak wordt sinds kort ook wel Deltatechnologie genoemd. De complexiteit van de problematiek maakt het nodig om nog meer dan voorheen de disciplines die samen het veld Deltatechnologie vormen te integreren. Het gaat daarbij om disciplines die zich richten op het grensvlak van land en water zoals waterbouw, geotechniek, hydrologie, morfologie en ecologie tezamen met bredere (alfa- en gamma) kennis waaronder bestuurskunde, sociologie en planologie. De integratie van deze vakgebieden stelt ons voor nieuwe kansen en uitdagingen.

Allereerst worden in deze special de uitdagingen voor de lange termijn geschetst en manieren waarbij deze door combinatie van heel verschillende sectoren en partijen opgepakt worden. Vervolgens wordt ingegaan op een drietal specifieke uitdagingen: de veiligheid langs de rivieren, ontwikkeling van het kustgebied en de leefbaarheid in de steden. Het afsluitende thema wordt gevormd door deltatechnologie als vak voor de toekomst: hoe kunnen we de nieuwe generatie studenten interesseren voor dit boeiende vakgebied? We willen met deze special graag de fascinatie van deze sector, die voor Nederland letterlijk van levensbelang is, met u delen en wensen u daarbij veel leesplezier! Sonja Karstens Secretaris Netwerk Deltatechnologie Adviseur Deltares Robert Diederiks Uitgever

Deze special Deltatechnologie van Geotechniek verschijnt ter gelegenheid van het KIVI-NIRIA jaarcongres ‘Re-inventing Deltalife’ en geeft een overzicht van uitdagingen die gerelateerd zijn aan deltatechnologie en voorbeelden van hoe deze voortvarend worden opgepakt, niet alleen in binnenland, maar ook door Nederlanders in het buitenland. De kennis en kunde over deltatechnologie is immers een prachtig exportproduct. In het buitenland is Nederland inmiddels een begrip op het gebied van deltatechnologie en daar mogen we als klein landje best trots op zijn!

© Copyrights Uitgeverij Educom BV - oktober 2008 Niets uit deze uitgave mag worden geproduceerd door middel van boekdruk, foto-offset, fotokopie, microfilm of welke andere methode dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de uitgever. © ISSN 1386 - 2758

GEOtechniek Special Deltatechnologie – oktober 2008

1

Deze special wordt mede mogelijk gemaakt door:

Geotechniek is een uitgave van

Uitgeverij Educom BV Postbus 25296 3001 HG Rotterdam

Tel. 010 - 425 65 44 E-mail [email protected] www.uitgeverijeducom.nl

Mathenesserlaan 347 3023 GB Rotterdam

Inhoud 1

Van de Redactieraad /Colofon

1

Uitdagingen lange termijn

6

Interview met Cees Veerman, voorzitter Deltacommissie

8

RWS Waterdienst

De mooiste en veiligste delta 2010 - 2100

10

Deltares

Water als energieke bondgenoot

12

Deltares

Leven in de Delta volgens Cradle to Cradle, een lonkend perspectief?

14

Netherlands Water Partnership

Deltatechnologie: Innovatiekracht door verbinding tussen publiek, privaat en kennis – Interview met Arie Kraaijeveld, voorzitter Netwerk Deltatechnologie

2 Veiligheid rivierengebied 18

Interview met Annemieke Nijhof, Directeur-generaal Water van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat

20

Fugro Ingenieursbureau

De Amerikaanse en Nederlandse dijkenbouwpraktijk vergeleken

22

Delft Cluster

Virtuele dijkbewaking

24

Movares

BoxBarrier: water keert water

28

RWS Waterdienst

Klimaatdijk meer dan veilig

30

Deltares

Positieve wendingen in het Baggerdossier

32

Flood Control

Flood Control 2015

3

Ontwikkelingen kustgebied

36

Interview met Peter Berdowski, voorzitter van de Raad van Bestuur Koninklijke Boskalis Westminster

38

DHV

Bouwen met respect voor water en ruimte

42

Infram

De sterkte van dijken bij golfoverslag

45

Grontmij

Grontmij beheert kustzone integraal

46

Arcadis

Elastocoast biedt civiel technisch en ecologisch perspectief

48

Delft Cluster

Zandhonger in de Oosterschelde

50

Delft Cluster

Drijvend recreëren biedt mogelijkheden wereldwijd

4

Leefbaarheid steden

54

Interview met Dion van Steensel, wethouder gemeente Dordrecht

56

Delft Cluster

Beter bouwen in de delta

58

Witteveen+Bos

Is de waterbouwkundige ingenieur ‘fit for purpose’? Omgaan met klimaatverandering in Deltasteden

60

BBWM

Bouwen op slappe bodems: vragen om problemen?

62

IGWR

Geotechnical aspects of a land reclamation in Yangtze Haven, Rotterdam

66

IBA

Ingenieursbureau Amsterdam werkt aan tweede fase IJburg

5

Vak voor de toekomst Interview met Jacob Fokkema, Rector magnificus TU Delft

68 70

Delft Cluster

Pinguins in de polder

72

KIVI NIRIA

Deltatechnologie: nieuw vak, rijk verleden en rijke toekomst


3

Hoofdstuk

1


1


Jos van der Burg

Samenvatting Zelden kreeg een regeringsadvies zoveel publiciteit als Samen werken met water van de Deltacommissie. Het advies raakt letterlijk aan het fundament van Nederland: hoe beschermen we ons tegen het water? Commissievoorzitter Cees Veerman denkt er niet lichtvaardig over. ‘Het beschermen van burgers tegen overstromingen is een basistaak van de overheid.’

Cees Veerman en de Deltacommissie:

We gaan uit van het ergste

media-aandacht, maar wil het advies in het juiste perspectief zetten. ‘De commissie denkt niet alleen vanuit de dreiging van water, maar ook vanuit kansen. Dat hebben we in Nederland eigenlijk altijd gedaan, maar door de watersnoodramp van 1953 is dat veranderd. Begrijpelijk, gezien de catastrofale gevolgen van de overstroming. Het beeld van water als vijand moet weer worden doorbroken. Ons advies heet niet voor niets Samen werken met water.’

Veiligheidsgarantie Veerman kan het woord Deltacommissie best nog horen, maar vindt het wel tijd worden om terug te keren naar zijn gewone werk. De ex-minister van Landbouw (2002-2007) is actief als agrarisch ondernemer in Frankrijk en in Goudswaard in de Hoeksche Waard. Het laatste jaar heeft hij weinig op de tractor gezeten, want het voorzitterschap van de Deltacommissie kostte veel tijd. De staatscommissie had als opdracht de vraag ‘hoe Nederland zo ingericht kan worden dat het ook op de zeer lange termijn klimaatbestendig is, veilig tegen overstromingen, en een aantrekkelijke plaats is en blijft om te leven; wonen, werken, recreeëren en investeren.’ Na een jaar studie en overleg bood Veerman het resultaat Samen werken met water aan de regering aan. Live-uitzendingen op radio- en televisie

6


onderstreepten dat het een zaak van nationaal belang betrof. Het advies liegt er niet om: de veiligheid moet met een factor 10 worden vergroot, de komende honderd jaar moet rekening worden gehouden met een zeespiegelstijging van 130 centimeter en om de zoetwatertoevoer te garanderen moet het waterpeil in het IJsselmeer met anderhalve meter worden verhoogd. Om Nederland veilig te maken en houden stelt de Deltacommissie de oprichting voor van een Deltafonds, waarin deze eeuw jaarlijks 1 à 1,5 miljard euro moet worden gestort. Het advies is niet onopgemerkt voorbijgegaan. In de media hing een alarmistische toon van alle hens aan dek. Als er niet snel werd ingegrepen, was een Nederlands New Orleans nog slechts een kwestie van tijd. Veerman is blij met alle

De titel van het advies neemt niet weg dat de strekking ervan is dat we ons in slaap hebben laten sussen. We zijn onvoldoende voorbereid op de veranderingen in de mondiale waterhuishouding. Dat de veiligheid tien keer zo groot moet worden, klinkt niet bepaald geruststellend. Dat is ook de bedoeling, zegt Veerman. ‘De veiligheid is nu ver onder de maat. Het overstromingsriciso is te groot. Natuurlijk weten wij het ook niet precies, maar ga er maar vanuit – we hebben er lang over gepraat in de commissie – dat het tien keer veiliger moet dan nu.’ Waarop dat cijfer is gebaseerd? ‘De waterveiligheid is altijd gedefinieerd in termen van economische schade, maar wij hanteren een brede definitie. Het gaat ook om maatschappelijke

ontwrichting in zeer dicht bevolkte gebieden. Denk aan de landen tuinbouw. We zijn de tweede agrarische exporteur op de wereld. De meeste tuinbouwgebieden liggen in het laagste deel van Nederland. Een overstroming heeft enorme gevolgen.’ Om dat uit te sluiten moeten de dijken bestand zijn tegen een zeespiegelstijging van 130 centimeter in de komende eeuw, vindt de Deltacommissie. Veerman ontkent niet dat het cijfer past in een worst case scenario. ‘Wij gaan uit van het ergste, maar stelt u zich eens voor als wat niet deden en worden getroffen door een overstroming. Wat zou dan het commentaar zijn? Veiligheid is een brengsel van de overheid. Zij moet de burger in laag Nederland dezelfde veiligheidsgarantie bieden als die in Drenthe. Dat is zij aan elke staatsburger verplicht. Als ze die garantie niet kan bieden, moet ze het westen van Nederland ontruimen. Dat willen we niet, dus moeten we schattingen maken over hoe hoog de zeespiegel over bijvoorbeeld 82 jaar is.’ Veerman noemt iedere schatting ‘buitengewoon onzeker’. ‘Maar één ding is duidelijk: de tendens is een steeds grotere zeespiegelstijging. De voorspelde stijging is nu groter dan een paar jaar geleden. Dat geldt ook voor de voorspellingen van het KNMI en het IPCC (het gereputeerde onderzoekinstituut Intergovernmental Panel on Climate Change, jvdb) . De smelting van het landijs, zowel op Groenland als in gletsjers, gaat sneller dan iedereen dacht. Dat heeft grote gevolgen voor de hoeveelheid zeewater, die ook nog eens thermisch uitzet door de stijging van de temperatuur. Voor ons is dat voldoende aanleiding om met onze schatting aan de bovenkant te gaan zitten.’ Is de Deltacommissie te pessimistisch of realistisch? ‘Nogmaals: de tendens is dat het niet meevalt. Critici zijn nu op het irritante af gefocust op de 130 centimeter zeespiegelstijging in ons advies, maar wij zeggen niet dat het zeker is dat die stijging in deze eeuw wordt gehaald. Wij zeggen dat het verstandig is om ons op dat getal te richten, omdat volgens de kennis van dit moment die stijging er vroeg of laat komt. We moeten geen discussie willen voeren of het 130 of 110 centimeter wordt. Laten we in de toekomst blijven meten hoe snel de stijging gaat en ons bij de uitwerking van de plannen op de nieuwste schattingen baseren.’ Veerman rekent niet op meevallers. ‘Ik vermoed dat het er niet beter op wordt. Dat baseer ik op de CO2-uitstoot. Naar verwachting neemt die voorlopig nog toe, omdat het verdrag van Kyoto nog lang niet door ieder land is onderschreven.’

Overstromen De Deltacommissie heeft ‘rekening houden met het ergste’ vertaald in een serie aanbevelingen. Centraal in de benadering staat het ophogen en versterken van duinen en dijken. Een bewuste keuze, zegt Veerman. ‘De eeuwenoude aanpak om sterke dijken te maken en ze goed te onderhouden, is een prima methode om mensen beneden de zeespiegel veilig te laten wonen en werken.’ Nieuw is de gedachte om dijken zo sterk te maken dat het risico nihil is dat ze ooit zullen bezwijken. Veerman: ‘Wij willen niet-bezwijkbare dijken, omdat we van 1953 hebben geleerd dat een dijkdoorbraak een vloedgolf water veroorzaakt. Mensen hebben dan absoluut geen kans om zich uit de voeten te maken. Zeker niet als de doorbraak zoals in 1953 ‘s nachts gebeurt tijdens een springvloed en met een Zuidwester storm.’ ‘Niet-bezwijkbare dijken’ wil niet zeggen dat het water altijd buiten de dijken moet blijven. Veerman spreekt van een nieuw systeem. ‘Op plaatsen met een lage bevolkingsdichtheid mogen dijken in extreme gevallen overstromen. Er is dan nog genoeg tijd om mensen te evacueren.’ Met de nadruk op dijken duinversterkingen sluit het advies sterk aan op het traditionele denken over waterveiligheid. Sterk innovatieve ideeën, zoals de bouw van megaterpen, vallen bij de commissie op onvruchtbare grond. ‘Wij zien daar niets in, omdat een terp tot gevolg heeft dat bij een overstroming degenen die niet op de terp wonen eerder verdrinken dan de terpbewoners. Je discrimineert dus tussen mensen en dat willen we niet.’ Ook in het verplaatsen van economische activiteiten van laag naar hoog Nederland ziet Veerman weinig heil. De commissievoorzitter denkt marktgericht en gelooft niet in overheidssturing op dit terrein. ‘Het verplaatsen van rijksdiensten onder druk van de politiek verliep in het verleden niet geweldig succesvol. Daar zijn een aantal redenen voor: mensen verhuizen niet graag, agrarische bedrijven zijn vaak gelieerd aan een bepaald plek – denk aan tuinbouwcomplexen – en dienstverlenende bedrijven, zoals banken en verzekeringsmaatschappijen, willen in steden met dichte bevolkingsconcentraties zitten. Hoe stellen de voorstanders van verplaatsing zich verhuizing trouwens voor? Moeten we Rotterdam verplaatsen? Die stad is niet toevallig op die plek ontstaan. Het is niet voor niets dat bijna de helft van de wereldbevolking in delta’s woont.’ Overigens vindt Veerman dat Samen werken met water ook oog heeft voor nieuwe ontwikkelingen. ‘De Ruimte voor de rivier-filosofie past naadloos in onze benadering. Ook wij willen

waar dat kan het water de ruimte geven’. Hoe dat te rijmen valt met de aanbeveling om te blijven bouwen in de uiterwaarden? ‘Wij willen geen beperkingen, maar stellen wel randvoorwaarden. De belangrijkste betreft de verantwoordelijkheid voor het risico. Bewoners zijn zelf verantwoordelijk.’

Prime time Veerman is tevreden over de ontvangst van het advies. ‘De politiek is nu aan zet. Wij hebben onze taak gedaan. De regering heeft ons een jaar geleden een vraag voorgelegd. Wij hebben daarover met veel mensen gesproken, onderzoeken laten doen en zorgvuldige en behoedzame afwegingen gemaakt. In ons advies staat hoe wij denken dat het zou moeten. De drie belangrijkste aanbevelingen zijn: kijk naar de dijken, let op de veiligheidsfactor en monitor de klimaatverandering.’ Na de welwillende brede politieke steun voor het advies, klinken inmiddels de eerste kritische geluiden. De VVD is geen voorstander om voor een periode van honderd jaar geld vast te zetten in het Deltafonds. Veerman is niet onder de indruk. ‘De VVD begrijpt het niet. Ze zegt dat ze toekomstige generaties niet met een schuld wil opzadelen. Het is waar dat zij met een schuld zitten, maar ze krijgen er veiligheid voor terug. Als je de staatsschuld vergroot omdat je geld verbrast, zou ik het met de VVD eens zijn, maar dit is een investering om Nederland veilig te maken. Ook van de kritiek op de cijfers in het advies ligt Veerman niet wakker. ‘Natuurlijk komen er nu mensen die met de bril op de punt van hun neus naar de cijfers gaan kijken. Dat is prima. Als zij met goede argumenten aantonen dat het allemaal minder erg wordt dan wij denken, steek ik de vlag uit, want dan hoeven we ons minder zorgen te maken.’ Ook in het buitenland was er veel aandacht voor de aanbevelingen van de Deltacommissie. ‘Ik ben vijf minuten op prime time in het Franse journaal geweest. Heel Europa kijkt hier naar. De Europese Commissie is geïnteresseerd. We lopen voorop. Men denkt: die Nederlanders zijn weer bezig.’ Hoe Veerman hoopt dat er over vijftig jaar tegen het advies wordt aangekeken? ‘Ik hoop dat men zegt dat de Deltacommissie de problemen op tijd heeft onderkend, zodat we in Nederland dan veilig leven en werken. Ik woon beneden de zeespiegel vlak bij het Haringvliet in de Hoeksche Waard. Ik woon en slaap er rustig, maar zal nog rustiger slapen als onze aanbevelingen serieus worden opgepakt.’


7

1 Waterrisico’s

Waterregulering

Waterverdeling m.b.v. de Flipper in m3/s Neder IJssel Rijn Waal

Spuisluizen Resolute bouwresticties voor lage kwetsbare gebieden +evacuatieplannen, terpen, safe havens Hoofdwaterkering

Flipper in Pannerdens kanaal (voor flexibele verdeling over IJssel, Rijn en Waal)

1.000

0

0

1.000

1.000

400

600

0

16.000

2.500

3.500

10.000

21.000

2.500

3.500

15.000

Waterverdeling m.b.v. de Flipper in m3/s Neder Toevoer IJssel Rijn Waal

Stormvloedkering Klimaatdijk gecombineerd met hoogwatervrije wegen A15, A59 en A73

1.000

0

0

1.000

400

600

0

Wateroverschot

16.000

2.500

3.500

10.000

Hoge sponzen: water vasthouden op de zandgronden

21.000

2.500

3.500

15.000

Aanpassingen waterkeringen IJsselmeer

Jan Dirk van Duijvenbode Ronald Roosjen Geiske Bouma

Rijkswaterstaat Deltares TNO

Samenvatting

Toevoer

Stuwen in de Waal (in geval van waterschaarste)

Principiële keuze voor economische ontwikkelingen boven de zeespiegel, in combinatie met natuurontwikkeling


1.000

Lage sponzen water vasthouden in de polders; hoge grondwaterstand: natte weiden Emmers diepe droogmakerijen/polders als retentiegebied voor zware regenbuien Buffercapaciteit IJsselmeer, Markermeer en Krammer Volkerak

In 2007 is op initiatief van het waterinnovatieprogramma WINN van Rijkswaterstaat de kaart ‘de mooiste en veiligste delta 20102100’ gemaakt. Deze kaart biedt een overzicht van mogelijke oplossingen voor de toekomstige wateruitdagingen voor Nederland. In opvolging van de kaart is er met experts een verdiepingsslag gemaakt. In dit artikel wordt ingegaan op twee elementen van de verdiepingsslag; de flipper en (zoet)wateraanvoercirkels. De flipper als element voor de waterverdeling en de (zoet)wateraanvoercirkels als aanvulling op de zoetwatervoorziening van ons land.

Bescherming zuidwest NL, afvoer via Nieuwe Merwede

Watertekort Hoge sponzen water vasthouden op de zandgronden Lage sponzen, voorkomen verdere inklinking dmv hoge grondwaterstand: natte weiden

verhaallijnen: 1. ‘water vanaf de grote rivieren' en 2. ‘water vanaf de Noordzee en Waddenzee'. In dit artikel gaan we in op twee elementen die behoren tot de eerste verhaallijn: de flipper en (zoet)wateraanvoercirkels.

Opzetten van water in hoofdvaarroute (Waal) in geval van extreem lage waterstand

Flipper 3

Waterverdeling m.b.v. de Flipper in m /s Neder IJssel Rijn Waal

Toevoer 1.000

0

0

1.000

400

600

1.000 0

‘De mooiste en veiligste delta 2010 - 2100’ 16.000

2.500

3.500

10.000

21.000

2.500

3.500

15.000

De kaart ‘de mooiste en veiligste delta 2010 2100’ is in 2007 op initiatief van het waterinnovatieprogramma WINN van Rijkswaterstaat gemaakt. De kaart biedt een overzicht van mogelijke oplossingen voor de toekomstige wateruitdagingen in Nederland. De oplossingen zijn bedacht tijdens ontwerpsessies door experts van van Verkeer en Waterstaat, Unie van Waterschappen, InnovatieNetwerk en TNO, begeleid door Adriaan Geuze (West 8). West 8 heeft de oplossingen vertaald naar de kaart 'de mooiste en veiligste delta van Nederland 2010 - 2100'.

8


Verdiepen Na het ontwikkelen van ‘de kaart' wilde WINN een volgende stap zetten in het denken over mogelijke oplossingen voor toekomstige wateruitdagingen in Nederland. Daartoe zijn in 2008 verdiepingssessies georganiseerd met experts van Rijkswaterstaat, Deltares en TNO. Hierin is een aantal voor Verkeer en Waterstaat interessante elementen van ‘de kaart’ verder uitgewerkt vanuit de vragen: kunnen we de functionaliteit van de elementen verder aanscherpen en wat is nodig om de elementen in de toekomst te kunnen realiseren? Deze verdiepingsslag heeft geleid tot twee

De flipper zorgt voor een optimale benutting en verdeling van het water van de Rijn, vanaf het punt dat het bij Lobith ons land binnenstroomt. Het doel van de flipper is een effectief functionerend watersysteem te realiseren in verschillende ‘weer- en watersituaties', namelijk bij hoogwater, bij laagwater en voorafgaand aan droogtesituaties (figuur 1). Hoog water / piekafvoeren: ‘knijpen' In situaties van extreem hoog water (piekafvoeren) draagt de flipper bij aan het (tijdelijk) verhogen van de veiligheid langs de Waal en IJssel. Door het zogenaamde ‘knijpen van water' – wat nu ook al gebeurt in de Nederrijn door de stuw bij Driel – wordt de doorstroom vertraagd. Belangrijk daarbij is om af te stemmen met onze oosterburen en te zoeken naar bergingsmogelijkheden stroomopwaarts. Laag water: waarborgen scheepvaartfunctie Bij laag water wordt de flipper ingezet om de scheepvaart zo lang mogelijk te kunnen voortzetten. Belangrijk is de keuze naar welke rivier het meeste water ‘geflipperd' wordt: de Waal, Nederrijn of IJssel? Afgaand op de huidige situatie veronderstellen we dat de Waal bij laagwater het meeste water krijgt toebedeeld.

Voorbereiding op droogtesituaties: IJsselmeer/Markermeer als zoetwater-buffer Om ook in droogtesituaties te beschikken over voldoende zoetwater, wordt voorgesteld om het IJsselmeer/Markermeer te benutten als zoetwater-buffer. Voorafgaand aan een droogtesituatie moet water via de IJssel richting het IJsselmeer/Markermeer ‘geflipperd' worden. Door de flipper per weer- en watersituatie strategisch in te zetten, kan de buffercapaciteit in het IJsselmeer/Markermeer optimaler benut worden.

Wateraanvoercirkels Naast de zoetwaterbuffer in het IJsselmeer/ Markermeer, kunnen ook zogenaamde 'zoetwateraanvoercirkels' bijdragen aan de zoetwatervoorziening. De flipper zorgt dat zoetwater vanuit de grote rivieren, via het IJsselmeer/Markermeer, naar gebieden in West- en Midden-Nederland gestuurd wordt, en dat het water uiteindelijk benedenstrooms weer teruggevoerd wordt in diezelfde grote rivieren. De ‘zoetwateraanvoercirkels' hebben drie samenhangende functies: 1. Behoud van zoetwater vragende c.q. -gebonden (ruimtelijke) functies (zoals de landbouw, stedelijk groen, natuur); 2. Terugdringen van zoute kwel in gebieden waar dat niet gewenst is (doorspoelen t.b.v. waterkwaliteit); 3. Op peil houden van drinkwater- en koelwatervoorzieningen. Realisatie van de zoetwateraanvoercirkels zou een nieuwe strategie zijn om de zoutindringing tegen te gaan: in plaats van zoetwater te ‘verspillen' aan het terugdringen van de zouttong in het benedenrivierengebied, wordt toegestaan dat deze zouttong verder landinwaarts komt dan nu het geval is (mogelijk tot voorbij de Biesbosch). Naast het feit dat er meer zoetwater overblijft voor gebruik (i.p.v. terugdringen zouttong), wordt ook via de zoetwaterbuffer in het IJsselmeer / Markermeer en de ‘zoetwateraanvoercirkels' gezorgd dat er voldoende zoetwater beschikbaar is voor de functies in het benedenrivierengebied waarvoor zoetwater een voorwaarde is. We maken onderscheid tussen een landelijke wateraanvoercirkel en enkele regionale wateraanvoercirkels, in Noord- en Zuid-Nederland (figuur 2). De landelijke wateraanvoercirkel loopt via Lobith (Rijn),Pannerdens Kanaal, IJssel, IJsselmeer, Markermeer, Amsterdam-Rijnkanaal, ofwel terug naar de Waal, ofwel via het Merwe-

dekanaal naar de Biesbosch. Voor de ontwikkeling van deze wateraanvoercirkel kan gebruik gemaakt worden van bestaande kanalen, die mogelijk opnieuw gedimensioneerd en ingericht moeten worden voor hun nieuwe functie. Ook nieuwe kanalen behoren tot de mogelijkheden bij aanleg van deze wateraanvoercirkel. Gedacht wordt aan een zg. Groene Hart-kanaal dat gevoed wordt uit het IJmeer/Markermeer, via een (de) sifon onder het Amsterdam-Rijnkanaal door, naar de Lek of de Merwede. Er kan ook gekozen worden voor een westelijke aftakking van het Amsterdam-Rijnkanaal, ter hoogte van Breukelen, richting het Groene Hart, en uitmondend in Lek of Merwede. In beide gevallen moeten dan nieuwe ‘kruisingen' (de zg. blauwe knopen) met de Oude Rijn en de Hollandse IJssel vormgegeven worden. Ten behoeve van een regionale wateraanvoercirkel in Noord-Nederland kan water ingelaten worden vanuit het Zwarte Meer naar het Meppelerdiep en de Hoogeveense Vaart naar het Bargerveen (hoogveengebied). Een

Tijd voor evacuatie

Scheepvaart naar Rotterdam

voorwaarde is dat hiervoor de stroming in het Meppelerdiep en de Hoogeveense Vaart ‘omgedraaid' kan worden in droogtesituaties. Een wateraanvoercirkel in Zuid-Nederland loopt via de Maas richting Noord-Limburg en Noord-Brabant, via de Zuid-Willemsvaart en Wilhelminakanaal naar Hollandsch Diep (via de Mark) of Volkerak (via de Dintel). De afleiding van zoetwater door Brabant naar de ZuidHollandse en Zeeuwse eilanden geeft ook de estuariene dynamiek (zoet-zout overgang tussen Noordzee en Zuidwestelijke Delta) meer ruimte.

Hoe nu verder Naast WINN houden ook verschillende kennisen innovatieprogramma's, het Ministerie van Verkeer en Waterstaat en de commissie Veerman zich bezig met het denken over toekomstige oplossingen voor de wateruitdagingen in Nederland. De uitdaging is om krachten te bundelen en ons zo goed mogelijk voor te bereiden op de toekomst. Het project ‘De mooiste en veiligste delta 2010 - 2100’ wil een actieve bijdrage leveren aan die discussie.

Wateropslag IJsselmeer

Figuur 1 Grafische weergave van de werking van de flipper.

Figuur 2 Schematische weergave regionale (links) en landelijke (rechts) zoetwateraanvoercirkels.


9

1


Marcel Bruggers Mark van de Laar

Deltares, Unit Verkenningen en Beleidsanalyse Tekstschrijvers.nl

Samenvatting

Rijkswaterstaat WINN en Deltares strijden mét water

Water als energieke bondgenoot

Nu fossiele brandstoffen opraken en de wereld streeft naar duurzaamheid, is de mondiale zoektocht gestart naar nieuwe, duurzame energiebronnen. Water is in Nederland nog geen geaccepteerde energiebron, maar Nederland heeft van oudsher een sterke band met water en heeft in het verleden op verschillende momenten getoond dat ze de bedreigingen van water kan omzetten in kansen. WINN - Waterinnovatie Rijkswaterstaat en Deltares werken binnen het thema Water en Energie samen om kennis over het winnen van energie uit water te delen, toe te passen en de ontwikkeling ervan te stimuleren.

Het gevecht van de mens tegen het water is al zo oud als de mensheid zelf. Water; de natuurlijke vijand die bij nacht en springtij slachtoffers maakt en oogsten verwoest. Tegelijkertijd heeft de mens al die tijd niet zonder water gekund. Zonder water is er immers geen leven en geen voedsel. Nu, duizenden jaren later, willen we graag meer: televisie kijken, computeren, auto rijden, vliegen, naar de maan, naar Mars en verder. Dat alles kost enorm veel energie. De energie uit fossiel materiaal is niet onuitputtelijk, zeker niet in de mate waarin we het nu verbruiken. De schaarste maakt het steeds kostbaarder. Tijd om uit te kijken naar nieuwe bronnen van energie.

Strijd mét water

illustratie: Beeldleveranciers

Nederland is voorloper in de strijd tegen het water, maar nog geen voorloper in de strijd mét het water. Rijkswaterstaat en Deltares ondernemen nu actie om te strijden mét het water, door de kracht van het water te benutten. Specifiek wordt ingezet op het stimuleren en faciliteren van exploitatie van water als bron van duurzame energie. Er liggen veel mogelijkheden, aangezien de aarde voor tweederde uit water bestaat dat continu in beweging is. Dat brengt een aanzienlijk potentieel met zich mee. De rapportage Water als bron van duurzame energie – Inspiratieatlas van Mogelijkheden (Deltares, 2008) is een eerste product, geïnitieerd vanuit WINN – Waterinnovatie Rijkswaterstaat, om de kracht van het water te verkennen.

Groot beheersgebied Figuur 1 Energiewinnen met water kan op verschillende manieren. Om doorwerking van innovaties te realiseren, is het vaak nodig slimme combinaties te maken met andere gebruiken en functies. Winning van energie uit getijdenstroming, golven en aquatische biomassa kan bijvoorbeeld goed gecombineerd worden met offshore windturbineparken.

10


‘Het besluit om energie te introduceren in het WINN-programma is mede gevoed door de ambitie van het huidige kabinet met betrekking tot energie’, vertelt Marcel Bruggers, adviseur

Energie uit

de geometrie van de installaties, door noodzakelijke ruimte voor het plegen van onderhoud en veiligheid en uiteraard door de omzettings- en wrijvingsverliezen van de installaties. De ‘technisch winbare voorraad' valt dus lager uit dan de voorraad potentiële energie. In werkelijkheid valt de voorraad nog lager uit, omdat ook argumenten vanuit milieu en sociale en maatschappelijke belangen een beperkende factor zijn voor het aantal en de omvang van winlocaties. Daarmee wordt de ‘maatschappelijk winbare voorraad' gedefinieerd. Een andere beperkende factor is de economische haalbaarheid. Locaties zijn alleen exploitabel wanneer de inkomsten door energieverkoop opwegen tegen de investeringen en operationele kosten. Er is dan sprake van ‘economisch winbare energievoorraden'. In onderstaande figuur is de relatie tussen deze voorraden gevisualiseerd.

1 zoet-zoutgradiënten 2 golven 3 aquatische biomassa 4 getijden 5 rivieren 6 warmte- en koudeopslag 7 aardwarmte 8 temperatuurverschillen met het oppervlaktewater

Figuur 2 De acht beschouwde mogelijkheden voor het opwekken van energie met water.

Water en Energie van Deltares. ‘In het regeerakkoord is de doelstelling opgenomen dat in het jaar 2020 twintig procent van alle energie uit duurzame bronnen komt en dat de uitstoot van broeikasgassen met dertig procent is verminderd ten opzichte van 1990. Rijkswaterstaat heeft zich gerealiseerd dat zij over een groot nat beheersgebied met veel mogelijkheden beschikt en wil ook vanuit deze rol bijdragen aan het behalen van de doelstelling. Daarom is de aanzet gegeven voor verschillende projecten waarin duurzame energieopwekking met water het uitgangspunt vormt. Rijkswaterstaat wil de energie uit het water benutten voor energieneutrale bediening van sluizen en bruggen en afhankelijk van de potentie ook een bijdrage leveren aan de groene stroomvoorziening van Nederland’. Er wordt samengewerkt met het Ministerie van Economische Zaken, met de Interdepartementale Programmadirectie Energietransitie en met SenterNovem. Hier, waar de terreinen van verschillende Ministeries logisch samenkomen, wordt samengewerkt aan het inschatten en grijpen van kansen en oplossen van problemen.

Aanzetten tot discussie ‘Aan Deltares is gevraagd om inzichtelijk te maken hoe groot de potentie is van water als bron van duurzame energie in Nederland’, vervolgt Bruggers. ‘Daarvoor hebben wij geïnventariseerd welke technologieën ontwikkeld zijn voor het winnen van energie met water. Ook hebben we de verschillende typen energievoorraden in Nederland gekwantificeerd. Vaak moesten, door het ontbreken van algemeen bewezen en geaccepteerde wetenschappelijke kennis, aannamen op basis van ‘engineering judgement' gedaan worden. Wat we in ieder

geval willen bereiken met deze Inspiratieatlas, is dat het aanzet tot discussie over de potentie en haalbaarheid van exploitatie van energie uit water.’

Definities van energievoorraden Er zijn verschillende definities om energievoorraden te kwantificeren. De ‘potentiële voorraad', oftewel alles wat in het natuurlijke systeem aanwezig is en dus in theorie benut kan worden, vormt de natuurlijke basisvoorraad. Met de huidige technologische mogelijkheden is niet alle potentiële energie technisch winbaar. Dat zit hem in praktische beperkingen door

In de inventarisatie is voor deze voorraden een eerste schatting gemaakt met de daaraan verbonden kansen om duurzame energieoplossingen te realiseren. De totale, jaarlijkse potentiële energievoorraad bedraagt circa tweemaal het Nederlandse energieverbruik. Hiermee is het nog geen bewezen voorraad of reserve; daarvoor zijn gedegen kwantitatieve reservestudies nodig. Ook het bepalen van de economisch winbare voorraad is nog niet mogelijk; deze dienen per technologie in een nadere studie berekend te worden.

Potentiële energievoorraad

Technisch exploitabele energievoorraad

Maatschappelijk exploitabele energievoorraad

Economisch exploitabele energievoorraad

E X P LO I TA B E L E E N E R G I E VO O R R A A D

Figuur 3 Exploitabele energievoorraad.


11

1


Mieke Ketelaars en Joost Icke Deltares, Unit Verkenningen en Beleidsanalyse Ries van Hout Rijkswaterstaat, Waterdienst

Samenvatting Stel je eens voor, een wereld waarin alles duurzaam geproduceerd wordt! Een leven zonder schuldgevoel over het milieu, omdat alles wat we maken en gebruiken volledig recyclebaar is in de industrie, de landbouw en de natuur. De auteurs van het boek ‘Cradle to Cradle' zijn van mening dat een volledig duurzame wereld heel goed mogelijk is. Steeds meer bedrijven en overheden laten zich daarom inspireren door het gedachtegoed van Cradle to Cradle, waarbij Deltares hen adviseert.

Figuur 1 Riet heeft een zuiverende werking op het water en is bovendien een goede dakbedekker. Het benutten van duurzame materialen, die een gunstige uitwerking hebben op de natuur, is een voorbeeld van ‘Cradle to Cradle'.

Leven in de Delta volgens Cradle to Cradle, een lonkend perspectief? Wat is Cradle to Cradle? 'Cradle to Cradle' betekent ‘van wieg tot wieg'. Helaas kennen de meeste producten een leven van ‘Cradle to Grave', van wieg tot graf. Ze worden geproduceerd, geconsumeerd en vervolgens afgedankt als afval dat wordt gestort of verbrand. Bij het ontwerp van dergelijke producten wordt nog onvoldoende nagedacht over het afvalstadium. ‘Cradle to Cradle' staat voor een heel nieuwe generatie van producten, waarvan de reststoffen volledig hergebruikt kunnen worden. Grondstoffen en materialen worden onderdeel van een continue cyclus van productie, consumptie en hergebruik. Dat kan zowel in een natuurlijke, als in een technische kringloop zijn. Afval bestaat niet meer, het is voedsel geworden. De bedenkers van het Cradle to Cradle concept (C2C) zijn de milieuchemicus Braungart en de architect McDonough. Zij zien C2C als een volgende stap in de industriële revolutie. Deze

12


ambitieuze vorm van duurzaam ontwikkelen gaat uit van de gedachte: ‘in plaats van minder slecht, meteen goed doen'. Ze leveren daarmee impliciet kritiek op de eco-efficiënte manier waarop we milieuproblemen aanpakken. We gaan weliswaar veel zuiniger om met materialen, maar het achterliggende probleem is eigenlijk nog niet volledig opgelost, want er blijft afval bestaan. C2C gaat zelfs nog een stap verder met de gedachte ‘afval is voedsel', waarin de restproducten voedsel zijn geworden voor de natuur. De auteurs wijzen in dit verband op de rijkdom van de kersenboom, die overvloedig bloeit, de omgeving voedt met kersen en ook nog eens van grote esthetische waarde is. Ze houden een pleidooi voor het ontwikkelen van technische kringlopen, waarin producten hun functionele eigenschappen behouden en daardoor ‘eeuwig' opnieuw te gebruiken zijn. C2C betekent zodanig duurzaam ontwikkelen dat je tegelijkertijd kunt genieten en groeien. Groei is

immers goed, zowel in de natuur als cultuur. Van werkelijke groei kan alleen sprake zijn als er gelijkwaardigheid bestaat tussen ecologie, economie en maatschappij. Ontwerpers moeten verder kijken dan alleen het hoofddoel, het product of het systeem. De hele levenscyclus van het product moet in samenhang met de mensen en de natuurlijke omgeving bekeken worden. Het streven is eco-effectiviteit, met integraal duurzame oplossingen.

Cradle to Cradle in de Delta Bestaande C2C toepassingen zijn vooralsnog gericht op industrie en architectuur, in een schone en natuurlijke omgeving. Bij de industrie gaat het om duurzame productieprocessen en producten waarbij de technologische kringloop gesloten wordt en de afvalstromen van uitgebruik geraakte producten optimaal worden hergebruikt. Bij de architectuur gaat het om gezonde bouwprocessen, waarbij mensen

kunnen wonen en werken in ‘levende' gebouwen: energieneutraal, veel daglicht en groen, een natuurlijke verversing van de lucht. Meer recent zijn de Waterdienst van Rijkswaterstaat en de gemeenten Maastricht en Almere op zoek gegaan naar de wijze waarop de C2C ontwerpprincipes kunnen worden toegepast op hun werkprocessen, bij gebiedsontwikkeling en voor een duurzaam beheer van water en bodem. De auteurs van dit artikel zijn betrokken bij het ontwikkelen van inspirerende C2C ideeën voor Almere en Rijkswaterstaat. Enkele voorbeelden van de C2C principes die we in deze projecten hebben voorgesteld:

en erosie, bijvoorbeeld in een zogeheten ‘zandmotor', Stimuleer biodiversiteit door het creëren nieuwe habitats (meervoudig ruimtegebruik, de Rijke Dijk), Stimuleer het zelfreinigend vermogen van watersystemen door ze natuurlijker in te richten (herstel van de estuariene dynamiek in de Zuidwestelijke Delta), Produceer en gebruik duurzame grondstoffen zoals hout, riet en gras; Gebruik (natuurlijk) sediment voor gebiedsontwikkeling en veiligheid; Vergroot het welzijn van omwonenden; combineer economische, ecologische en recreatieve functies (natuurlijke strandjes langs de rivier, fiets/wandelpaden op de dijk); Integreer functies die tot nu toe vaak gescheiden zijn, zoals wonen op water en natuur in de stedelijke omgeving; Gebruik het (afval-)water als energiebron en ontwerp een energieneutraal watersysteem, door slim gebruik te maken van water-, wind-, bio- en zonne-energie; Ontwerp kunstwerken multifunctioneel, goed geïntegreerd in het landschap; Bouw ‘zachte' waterkeringen bestaande uit vernieuwbare materialen als hout en rietbossen in plaats van harde waterkeringen met stortstenen. Maak producten die na gebruik gewoon kunnen blijven liggen en niet schadelijk zijn voor het milieu maar voedsel voor plant en dier; Houd stoffen vast in de technische kringloop en vermijd het gebruik van niet herwinbare grondstoffen.

Aan de slag met Cradle to Cradle Het gedachtegoed van C2C blijkt in de praktijk niet altijd even eenvoudig toe te passen. Hoe krijgen we nu voor elkaar dat de boven-

illustratie: Beeldleveranciers

Benut natuurlijke processen zoals aanzanding

Figuur 2 Met behulp van warmte-koudeopslag kunnen woningen en bedrijfsgebouwen zelfvoorzienend worden met energie. Bron: Water als bron van duurzame energie – inspiratieatlas van mogelijkheden (Deltares, 2008).

genoemde en nog te bedenken C2C principes worden toegepast in de Delta? 1. Breng mensen bij elkaar. Organiseer expertmeetings waarin de C2C principes samen worden toegepast op het gebied. Beschouw economische, ecologische en sociale belangen in samenhang. 2. Ontwikkel een visie op C2C in het deltagebied. Op basis van de verkregen resultaten kan een lijst opgesteld worden met uitgangspunten voor ruimtelijke ingrepen in het deltagebied. 3. Ga aan de slag met C2C. Bedenk slimme combinaties van maatregelen, materiaalgebruik, ruimtelijke ordening en fasering.

Tenslotte Cradle to Cradle is eerder een richtinggevende filosofie dan een tot in detail uitgeschreven methode. Het is in de eerste plaats een bron van inspiratie voor het ontwerpen van werkelijk duurzame kringlopen van water, stoffen en materialen. De opzet is kennisintensief, vereist nauwe samenwerking en verwacht van alle deelnemers dat zij vermeende knelpunten als een uitdaging beschouwen. De lat ligt hoog, maar het gaat erom dat wij de kwaliteit van onze leefomgeving weten te waarborgen, voor nu en voor de generaties na ons!


13

1


Sonja Karstens

Samenvatting Begin 2007 is het Netwerk Deltatechnologie, bestaande uit private partijen, overheden en kennisinstellingen die actief zijn op het gebied van deltatechnologie, van start gegaan. Het netwerk bestaat uit vertegenwoordigers van overheden, kennisinstellingen en private partijen, en wordt gefaciliteerd door het Netherlands Water Partnership (NWP). Vanuit de overheid zijn de ministeries V&W, EZ, LNV, VROM en OCW vertegenwoordigd, maar ook de provincies, waterschappen en de gemeentes. Vanuit de private partijen zijn de aannemers, waterbouwers en ingenieursbureau’s actief, vertegenwoordigd door de brancheorganisaties Bouwend Nederland, VBKO en ONRI. Ook doen landschapsarchitecten mee. Vanuit de kennisinstellingen zijn de universiteiten, WUR/ Alterra en Deltares aangesloten. Met Arie Kraaijeveld, voorzitter van dit netwerk, spreken we over de werkwijze en de resultaten tot nu toe.

Figuur 1 Palm eiland, Dubai.

Netwerk Deltatechnologie: Innovatiekracht door verbinding tussen publiek, privaat en kennis Netwerk ‘Het Netwerk Deltatechnologie is ambitieus en met reden. De huidige en toekomstige watervraagstukken roepen om snelle en daadkrachtige stappen om als Nederland een constructieve bijdrage te kunnen leveren aan de uitdaging in eigen land én daarbuiten. Hiermee draagt het netwerk bij aan de realisatie van een maatschappelijk verantwoord en duurzaam deltasysteem binnen Nederland. Zo kan deltatechnologie de Nederlanders in staat stellen duurzaam veilig te wonen in een delta waar ruimte is voor economische ontwikkeling en bevolkingsgroei zonder dat de kwaliteit van de delta in gevaar komt.

14


Het Netwerk Deltatechnologie is opgericht om de bestaande kleinere netwerken rondom kennisontwikkeling, innovatieve thuismarkt en export op het gebied van deltatechnologie te versimpelen en de onderlinge samenhang tussen de activiteiten te vergroten. Het Netwerk legt verbindingen tussen verschillende gremia, programma’s, projecten en initiatieven die momenteel lopen of binnenkort van start gaan. Het netwerk versterkt de samenwerking, versnelt het innovatieproces, en draagt bij aan het creëren van experimenteerruimte en een slagvaardige uitvoering van innovaties’; aldus Kraaijeveld.

Arie Kraaijeveld, voorzitter Netwerk Deltatechnologie.

Export Nederland staat zeer goed bekend in het buitenland op het gebied van deltatechnologie. De aanleg van het palmeiland op Dubai (figuur 1), het flood management system in New Orleans, de uitbreiding van het Panamakanaal (figuur 3), het waterbeheerssysteem in Singapore en de Jamuna brug in Bangladesh (figuur 2) zijn slechts enkele voorbeelden van projecten waar Nederlandse bedrijven in het buitenland bij betrokken zijn. De Nederlandse waterexport heeft zich in de periode van 1995 tot 2005 verdubbeld; dat is gemiddeld 7% per jaar. In 2006 en 2007 heeft deze groei zich versterkt tot rond

de 9% per jaar. Kraaijeveld reageert: ‘Dat is positief, maar de snel groeiende wereldmarkt biedt nog volop kansen om de export verder te versterken. Het blijft daarom van belang om het Nederlandse imago te laten glimmen. Private en publieke partijen binnen het Netwerk Deltatechnologie zetten zich daarom samen in om Nederland nog sterker op de kaart te zetten. Daarbij hebben we niet alleen aandacht voor export, maar ook voor ruimte voor innovaties in eigen land. Juist daar moeten we als Nederland Waterland laten zien wat we kunnen.’

Resultaten Kraaijeveld is blij met de resultaten tot nu toe: ‘We kunnen constateren dat het benodigde commitment zowel bij de publieke en private sector als bij grote en kleine partijen aanwezig

maatschappelijke vraagstukken. Concrete voorbeelden zijn de programma’s Building with Nature en Flood Control 2015, waaraan publieke en private partijen inspanning en financiele bijdrage leveren. Aan deze stevige basis van bereidheid tot samenwerking en gezamenlijke inspanningen is een lang proces vooraf gegaan. Te vaak zag je in het verleden dat partijen de bal bij de ander neerlegden en verwachtten dat de ander in actie kwam. Binnen het netwerk deltatechnologie kunnen publiek en privaat gezamenlijk werken aan de versnelling van innovatie. Wij nodigen alle partijen in de deltatechnologiesector van harte uit bij te dragen aan de verdere invulling van dit zich permanent ontwikkelend programma.’

Het barst in deze sector van de netwerken. De uitdaging is om deze zaken slim aan elkaar te koppelen.

‘‘

Activiteiten Centraal in de aanpak van het netwerk Deltatechnologie staat de innovatie-keten: van fundamenteel en toegepast onderzoek, tot en met experimenten en daadwerkelijke toepassing in de thuismarkt, business development en export. De vijf hoofdactiviteiten van het netwerk grijpen in op verschillende plekken in deze keten: samenhang aanbrengen in visies en onderzoeksagenda, quick-wins realiseren en het versnellen van innovaties door het opheffen van generieke belemmeringen, stimuleren van de realisatie van grootschalige pilots, versterken concurrentiepositie internationaal, acties voor waterbewustzijn, onderwijs en arbeidsmarkt.

’’

is. Eind 2007 heeft het netwerk de InnovatieAgenda Deltatechnologie opgesteld met voorstellen die tot doel hebben flinke stappen te maken met als belangrijkste motto: doen en leren van de praktijk. Voorbeelden van innovatieve initiatieven waar het Netwerk Deltatechnologie vanuit haar positie een aanjagende rol speelt zijn Klimaatbestendig bouwen in Deltasteden, Innovaties in Ruimte voor de Rivier en de totstandkoming van de Zandmotor. Inmiddels zijn we zover dat een aantal van de prioriteiten van het netwerk opgepakt is binnen het project ‘Nederland Ondernemend Innovatieland’ waarmee het kabinet zich richt op betere benutting van kennis en ondernemerschap voor

Figuur 2 Jamuna Bridge, Bangladesh.

Figuur 3 Panama kanaal.


15

Hoofdstuk

2

Veiligheid rivierengebied

2


Jos van der Burg

Samenvatting Hoe houden we droge voeten in ons natte polderland? Directeur-generaal Water van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat Annemieke Nijhof vindt het tijd voor een mentale omslag. ‘Het idee dat we rustig kunnen gaan slapen, moet worden doorbroken.’

De overheid en deltatechnologie

Een nieuw paradigma in het waterveiligheidsbeleid Nijhof fronste vorig jaar de wenkbrauwen bij het voornemen van staatssecretaris Tineke Huizinga van Verkeer en Waterstaat om een commissie op te richten, die een integrale visie op het waterveiligheidsbeleid zou moeten ontwikkelen. Nijhof, die toen raadadviseur milieu, ruimtelijke ordening en leefomgeving in het kabinet van de minister-president was, had haar twijfels. ‘Er was binnen het kabinet net afgesproken om minder commissies in te stellen. Ik vroeg me af of de Deltacommissie nodig was.’ Ze was snel overtuigd. ‘Het onderwerp is ontzettend belangrijk, maar was moeilijk op de politieke en maatschappelijk agenda te krijgen. Waterveiligheidsbeleid werd niet als urgent ervaren. Algemeen dacht men dat het wel goed zat met het water en de dijken.’ Ze noemt nog een paar barrières die aandacht in de weg stonden. ‘Waterveiligheidsbeleid is een zaak van lange termijn. Omdat de beleidsomgeving meer op de korte termijn is gericht, heeft zo’n onderwerp het moeilijk. Complicerend is ook dat het waterveiligheidsbeleid niet alleen een waterstaatkundige opgave is. Het raakt aan meer ministeries, zodat je te maken hebt met inter- en bovendepartementale belangen.’ Tenslotte was er nog een overweging om een commissie aan het werk te zetten. ‘Als het ministerie van Verkeer en Waterstaat met een eigen plan zou komen, zouden critici zeggen dat de ingenieurs van

18


Rijkswaterstaat weer bezig waren zichzelf werk te verschaffen. Het waterveiligheidsbeleid moest breed worden gedragen, want het gezag van de commissie moest boven elke twijfel zijn verheven. Zij mocht geen excuus zijn van een minister, staatssecretaris of het ambtelijk apparaat.’ De optelsom van overwegingen leidde tot de oprichting van een staatscommissie met een brede samenstelling, die Deltacommissie werd genoemd. Vanaf februari dit jaar kreeg Nijhof intensief met de Deltacommissie te maken, want toen ruilde ze haar werk voor de minister-president in voor de functie van directeur-generaal Water. Hoe groot de bemoeienis van het ministerie van Verkeer en Waterstaat met de Deltacommissie was? ‘We hadden inbreng, maar dat is iets anders dan invloed. Medewerkers op het ministerie stelden hun kennis en inzicht beschikbaar, waar de commissie op haar eigen wijze hoofdlijnen, conclusies en redeneerlijnen aan ontleende. In de laatste fase hebben we met elkaar van gedachten gewisseld over de bevindingen. Het ging niet over de ontwikkelingsrichting van het rapport – daarover gingen wij niet – maar over feitelijkheden. Stonden er zaken in het die volgens ons niet klopten?‘

Kansberekening Toeval of niet: het rapport van de Delta-

commissie strookt grotendeels met de ideeën die op het ministerie van Verkeer en Waterstaat leven. Zoals het nieuwe denken over risico’s. Nijhof: ‘Wij zijn blij met het advies van de commissie om de normsystematiek in het waterveiligheidsbeleid te veranderen. De vorige Deltacommissie, die na de watersnoodramp van 1953 werd ingesteld, baseerde beschermingsniveaus op economische analyses. Het draaide vooral om vragen als: wat is de economische meerwaarde van het maken of sterker maken van een dijk? De nieuwe Deltacommissie sluit aan bij het huidige denken over externe veiligheid, met name op terreinen waar de overheid via normen de risico’s voor de samenleving reguleert.’ Nijhof noemt als voorbeeld het beleid voor gevaarlijke stoffen. ‘Daarin hanteert de overheid geen economische, maar morele normen. Het uitgangspunt is dat iedere burger een minumumbeschermingsniveau verdient. In het waterveiligheidsbeleid draait het om dezelfde manier van denken. Met kansberekeningen wordt het risico voor burgers ingeschat om slachtoffer te worden van een overstroming. Daarnaast wordt gekeken naar de maatschappelijke ontwrichting. Wat vinden we aanvaardbaar? Honderd keer een dode in het verkeer is honderd keer een familietragedie, maar honderd doden bij een vliegtuigongeluk noemen we een ramp. Een nog grotere ramp is een overstroming met duizend doden met als

nevenschade het verlies aan vitale infrastruktuur en het jarenlang onbruikbaar zijn van vruchtbare landbouwgrond. De kans op zo’n ramp willen we tot een minimum beperken.’ Kortom, binnen het waterveiligheidsbeleid spelen twee discussies: er wordt gepraat over het minimale beschermingsniveau van burgers en over het voorkomen van grootschalige ontwrichting van de samenleving. Beide leiden naar een nieuw normeringsstelsel, zegt Nijhof. ‘Het klinkt abstract, maar de gevolgen zijn concreet. In sommige gevallen is de huidige normering niet strikt genoeg, omdat hij tot grote ontwrichting leidt als het fout gaat. De Deltacommissie wil de veiligheid met een factor tien vergroten, maar voor sommige gebieden is dat cijfer zelfs te laag.’ Je kunt daar met een zorgelijke, sombere blik naar kijken, maar Nijhof ziet het positiever. ‘Ik zie het als een uitdaging. Wat we nodig hebben is een verandering van het paradigma waarmee we tegen water aankijken. We moeten de manier waarop we ons tegen het water beschermen creatief en innovatief tegen het licht houden.’ Ze geeft een voorbeeld. ‘Tot nu toe ontwikkelen we onze waterkeringen op een bepaalde sterkte, waarbij we een zeker risico van een doorbraak accepteren. Waarom ontwerpen we geen dijken die niet kunnen doorbreken, maar waar wel water overheen kan stromen? Zo’n oplossing vereist een andere manier van denken, die kan ontstaan als we het normstelsel veranderen.’

dat het rapport van de Deltacommissie de burger wakker schudt.’ Enige scepsis is geboden, want in het verleden werd de put meestal gedempt als het kalf was verdronken. Nijhof ontkent het niet: ‘Al voor de Tweede Wereldoorlog zeiden deskundigen dat de dijken niet voldeden, maar pas na de watersnoodramp van 1953 kwamen de Deltawerken. Het programma Ruimte voor de rivier kwam na de bijna-overstromingen in 1993 en 1995. En het hoogwaterbeschermingsprogramma kwam toen bleek dat dertig procent van de waterkeringen niet aan de normen voldeed.’ Nijhof hoopt dat het deze keer anders gaat. ‘Het goede van de Deltacommissie is dat ze niet afwacht, maar anticipeert op de toekomst. Niet met een wild ‘man on the moon’-project, maar met een realistische en solide aanpak, die op veel punten niet verschilt met wat al gebeurt. Er wordt al ruimte voor rivieren gemaakt en er zijn al zandsuppleties voor de kust, maar nieuw is dat de commissie naar de lange termijn kijkt. Ze wil niet alleen

niet mee zeggen dat het niet minder ingewikkeld kan. ‘We hebben de regelgeving wel heel complex gemaakt. We zijn de fuik van de complexiteit ingezwommen. We zijn op ieder terrein gaan juridificeren en specialiseren, zodat niemand het geheel nog begrijpt.’ De oplossing? ‘De overheid moet op hoofdlijnen de richting aangeven en er op vertrouwen dat in de uitvoering alle belangen goed worden afgewogen.’ Horen we een pleidooi om meer taken aan private partijen over te laten? ‘Het is interessant voor de overheid om te kijken wat private partijen kunnen doen. Neem de vernieuwing van de Afsluitdijk. Kan de overheid daar niet in een vroeg stadium een deel van het werk uitbesteden?’ Is privatisering van de kustverdediging de volgende stap? ‘Dat is mentaal wel een hele grote sprong. De bescherming tegen overstromingen voelt als een door de overheid gegarandeerd grondrecht. Willen we dat uit handen geven? Ik denk niet dat we daar aan toe zijn. Wel denk ik dat over vijftig jaar de rolverdeling tussen publieke en private partijen in het waterbeheer er anders uitziet dan nu.’ Wat niet zal zijn veranderd, is het belang van deltatechnologie, stelt Nijhof. ‘Delta’s zullen blijven volstromen met mensen, doordat ze door hun verbinding met zee en rivieren een unieke economische potentie hebben. De kennis om in die gebieden veilig te wonen en te werken noem ik deltatechnologie en die wordt alleen maar belangrijker.’

Delta’s zullen blijven volstromen met mensen... Deltatechnologie wordt alleen maar belangrijker.

‘‘

Megaprestatie De wetenschapsgeschiedenis leert dat paradigmaveranderingen niet geleidelijk gaan, maar schoksgewijs. Vaak volgen ze op een ervaring, die als een wake up call werkt. Heeft het rapport Samen werken met water van de Deltacommissie die functie? ‘Absoluut’, zegt Nijhof. ‘Het idee dat we rustig kunnen gaan slapen, moet worden doorbroken. Kijk, je kunt het als een compliment aan de watersector zien dat de Deltawerken het veiligheidsgevoel bij de burgers enorm hebben opgekrikt. De bescherming tegen het water is een van de weinige domeinen waar de overheid alleen maar vertrouwen bij de burger ontmoet. Wantrouwen en kritiek kom je hier nauwelijks tegen. Dat is een megaprestatie, maar het nadeel is dat de burger zich veilig waant. Het leidde nauwelijks tot ophef toen een paar jaar geleden bleek dat dertig procent van de dijken een onderhoudsachterstand had. Ik hoop

’’

zekerheid voor nu, maar ook voor de toekomst.’ Klinkt mooi, maar er hangt een prijskaartje aan. De Deltacommissie pleit voor een Deltafonds, waarin jaarlijks één à anderhalf miljard euro moet worden gestort. Nijhof beseft dat de positieve ontvangst van het rapport in de politiek en de samenleving niet automatisch de acceptatie van dit voorstel impliceert. ‘Het Deltafonds is geen gelopen race. Veel hangt af van de samenleving. Als de grondtoon is dat men met het rapport aan de slag wil, dan kan de Tweede Kamer uit democratisch oogpunt dat niet naast zich neerleggen.’

Broedkamer Er zal nog veel water door de Nederlandse delta stromen voordat het rapport wordt uitgevoerd. Begrijpelijk, vindt Nijhof. ‘Nederland is geen China, waar de overheid iets bedenkt en ongeacht de gevolgen uitvoert. Dat we met zestien miljoen mensen op elkaar wonen en toch zorgvuldig met ieders belangen omgaan, is een vorm van beschaving. Daarop moeten we trots zijn. Ons ingewikkelde stelsel van regelgeving komt voort uit respect voor de burger.’ Nijhof wil er

Het Netwerk Deltatechnologie, waarin Nijhof namens het ministerie van Verkeer en Waterstaat zit, speelt daarin een nuttige rol, vindt Nijhof. ‘De mensen die erin zitten hebben allemaal een vinger in de dijk. Ze komen bij elkaar om te verknopen en te verbinden. Als het nodig is, kan het Netwerk snel handelen, omdat de hele breedte – de publieke sector, private partijen en kennisinstituten – erin is vertegenwoordigd. Het is echt een ontmoetingsplek, een broedkamer voor nieuwe acties.’ Je kunt honderd rapporten over de noodzaak van deltatechnologie lezen, maar Nijhof raadt iedereen aan om net als zij een rondvlucht boven Nederland te maken. ‘Je ziet één grote natte spons. Waanzinnig veel water. Dat we op die spons met miljoenen mensen stabiliteit hebben weten te creëren, roept bewondering op, maar maakt ook de uitdaging zichtbaar.’


19

2


Werner Halter en Maarten Profittlich Fugro Ingenieursbureau B.V.

Samenvatting

Het beste uit twee werelden

De Amerikaanse en Nederlandse dijkenbouwpraktijk vergeleken

Sinds de orkaan Katrina in 2005 wordt in de Verenigde Staten veel energie gestoken in het versterken van dijken. Nederlandse bedrijven zijn bij een groot aantal Amerikaanse dijkprojecten betrokken, met name in de staten Californië en Louisiana. De Nederlandse dijkenpraktijk komt daarbij in aanraking met de regels en gebruiken die voor Amerikaanse dijken gelden. Dit heeft geleid tot meer Nederlandse literatuurverwijzingen in Amerikaanse richtlijnen. Andersom kan men in Nederland leren van ervaringen van de Amerikaanse dijkenbouwers. In dit artikel worden ontwerpmethodieken van dijken uit beide landen vergeleken en worden enkele geotechnische raakvlakken uitgelicht.

Figuur 1 Nederlandse dijk anno 2008: buitenwaartse versterking van de Markermeerdijk. Bron: Fugro 2008.

Dijkenbouw is van oudsher een ambachtelijk beroep en veel kennis is proefondervindelijk ontstaan door op kleine schaal te experimenten. Zo zal men waarschijnlijk op meerdere plekken ter wereld onafhankelijk hebben uitgevonden dat een dijk het beste kan worden opgebouwd uit klei, omdat deze grondsoort water het beste tegenhoudt. Als geotechnische richtlijnen uit diverse landen met elkaar worden vergeleken dan valt op dat geavanceerde analyses van de dijkveiligheid overal plaatsvinden, maar totaal anders zijn onderbouwd. Zo wordt taludstabiliteit in Amerika bijvoorbeeld veelal beschouwd met de methode Spencer, met zowel circulaire als niet-circulaire glijvlakken, gebruik makend van softwarepakketten als UTEXAS4 en SLOPE/W. In Nederland wordt meestal de methode Bishop gebruikt met enkel cirkelvormige glijvlakken en het softwarepakket MStab. Het resultaat is ongeveer hetzelfde. Het wordt interessant als in een ander land voor een zelfde probleem een totaal andere oplossing is bedacht. Het is lastig om een zuivere vergelijking te maken tussen de Amerikaanse en de Nederlandse dijkenpraktijk. Ten eerste is in geen van beide landen sprake van één dijkenpraktijk. Hoewel we in een klein land als Nederland veel dijkenkennis en -regels hebben vastgelegd in richtlijnen en wetten, kunnen de zienswijzen van verschillende waterschappen en ingenieursbureaus verschillen. Ook zijn er regionale verschillen. Zuid-Hollandse veendijken vergen

20


bijvoorbeeld een hele andere ontwerpbenadering dan zeedijken in Zeeland of rivierdijken in Gelderland. Om dezelfde reden is het eenvoudig voor te stellen dat in de Verenigde Staten (232 keer zo groot als Nederland) ook geen eenduidige aanpak geldt en dat bijvoorbeeld de dijken in Californië anders worden gebouwd dan langs de Mississippi. Een groot verschil tussen de Amerikaanse en Nederlandse ontwerpen is het gehanteerde veiligheidsniveau. Op basis van ervaringen met de watersnoodramp in 1953 zijn voor met name stedelijke gebieden (hoog economisch belang) de zeedijken ontworpen op een overschrijdingskans van 1/10.000 per jaar. In vergelijkbare stedelijke gebieden in de Verenigde Staten wordt echter een veel lagere overschrijdingskans gehanteerd, meestal 1/100 per jaar. Ook als we de interne verschillen per land uitvlakken, is een vergelijking tussen Amerikaanse en Nederlandse dijken moeilijk. Nederlandse dijken zouden bijvoorbeeld totaal ongeschikt zijn om zware aardbevingen en orkanen te doorstaan. Anderzijds is het maar de vraag of de bekleding van Amerikaanse dijken stand zou houden tijdens een zware Noordzeestorm. In beide landen zien dijken er verder anders uit, omdat de natuurlijk beschikbare bouwmaterialen per regio verschillen. Tenslotte is het Nederlandse dijkenstelsel ouder en verder ontwikkeld. De Amerikaanse situatie kan plaatselijk worden vergeleken met het minder ontgonnen, moerassige Nederland

van een paar honderd jaar geleden. Toch zijn er een paar opvallende geotechnische raakvlakken die in veel delta's een rol spelen, zoals de aanwezigheid van een alluviale slappe ondergrond en de daarmee samenhangende bodemdaling. Deze raakvlakken hebben geleid tot kennisuitwisseling. Er zijn veel tekenen van de infiltratie van Nederlandse dijkenkennis in Amerikaanse ontwerpwerkwijze. In de vorig jaar verschenen ‘Hurricane and Storm Damage Reduction System Guidelines’ wordt door het US Army Corps of Engineers beschreven hoe een dijk moet worden ontworpen. Een aantal malen wordt hierbij verwezen naar Nederlandse bronnen. Het gaat daarbij om criteria voor golfoverslag, kwaliteitseisen voor grasmatten en eisen voor klei op dijken. Ook in andere artikelen en leidraden worden Nederlandse richtlijnen overgenomen. De in het Engels vertaalde, digitaal beschikbare, ENW-leidraden (Expertise Netwerk Waterkeren) zijn op veel Amerikaanse computers te vinden. Ook de Nederlandse overstromingsveiligheidsnormen zijn alom bekend. De ‘Dutch test’ (ofwel de sondering) wordt steeds vaker toegepast bij Amerikaans dijkenonderzoek. Andersom is en wordt in Amerika kennis ontwikkeld die in Nederland ook van pas kan komen. Hier volgen vijf voorbeelden: 1. In het aardbevingsgevoelige Californië moet rekening worden gehouden met verweking van losgepakte zandlagen door trillingen in de grond. Als zandlagen onder een dijk verweken

Figuur 2 Amerikaanse dijk anno 2008: hoog water op de Mississippi. Bron: Fugro 2008.

Figuur 3 Grafische weergave grondparameters voor dijk bij New Orleans. Bron: Fugro 2008.

dan kan een dijk hierdoor bezwijken. In Nederland komen geen zware aardbevingen voor, maar kan wel lokaal verwekingsvloeiing van zandlagen voorkomen, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van steile onderwatertaluds achter de dijk en een plotselinge sterke toename van de waterspanningen tijdens hoog water. Door rekenmodellen uit beide landen te combineren kan wellicht worden gekomen tot een optimalere oplossing. 2. In New Orleans en andere stedelijke gebieden worden uit ruimtegebrek veel constructieve oplossingen toegepast in de vorm van bijvoorbeeld een I-muur, een L-muur of een T-muur. Tijdens de orkaan Katrina zijn in New Orleans diverse van dit soort dijkmuren bezweken. De ontwerpmethodiek is hierna echter verbeterd. In Nederland wordt zelden een geïsoleerde muur als waterkering gebruikt, mede omdat een dijklichaam met grond duurzamer wordt geacht. Bij ruimtegebrek worden echter wel damwanden in de dijk toegepast om de sterkte van de dijk te vergroten. Ook de ontwerpmethodiek van Nederlandse damwanden in waterkeringen is in de laatste jaren doorontwikkeld. Mogelijk kan combinatie van de Amerikaanse en Nederlandse inzichten bij harde constructies in dijken tot meerwaarde leiden. 3. In Amerika wordt op een andere manier tot een set grondparameters gekomen. De grondparameters voor stabiliteitsberekeningen worden met name afgeleid uit resultaten van monsters van boringen, waarbij in het laboratorium de ongedraineerde schuifsterkte alsmede het volumieke gewicht wordt bepaald. In figuur 3 zijn deze waarden tegen de diepte afgezet, uitgaande van het midden van de dijk. Zo’n profiel wordt ook gemaakt voor de rivierzijde en de achterlandzijde. Tezamen worden deze als invoer voor de stabiliteitsanalyse gebruikt. Resultaten van sonderingen worden nauwelijks voor stabiliteitsanalyses gebruikt. 4. Piping is zowel bij Amerikaanse als Nederlandse dijken een probleem. In Nederland wordt

dit faalmechanisme vooral benaderd met kwelweglengteanalyses gebaseerd op modelonderzoek. In de Verenigde Staten maakt men echter gebruik van grondwaterstromingsberekeningen die zijn gefit aan praktijkgevallen van piping bij Mississippidijken. Uit indicatieve berekeningen volgt dat beide methodes andere uitkomsten kunnen geven. Er zijn voorbeelden van Amerikaanse dijken, die in Amerika als pipinggevoelig worden beschouwd, maar die volgens de Nederlandse beoordelingsmethodiek zouden worden goedgekeurd. 5. Naar aanleiding van erosieschade door overslaand water tijdens Katrina is op de Universiteit van Texas door J.-L. Briaud een uitgebreid onderzoek uitgevoerd naar de erosiebestendigheid van de grond die als bekleding op de dijken bij New Orleans is toegepast. Op basis van erosieproeven zijn erosiekaarten ontwikkeld (en gevalideerd) waarbij een relatie is gelegd tussen de erosiegraad/-snelheid, de watersnelheid over de dijk en de door het water op het grensvlak van de dijk ontwikkelde schuifspanning. De resultaten van dit onderzoek kunnen worden vergeleken met de Nederlandse eisen voor klei op dijken. De oudst bekende Nederlandse dijk dateert van 2000 jaar geleden. Mede door deze lange staat van dienst wordt de Nederlandse waterbouwkennis wereldwijd gerespecteerd. Een land is echter nooit te oud om te leren. In de Verenigde Staten (en andere landen) staat de kennisontwikkeling op het gebied van waterkeringen niet stil. Hier kan nuttig gebruik van worden gemaakt.

Referenties – Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Special issue: Performance of geo-systems during hurricane Katrina, Vol. 134, Nr. 5, mei 2008. – Hurricane and Storm Damage Reduction System Guidelines, USACE, oktober 2007. – Levees en levee evaluation, the Dutch and US practice compared, MSc. thesis, P.R.M. Ammerlaan, augustus 2007.

Figuur 4 Typische vormgeving van een T-muur en een L-muur. Bron: USACE 2007.


21

2 Virtuele dijkbewaking


Het is donker en de regen komt met bakken uit de hemel. We lopen over een rivierdijk en worden geacht dingen te zien die de integriteit van de dijk in gevaar kunnen brengen. Links zien we puin gestort tegen de dijk. Riskant, want dat betekent dat het gras dood is, waardoor de kans op erosie toeneemt. We zetten een piketpaaltje en geven de locatie door aan het actiecentrum. In de sloot langs de dijk borrelt water op. Makkelijk: onderloopsheid en erg riskant, dus ook een paaltje zetten en doorgeven. Het asfalt van de weg vertoont wat scheuren. Dat moet wel een keer gerepareerd worden, maar is voor het moment niet relevant. Denken we. Na een tijdje echter blijken de scheuren langer en breder te worden. De binnenzijde van de dijk schuift af en binnen korte tijd bezwijkt de kering en loopt het water de polder in.

'Serious game' Gelukkig is het maar een spel. Om preciezer te zijn: een ‘serious game', dat niet bedoeld is als ontspanning, maar om er wat van te leren.

22


Micheline Hounjet: ‘Dijkwachters worden gerekruteerd uit de gelederen van het waterschap, maar ook onder vrijwilligers. Om hun taken uit te kunnen voeren moeten ze regelmatig oefenen, maar dat is niet zo eenvoudig. Het opzetten van een realistische oefening kost tijd en geld en omdat je veel moet plannen ligt het verloop vast. Dit spel kun je in je eentje achter het beeldscherm spelen op de tijd die je uitkomt. Het verloop laat zich niet voorspellen; het is afhankelijk van de interactie tussen speler en computer.'

'Game team' van Deltares Hounjet is lid van het ‘game team' van Deltares. ‘Het spel leert de speler om signalen van mogelijke dijkverzwakking te herkennen en te evalueren. Daarbij wordt hij geholpen door het verloop van het spel zelf (een afschuivende dijk betekent dat je iets over het hoofd hebt gezien) en uitleg op het scherm. Daarnaast wordt hij ook getraind in de procedures die de waterschappen hanteren voor het markeren en rapporteren van signalen. Op basis daarvan besluit het actiecentrum over

Joost van Kasteren

Samenvatting Bij storm en springtij wordt soms ‘beperkte dijkbewaking' aangekondigd. Voor de meeste Nederlanders betekent dat, dat ze rustig kunnen gaan slapen, maar voor dijkbewakers betekent het dat ze er op uit moeten om in weer en wind dijken en kades te inspecteren. Samen met een aantal waterschappen en de TU Delft ontwikkelde Deltares ‘Dijk Patrouille', een ‘serious game' om dijkbewakers te trainen voor hun inspectietaken.

welke maatregelen waar genomen moeten worden. De informatie van de dijkwachters moet dus nauwkeurig en zo volledig mogelijk zijn.'

Aanleren van kennis en vaardigheden Volgens Casper Harteveld van de Faculteit Techniek, Bestuur en Management van de TU Delft lenen serious games zich voor het aanleren en onderhouden van kennis en vaardigheden. Hij studeerde af op ‘Dijk Patrouille' en doet inmiddels een promotie-onderzoek naar het nut van games voor onder meer inspectietaken. ‘Inspecteren is lastig', zegt hij. ‘Niet alleen moet je weten waar je naar moet kijken en dat ook daadwerkelijk zien, maar dat moet vaak ook nog eens onder tijdsdruk, in ingewikkelde situaties en bij dijkwachters onder slechte weersomstandigheden. Veel organisaties proberen dat te ondervangen met procedures, die vervolgens uit en te na worden getraind. Het risico daarvan is echter dat mensen een bepaalde routine gaan volgen – lijstjes afvinken.'

Serious games zouden inspecteurs, of het nu gaat om dijkwachters of inspecteurs van de voedsel- en warenautoriteit kunnen helpen voorbereiden op hun taak. Harteveld: ‘Niet alleen train je hun procedurele kennis en vaardigheden, maar ook – mits goed opgezet – vergroot je hun oplettendheid. Ze worden zich meer bewust van hun eigen verwachtingspatroon en houding, waardoor ze meer openstaan voor andersoortige signalen uit de omgeving. Voor de organisatie heeft een serious game ook voordelen. Mits goed opgezet en regelmatig geactualiseerd fungeert het als reservoir van formele en informele kennis. Bovendien zorgt het spel en de discussie erover dat er een gedeelde visie groeit.'

Dijk Patrouille Genoemde voordelen van serious games zijn, aldus Harteveld, nog grotendeels hypothetisch. In zijn onderzoek, waarin Dijk Patrouille centraal staat, wil hij enerzijds nagaan wat het effect is van serious games op inspectietaken. Leren de dijkwachters, zowel de vrijwilligers als degene die beroepshalve dijken inspecteren, ervan? Tegelijkertijd moet zijn onderzoek informatie opleveren over het menselijk gedrag bij het uitvoeren van inspectietaken. Daarbij gaat het om vragen als ‘hoe geven mensen betekenis aan wat ze zien' en ‘op wat voor gronden worden beslissingen genomen?’.

Gezien de ervaringen met Dijk Patrouille tot nu toe blijken serious games een nieuw en interessant hulpmiddel om kennis en ervaring over te dragen. Met name omdat ze in een bepaalde context worden aangeboden, waarbij mensen zich sterk kunnen inleven. Naast de verdere ontwikkeling en uitbreiding van Dijk Patrouille ziet Micheline Hounjet ook andere mogelijkheden voor het gebruik van serious games. ‘Bijvoorbeeld voor het opleiden en trainen van

sondeermeesters, waarvoor we op dit moment een game aan het ontwikkelen zijn, en van medewerkers in actiecentra die bij dreigende overstroming moeten beslissen over de inzet van mensen en middelen. Via serious games zou je kennis die onder meer binnen Deltares wordt ontwikkeld over kunnen dragen naar de praktijk, terwijl omgekeerd de ervaringen van de spelers ook bruikbaar zijn voor het onderzoek.’ Meer informatie: www.geobrain.nl

Deze productie is mede tot stand gekomen door een bijdrage van Deltares en Delft Cluster. Deltares beschikt als instituut voor deltatechnologie over een unieke combinatie van kennis en ervaring op het gebied van water en ondergrond. Het instituut is toonaangevend in het ontwikkelen, verspreiden én toepassen van kennis voor de duurzame inrichting en het beheer van kwetsbare delta’s, kusten en riviergebieden. Meer informatie: www.deltares.nl Delft Cluster

Engineeringkennis neemt

een sleutelpositie in bij het beheersen en verbeteren van alle aspecten van de deltaproblematiek. Die kennis kan alleen ontwikkeld worden in interactie met bedrijven en overheden, die ze implementeren en gebruiken, er ervaring mee opdoen en deze terugkoppelen naar de ontwikkelaars. Delft Cluster, het kennisprogramma van Deltares, TNO-Bouw- en Ondergrond, TU Delft, Unesco IHE en KIWA Water Research heeft deze problemen vanuit bètadisciplines en alfa- en gammadisciplines aangepakt. Meer informatie: www.delftcluster.nl


23

2


Piet van Duijnen Herke Stuit

Movares Movares

Samenvatting

BoxBarrier: water keert water

De BoxBarrier is in essentie een open bak die gevuld wordt met water. Het water geeft de bak voldoende massa om de druk van het te keren water te kunnen weerstaan. Leeg zijn de bakken licht van gewicht en stapelbaar, zodat transport snel en eenvoudig kan geschieden. Met een stapelvolume van bijvoorbeeld 6,5 x 2,1 x 3 m

24


(LxBxH) en een gewicht van negentien ton kan 180 strekkende meter waterkering met een kerende hoogte van 80 cm worden gerealiseerd.

Risico’s Op de Waterbouwdag 2007 heeft Movares de BoxBarrier aan een groter publiek gepresen-

De dreiging van de stijgende zeespiegel vereist aanpassing van de wijze waarop gekeken wordt tegen waterberging. Rivierverruiming, retentiebekkens, drijvende woningen en nederzettingen op terpen vinden langzaam hun betekenis en plaats in de maatschappij. Op beperkte schaal is er behoefte aan een tijdelijke, flexibele waterkering, die het mogelijk maakt om de waterkerende hoogte van boezemkader, kleine dijken rondom retentiebekkens of cruciale bebouwing kortdurend te verhogen. Zo’n kering moet snel en op iedere ondergrond geplaatst kunnen worden, zonder dat de locatie vooraf is aangepast. Als wapen in de strijd tegen de stijgende waterspiegel heeft Movares in samenwerking met GMB en BAM Infraconsult de BoxBarrier ontwikkeld. Dit artikel geeft een korte beschrijving van de BoxBarrier. Hoe is het ontwerp tot stand gekomen en hoe werkt het in de praktijk?

teerd. Het schaalmodel riep een paar vragen op, met name over de stabiliteit van de bak op een drassige ondergrond, de onderloopsheid van de bak en de lekkage tussen de bakken onderling. In het vervolg van dit artikel zal op basis van een bureaustudie en de eerste resultaten van éénop-één-proeven in de praktijk de stabiliteit en

het bestand zijn tegen onderloopbaarheid worden aangetoond. De praktijkproef op een drassige ondergrond is begin september uitgevoerd. De resultaten daarvan waren bij het ter perse gaan van dit artikel nog niet bekend.

Stabiliteit van de bak Geotechnische stabiliteit De stabiliteit van de bakken is (theoretisch) onderzocht door het toetsen van verschillende bezwijkmechanismen, zoals horizontaal schuiven en kantelen. Belangrijk aandachtspunt hierbij is dat tussen het maaiveld en de ondergrond van de bak geen wateroverspanning kan ontstaan. De bak kan zowel op een harde ondergrond (wegverharding) als op een zachte ondergrond worden geplaatst. Op een harde ondergrond worden wateroverspanningen voorkomen door ‘pootjes’ aan de onderzijde. Deze pootjes aan de onderzijde zijn drie rubberen profielen. Op een zachte ondergrond worden de rubber profielen door het gewicht van de gevulde bak circa zeven cm in de ondergrond geperst. Door vooraf tussen de rubberprofielen drainmatten te leggen, kan water afstromen zonder dat uitspoeling optreedt.

Analyse grondwaterstroming Om de onderloopsheid van de bakken te voorkomen is het idee om drainmatten toe te passen. Door middel van een grondwaterstromingsmodel is aangetoond dat de drainmat het gewenste effect heeft. In de volgende figuur zijn de grondwaterstromingsvectoren gegeven voor de bak meten zonder drainmat. De grootte van de stromingsvector geeft de stroomsnelheid aan. Door de drainmatten is de stroomsnelheid van

het grondwater dat aan het maaiveld achter de bak uittreedt veel lager dan de stroomsnelheid zonder drainmat. De stroomsnelheid achter de bak met drainmat bedraagt circa 20% van de stroomsnelheid zonder drainmat. Het toepassen van de drainmat voorkomt erosie. Onlangs is bovenstaand model in de praktijk gevalideerd.

Onderloopsheid passtuk Het kritische punt ten aanzien van onderloopsheid is het passtuk. Het passtuk is het element dat tussen twee bakken wordt geplaatst, zodat deze waterdicht op elkaar aansluiten. Het passtuk is smaller dan een gewone bak, zodat de lekweg veel korter is. Het risico ten aanzien van uitspoeling is veel groter. Ook voor een passtuk is een analyse van de grondwaterstroming uitgevoerd. Uit deze analyse blijkt dat ook achter het passtuk op het maaiveld een drainmat moet worden aangebracht. Deze drainmat wordt verticaal gefixeerd, zodat uitspoeling van grond wordt voorkomen. De hoeveelheid water die onder de BoxBarrier door stroomt en over het maaiveld afstroomt, is volledig afhankelijk van de doorlatendheid van de ondergrond waarop de bakken worden geplaatst. In de bovenliggende beschouwing is een doorlatendheid van de ondergrond gehanteerd van 0,1 m/dag. Deze doorlatendheid komt overeen met slecht doorlatend zand. Berekend is dat door de drainmatten 1 liter water per seconde per strekkende meter BoxBarrier ‘lekt’.

Macrostabiliteit van de ondergrond Het gewicht van de bakken is gelijk aan een bovenbelasting van 10 kN/m2. Een dijk zal weinig moeite hebben om deze verticale belasting op te kunnen nemen. Kritiek zijn de waterbelasting tegen de dijk en de waterspanningen

Figuur 1 Zonder en met drainmat.

Figuur 2 Waterstroming onder passtuk.

Figuur 3 Doorsnede geanalyseerde dijk waarop een BoxBarrier wordt geplaatst.

Figuur 4 Waterspanningsverloop in de dijk (met BoxBarrier en een waterpeil 1 m boven de kruinhoogte).

Figuur 5 Door rekening te houden met sterkte door vervorming is het materiaalgebruik geoptimaliseerd.


25

Geotechniek Special – Deltatechnologie

Figuur 6 Plaatsen van de bakken.

in de dijk zijn. Door het verhogen van de waterkerende hoogte kunnen de waterspanningen bij langdurig hoogwater ook toenemen. Of deze toename van belastingen acceptabel is, zal van situatie tot situatie verschillen. Om een idee te krijgen van de invloed op de stabiliteit van een dijk is een analyse uitgevoerd. Hiervoor is een dijk van een boezemkade gekozen. De bodem van het boezemwater ligt 3 m onder de kruinhoogte. Het maaiveldniveau van het achterliggende maaiveld ligt op kruinhoogte -5 m. De dijk is opgebouwd uit klei. Op 15 m onder kruinniveau wordt een watervoerend pakket aangetroffen met een constante stijghoogte van het grondwater. Met het eindige elementenpakket Plaxis is de fictieve dijk geanalyseerd. Voor de normale situatie, met een waterpeil in het boezemwater van 0,5 m onder de kruinhoogte, wordt een stabiliteitsfactor berekend van 1,33. De berekende veiligheid van de dijk na plaatsing van de bakken, en een waterpeil in het boezemwater van 1 m boven de kruinhoogte (1,5 m boven het ‘normale’ boezempeil) bedraagt 1,17. Alhoewel bewijken niet verwacht wordt, is een stabiliteitsfactor van 1,17 laag.

Integriteit van de Bak Vervorming geeft sterkte. Deze wat vreemde uitdrukking is wat eenvoudiger te begrijpen

26


bij het voorbeeld van een waslijn. Doordat de waslijn doorbuigt, kan de waslijn het gewicht van de was dragen. Van dit concept is gebruik gemaakt bij de analyse van de bak. Doordat de wanden van de bak doorbuigen, wordt een deel van de waterbelasting opgenomen door trekkracht in plaats van door buiging zodat dunnere wanden mogelijk zijn.

Plaatsing De installatie en montage van de BoxBarrier kan eenvoudig worden opgebouwd met algemeen beschikbare werktuigen. De opbouw van de BoxBarrier gebeurt als volgt: Wanneer het waterschap het signaal geeft, worden de waterbakken aangevoerd. Per oplegger zijn dat 54 bakken. Een kleine kraan met een zuignap plaatst de bakken één voor één op de juiste positie. Bij een zachte ondergrond wordt eerst de drainmat uitgerold. Met de hand worden de passtukken tussen de bakken op de juiste positie geïnstalleerd. Het gewicht van het water in de waterbakken klemt een passtuk muurvast in hun positie. Een mobiele installatie van twee pompen met ieder een pompcapaciteit van 150 m3/uur, gemonteerd op een trekker, vult de bakken met water. In totaal is circa 144 m3 water per 100 m kering nodig om de bakken te vullen. De tijdelijke waterkering is gereed. Gedurende

de hoge waterstand is er een kleine waterpomp achter de hand voor het zonodig bijvullen van de bakken.

Benodigde installatietijd Voor het voorbeeld is uitgegaan van het plaatsen van een tijdelijke waterkering met een lengte van één kilometer. De plaatsingstijd van één bak van 6,5 m is vijf minuten. Uitgaande van de inzet van 1 plaatsingsploeg wordt in achttien uur één kilometer aan waterkering opgebouwd. Door het inschakelen van meer materiaal en mensen zijn kortere bouwtijden te realiseren. De BoxBarrier van waterbakken kan tijdens vrieskou worden opgezet. Gedurende de nachtelijke werkzaamheden kan voor voldoende verlichting worden gezorgd (energievoorziening bijvoorbeeld door generatoren). Wanneer de waterkering onder stormomstandigheden moet worden opgezet, is extra alertheid door het opbouwpersoneel vereist. In principe is de stabiliteit van de waterkering tijdens stormomstandigheden gegarandeerd door direct na het plaatsen van het element een laag water in de barrier aan te brengen. Dit wordt gedaan door de pompploeg, die direct achter het plaatsen van de bakken loopt. Pas als alle elementen zijn geplaatst en gedeeltelijk zijn voorzien van ballast, kan het afvullen van de elementen plaatsvinden.

Praktijkproef Beschrijving Om de werking van de BoxBarrier te valideren zijn er twee serie praktijkproeven voorzien. Voor de praktijkproeven zijn drie stalen BoxBarriers gefabriceerd met een kerende hoogte van 0,8 m. De eerste serie proeven, waarbij de BoxBarrier is geplaatst op een asfaltverharding, zijn al uitgevoerd. Aan twee zijden was al een waterkering aanwezig. Aan de derde zijde is een kleidijk aangebracht. De BoxBarriers zijn gevuld met water waarna de vijver is gevuld. De lekkage door de bakken is visueel geanalyseerd. Tijdens

deze proef is onderzocht welke vervormingen de BoxBarrier ondergaan, en de waterdichtheid van de bakken. De stabiliteit van de BoxBarrier is gecontroleerd door één bak leeg te pompen totdat bezwijken optreedt. Op nat asfalt treedt bezwijken op bij een waterstand in de bak van 0,25 m. Verrassend detail is dat de lekkage door de kering beduidend lager is dan vooraf was geschat.

Toekomst

serie proeven vindt in september plaats. De drie bakken worden dan op een zachte ondergrond geplaatst. Het onderzoeksprogramma is nagenoeg identiek aan de eerste serie proeven, al is de tweede serie proeven spannender. De onderloopsheid onder het passtuk is namelijk een kritische factor. Het worden spannende weken voor de BoxBarrier.

Personele inzet

De bureaustudie en de praktijkproeven hebben een goede werking van de BoxBarrier op een asfaltondergrond aangetoond. Een tweede

Activiteit

Aantal personen

Vrachtwagen en kraanbediening

2

Plaatsen waterbakken + passtukken

2

Vullen waterbakken

2

Totaal

6

Totaaloverzicht van opbouwtijden van één kering

Proef resultaat veldproef 1

Uitgangspunt: 1 ploeg installeert binnen 19 uur 1 kilometer BoxBarrier.

Beproefd

Toets

Activiteit

Tijdsduur

Waterkerende hoogte 0,8 m

Mobilisatie materieel en personeel

1 uur

Aanbrengen circa 155 waterbakken

18 uur (maatgevend)

Vervormingen volgens verwachting. Lekkage van kering is minder dan vooraf geschat. De waterstand in een bak kan worden verlaagd tot 0,25 m voordat op nat asfalt bezwijken optreedt. Een passtuk dat alleen op wrijving tussen de bakken wordt geklemd, is onvoldoende veilig; een horizontale aanslag tegen de bakken is noodzakelijk. Golven met een geschatte hoogte van 0,2 m hebben geen enkele invloed op de stabiliteit van de bak.

Veiligheid

6 stapels met 27 bakken (2 stapels per oplegger, dus 3 ritten) Activiteit per rit

Tijdsduur

Laden

0,5 uur

Rijden naar kade

0,5 uur

Lossen, plaatsen

4,5 uur

Tijden naar de stalling van de bakken

0,5 uur

Totaal per rit

6 uur

Passtukken

Golfbelasting

Figuur 7 Foto: Waterstromingen bij geforceerd verschuiven BoxBarrier op asfalt.


27

2


Jan Dirk van Duijvenbode, Femke Braaksma Patrizia Bernardini

Rijkswaterstaat CUR Bouw en Infra

Samenvatting

Klimaatdijk meer dan veilig Duurzaam, veilig, mooi en economisch haalbaar, Dat zijn de belangrijkste kenmerken van de Klimaatdijk: een verzamelterm van inrichtingsvormen waarbij een dijk meer functies heeft dan alleen waterkeren, en die blijvende veiligheid biedt, ook als het klimaat in de toekomst verder verandert.

Veranderende tijden vereisen veranderende concepten

dijken, terpen, overloopdijken en tal van innovatieve oplossingen. Geen blauwdruk, maar een oplossingsrichting die afgestemd kan worden op de plaatselijke randvoorwaarden, en daardoor draagvlak creëert bij lokaal bestuur en burgers. De Klimaatdijk voegt hiermee en nieuwe dimensie toe aan ons veiligheidsdenken. We differentiëren naar gevolgschade van hoogwater: meestal droog, sporadisch nat maar geen ramp.

Nederland is vol en Nederland ligt onder de zeespiegel. Hoewel we in ons land erg goed tegen overstromingen beschermd zijn, is er altijd een kans dat het misgaat. Als het mis gaat, gaat het goed mis, zo blijkt uit de vele voorbeelden elders in de wereld. Een grootschalige overstroming kunnen we ons niet permitteren, gezien de enorme schade en maatschappelijke ontwrichting die dat meebrengt. Omdat de te beschermen belangen (bevolking, economie, infrastructuur, natuur, cultuurhistorie e.d.) en tegelijk de verwachte waterstanden groeien, moet gezocht worden naar een duurzame, toekomstgerichte manier om ons land tegen overstromingen te blijven beschermen.

Bij de klimaatdijk worden drie thema's onderscheiden: veilig, duurzaam en mooi.

Maar, in een zeer dicht bebouwd land als het onze, valt het niet mee om ruimte te claimen voor dijken. Ten onrechte, want dijken kunnen een verrijking van het landschap zijn, en nieuwe kansen bieden voor wonen, werken en recreëren.

Duurzaam

De klimaatdijk is zo’n dijk, een dijk zo robuust dat de kans op een doorbraak fors gereduceerd wordt en die geen ‘verboden toegang’ bord heeft, maar juist uitnodigt tot gebruik. De Klimaatdijk is een aanvullende manier van denken hoe Nederland duurzaam beschermd kan worden tegen overstromingen, met allerlei deeloplossingsrichtingen die variëren van eenvoudige aanpassingen van huidige concepten tot zeer ingrijpende concepten en gebiedsontwikkeling. In deze manier van denken vormt de dijk geen abrupte scheiding tussen rivier of zee en het achterliggende landschap, maar een verbindende schakel die ruimte biedt aan functies als wonen, ecologie en recreatie. De Klimaatdijk kan verschillende verschijningsvormen aannemen zoals dubbele dijken, brede

28


Nederland is dichtbebouwd en dichtbevolkt. Substantiële ruimteclaims voor waterkeringen stuiten daarmee op weerstand. Ten onrechte, want dijken kunnen een verrijking van het landschap zijn, en nieuwe kansen bieden voor wonen, werken en recreëren. Bovendien is de waarde van bezit en het risico op verlies van mensenlevens achter de dijken zo groot geworden, dat ons land zich een overstroming nooit meer kan veroorloven. Met de veranderingen in het klimaat wordt het tijd voor een dijk die klimaatbestendig is, de klimaatdijk. Een duurzame klimaatdijk die op de zeer lange termijn, ook wanneer de klimaatverandering een onverwachte wending neemt, nog voldoende veiligheid kan bieden.

Laat het landschap weer golven Veilig De Klimaatdijk is een veelbelovende strategie die tegemoet komt aan een duurzame bescherming van ons land tegen overstromingen. Deze strategie gaat uit van het zodanig versterken van de bestaande dijken dat deze zo robuust zijn dat de kans op een doorbraak fors gereduceerd wordt, idealiter praat je over een doorbraakvrije dijk ofwel dijken die niet meer kunnen doorbreken, ook niet als de waterstand onverhoopt hoger komt dan waarop de huidige dijken zijn ontworpen.

Met de verandering van de omgeving kan ook de functie van de dijk veranderen. De dijk kan gebruikt worden voor woonlocaties, bedrijfslocaties, maar ook recreatie is mogelijk. Met de klimaatdijk worden meerdere functies samengebracht. Het bewust maken van de samenleving voor klimaatverandering maakt realisatie en acceptatie van de klimaatdijk makkelijker. Het vraagt om een totaal ander perspectief van risicobeheersing. Het wordt meer leven met water, dan vechten tegen het water.

Mooi De klimaatdijk vormt geen breuk in het landschap, maar is één met de omgeving. Vast geworteld in het verleden, biedt de dijk robuuste oplossingen voor de toekomst. Dit vereist een ontwerp vanuit de plek zelf. En dat betekent dat de klimaatdijk verandert naarmate de omgeving verandert. Hierdoor zal de klimaatdijk binnen het landschap passen, maar tegelijkertijd door zijn omvang ook een nieuw landschap vormen.

De klimaatdijk is een concept dat om generieke toepassing vraagt. Het is niet een aanpak voor enkele locaties in het rivierengebied of langs de kust. De bescherming tegen overstroming vraagt een consistente aanpak waarmee zwakke schakels worden voorkomen. Dijken bevatten op dit moment al een veelvoud aan verschijningsvormen. Denk aan de traditionele smalle grondlichamen, aan massievere vormen op stedelijke locaties, aan bijzondere constructies bij cultuurhistorische objecten, aan kunstwerken als sluizen en gemalen. Voor al deze situaties kan uiteindelijk het concept klimaatdijk toegepast worden. Dit vraagt inventiviteit, geduld en acceptatie. De klimaatdijk kan overal verschillend ingevuld worden: Overloopdijk Op plaatsen waar het landschap ontzien moet worden, vraagt de bestaande dijk om geringe binnendijkse aanpassingen. Denk bijvoorbeeld aan een overloopdijk (figuur 1), een dijk die overstroombaar gemaakt kan worden maar die zo versterkt wordt dat er praktisch gesproken geen doorbraak meer kan plaatsvinden. De dijk kan versterkt wordt in zijn huidige ruimtebeslag zodat het ingrijpen op ecologie, landschap, bebouwing en cultuurhistorie tot een minimum beperkt kan worden. Terpendijk Op plaatsen waar geworsteld wordt met de inpassing van andere functies, kan de dijk zodanig breed gemaakt worden dat op de dijk bijvoorbeeld gewoond kan worden. De terpendijk (figuur 2) combineert de waterkerende

Figuur 1 Overloopdijk.

Figuur 2 Terpendijk.

Figuur 3 Trippledijk.

functie van de dijk met de woonfunctie van de historische terp. Dit geeft nieuwe mogelijkheden voor ingenieurs, landschaparchitecten en stedenbouwkundigen voor de ontwikkeling van nieuwe woonlocaties. De terpendijk biedt kansen om het landschap te voorzien van nieuwe stadsfronten in combinatie met een waterkering. Trippledijk We hebben in het rivierenland al een zomerdijk en een winterdijk. Met de veranderingen in het klimaat wordt het tijd voor een derde dijk. Een dijk die zo hoog en breed is dat deze bescherming biedt tegen de veranderingen van het

klimaat. De aanleg van deze derde generatie dijk (figuur 3) kan gefaseerd worden ingevoerd, aangezien de behoefte er niet direct is. Het wordt een dijk die langzaam groeit en begint te ontstaan in het landschap, waardoor de gewenning langzaam komt.

Klimaatdijk platform Deze nieuwe manier van ‘dijkdenken’ wordt ontwikkeld en gedragen door het platform Klimaatdijk, een initiatief van Rijkswaterstaat WINN en CUR Bouw & Infra. Een groep belangstellenden, het zogenaamde Klimaatdijk platform, met daarin vertegenwoor-

digers van tal van organisaties waaronder provincie, waterschap, adviesbureaus, kennisinstellingen, aannemers en Rijkswaterstaat zelf voert de discussie over de verschillende veiligheidsconcepten die met de klimaatdijk zijn gediend. Het eerste resultaat van dat initiatief is het ‘Visiebeeld Klimaatdijk'. Het boekje is aan een breed gezelschap aangeboden waaronder de Deltacommissie en beschrijft een gedragen nieuwe manier van ‘dijkdenken’. Informatie [email protected] [email protected]


29

2


Mieke Ketelaars, Rob Nieuwenhuis Deltares, Unit Verkenningen en Beleidsanalyse

Samenvatting Nieuwe regelgeving en maatschappelijke ontwikkelingen hebben ertoe geleid dat de toepassing van baggerspecie in een nieuw perspectief is komen staan. De kern hiervan is dat sediment een onlosmakelijk onderdeel vormt van onze rivieren en dat sediment of bagger een waardevolle grondstof is. Dit nieuwe en positieve perspectief op bagger wordt nog eens versterkt door de kansen die er zijn om met sediment een bijdrage te leveren aan het klimaatbestendig maken van Nederland en als invulling van het nieuwe milieudenken (C2C).

Positieve wendingen in het Baggerdossier Historisch perspectief De afgelopen decennia is het baggerdossier een weerbarstig dossier gebleken. Hiervoor zijn twee oorzaken aan te wijzen, die elkaar ook nog eens verstekten. Aan de ene kant vormde de complexe en rigide weten regelgeving een belemmerende factor. Tot eind 2007 was de toepassing van baggerspecie gebonden aan een strikte milieunormering. Via een klassenindeling (klassen 0-4) werden harde grenzen gesteld voor het gebruik van vrijkomende specie. Deze strikte normering deed weinig recht aan de werkelijke risico’s van aanwezige verontreinigingen en bood daarnaast geen ruimte voor lokaal maatwerk.

een logische reactie op dit negatieve beeld: de oplossing voor vrijkomende bagger moest vooral elders worden gezocht en bij voorkeur niet in het eigen gebied. Mede door het rigide beleid en het negatieve imago, vormde de afzet van bagger lange tijd een belangrijk knelpunt. De overheid stimuleerde daarom vanaf het begin van de jaren negentig de ontwikkeling van technieken voor de verwerking van baggerspecie. Terugkijkend moeten we echter constateren dat onderzoek, verkenningen en pilots niet hebben geleid tot doorbraken. De grootschalige verwerking van baggerspecie vindt anno 2008 nog steeds niet plaats.

Veranderend perspectief Het rigide beleid ten aanzien van het hergebruik van baggerspecie heeft er op zijn minst toe bijgedragen dat er rond bagger een sterk negatief imago is ontstaan. Bagger werd op deze manier jarenlang als een (gevaarlijke) afvalstof beschouwd. Vanuit dit beeld van een afvalstof werd er vooral voor gekozen om baggerspecie te storten omdat het niet meer in zijn oorspronkelijke functie zou kunnen worden gebruikt. Het NIMBY denken (Not in my Backyard) was

30


De laatste jaren is er duidelijk een trendbreuk ingezet, als het gaat om het perspectief op bagger. Door het loslaten van een sectorale benadering en de introductie van een systeemgerichte benadering heeft sediment en bagger een duidelijke plek gekregen binnen het bodemwatersysteem. De systeemgerichte benadering komt onder andere tot uiting in het Kabinetsstandpunt Waterbodem van 2005 waarin het waterbodembeleid is ondergebracht bij het

waterbeleid. Baggeren krijgt in deze context een positieve connotatie, omdat het bijdraagt aan de doelstellingen op het gebied van de waterkwaliteit (conform de Kader Richtlijn Water), de waterkwantiteit (conform WB21, Waterbeheer 21-ste eeuw), de veiligheid (conform de beleidslijn Ruimte voor de Rivier) en de scheepvaart. Ook als het gaat om de afzet van bagger is de systeembenadering verwerkt in het beleid. Sinds januari 2008 is namelijk het Besluit bodemkwaliteit (Bbk) van kracht. In dit besluit staat niet meer de verontreiniging van sediment of baggerspecie centraal, maar het duurzame gebruik en beheer van het bodem- en watersysteem. Het Bbk streeft naar een meer gebiedsgerichte benadering voor de toepassing van baggerspecie waardoor niet of licht verontreinigde (droge) grondstromen en opgebaggerd sediment (natte grondstromen) binnen het beheersgebied worden toegepast voor de verbetering van de gebiedskwaliteit. Ook de maatschappelijke ‘beleving’ van bagger lijkt een trendbreuk te hebben ondergaan. Verschillende projecten (waaronder ‘Leven

met Bagger’) hebben laten zien dat er bij stakeholders in een gebied veel begrip en een hoge mate van acceptatie is voor de afzet van gebiedseigen bagger. De belangrijkste randvoorwaarden om dit te bereiken zijn het vroegtijdig betrekken van de stakeholders, een open proces waarin het delen van kennis en informatie centraal staat en het nuttig bestemmen van de bagger (als ophoging, dijkversterking, etc).

Lonkend perspectief Als we de lijn van het systeemdenken doortrekken ontstaan er nieuwe perspectieven voor de afzet en benutting van baggerspecie. Het door de rivieren meegevoerde sediment wordt immers steeds schoner en de beleidsmatige knelpunten voor de afzet van bagger zijn opgeruimd. In dit nieuwe perspectief vormt bagger een onmisbare grondstof die eraan kan bijdragen om de effecten van veenoxidatie, bodemdaling en zeespiegelstijging te compenseren. Bagger draagt daarmee bij aan belangrijke maatschappelijke thema’s, zoals veiligheid en duurzaamheid. Met het schoner worden van het sediment en de toenemende vraag naar grondstoffen, zal ook de maatschappelijke acceptatie verder toenemen. Sterker nog, de negatieve benadering van NIMBY zal gezien het toekomstige tekort aan sediment worden vervangen door PIMBY (Please in my Backyard). Samenvattend kunnen we stellen dat het negatieve imago van baggerspecie langzaam lijkt te worden afgeschud. Door goede communicatie over de kwaliteit van de baggerspecie en door de baggeropgave als onderdeel van de gebiedsopgave te beschouwen komen er steeds meer

Figuur 1 Afzet van grond en bagger bij natuurbouwproject.

voorbeelden uit de praktijk waarbij blijkt dat baggerspecie zijn negatieve imago verliest en het meer en meer als een waardevolle grondstof wordt beschouwd. De ontwikkeling die met baggerspecie is doorgemaakt sluit in dat opzicht mooi aan bij het nieuwe milieudenken: Cradle to Cradle (Afval = voedsel, geïntroduceerd door Braungart & McDonough). Beschouwden we baggerspecie voorheen als een afvalstof met

alleen laagwaardige verwerkingsmogelijkheden; tegenwoordig zien we meer en meer de kansen voor het nuttig bestemmen van baggerspecie. Door baggerspecie/sediment bij voorkeur in zijn natuurlijke vorm gebruiken is bovendien sprake van een grondstof die hernieuwbaar is voor nieuwe maatschappelijke opgaven zoals klimaatrobuust bouwen.

Figuur 2 Baggeren in uitvoering.

Figuur 3 In ere hersteld: baggerspecie voor de toepassing in terpen?


31

2


Ir. J. Maccabiani 1 H. Huizinga 2

dr.ir. A. Zijderveld 3 ir. R. Nagel 4

Samenvatting Door klimaatverandering stijgt de kans op extreme waterstanden. Daarom bereiden we ons steeds beter voor op het bestrijden van dreigende watercalamiteiten. In het onderzoeksprogramma Flood Control 2015 werken kennisinstellingen en bedrijven samen aan het verbeteren van de informatievoorziening voor het operationeel hoogwatermanagement. Real-time monitoring, standaardisatie van ICT architectuur en een integrale aanpak van de voorspelling van waterstanden, dijksterkte en gevolgen van overstromen vormt de basis voor het programma.

Flood Control 2015 Nieuwe uitdagingen voor gevoelige delta's Wereldwijd bevinden de meest dichtbevolkte en meest waardevolle gebieden zich in deltagebieden. In veel van deze gebieden daalt het aardoppervlak door wateronttrekking of inklinking van sedimenten. Tegelijkertijd zorgt klimaatverandering voor extremere weersomstandigheden en zeespiegelstijging. Hoge waterstanden zullen vaker voorkomen en zullen extremer zijn. Voor Nederland, maar ook voor veel gebieden met een lager beschermingsniveau, is dit een reden om beter voorbereid te willen zijn op het daadwerkelijk optreden van een extreme waterstand. Nederland richt zich in 2008 met name op de crisisorganisatie en -communicatie om zich beter voor te bereiden op een overstroming. In november zal in de landelijke oefening ‘Waterproef’ worden geëvalueerd of de betrokken bestuurders en professionals in staat zijn om slagvaardig en efficiënt met elkaar samen te werken en de negatieve gevolgen van een overstroming maximaal te beperken. Naast verbeteringen in organisatie en communicatie is ook verbetering van

32


informatievoorziening aan de crisisorganisatie een manier om negatieve gevolgen van een overstroming te beperken. Hoe eerder informatie beschikbaar is, hoe eerder maatregelen kunnen worden ingezet. En hoe nauwkeuriger de informatie is, hoe effectiever de maatregelen kunnen worden ingezet. En hoe duidelijker de informatie beschikbaar is, hoe kleiner de kans op interpretatiefouten. In de verbetering van informatievoorziening naar de crisisorganisatie – en daarmee worden alle partijen bedoeld die in de repressiefase van een ramp actief zijn – schuilt een belangrijke bijdrage voor techniek. De laatste jaren hebben enorme technologische ontwikkelingen plaatsgehad in informatieverzameling, informatieverwerking en informatieverspreiding. Monitoringsystemen, sensornetwerken, aardobservatie en simulatietechnieken maken voorspellingssystemen krachtiger. De uitdaging is om deze ontwikkelingen toe te passen op het kennisdomein ‘hoogwatermanagement’.

Figuur 1 De uitdaging is het hoofd boven water te houden. Bron: democracyinaction.org.

om subsidie toe te kennen aan het programma Flood Control 2015. In het programma Flood Control 2015 werken onderzoeksinstellingen en bedrijfsleven samen aan het (door)ontwikkelen van informatiesystemen om de operationele hoogwaterbescherming te ondersteunen. Het programma vertrekt vanuit van de volgende visie: 1. Een integrale aanpak voor de operationele voorspelling van waterstanden, dijksterkte, gevolgen van overstromen en impact van noodmaatregelen vergroot de reactietijd van de crisisorganisatie. 2. Inzet van sensornetwerken en remote sensing leidt tot een beter actueel overzicht van de situatie en – door het real-time updaten van modellen – tot betere voorspellingen. 3. Ontwikkeling en standaardisatie van ICT architectuur voor voorspellingssystemen voor hoogwatermanagement (volgens een Service Oriented Architecture) leidt tot interoperabiliteit, flexibiliteit en kostenefficiëntie.

Bedrijfsleven pakt de handschoen op Het kabinet heeft op 1 februari 2008 besloten

Het programma richt zich niet op het opnieuw

ontwikkelen van functionaliteit die al beschikbaar is in operationele systemen zoals FEWS of Fliwas, maar richt zich juist op innovaties die op de grensvlakken van deze systemen en andere kennisdisciplines plaatsvinden. Daarnaast is Flood Control 2015 een onderzoeksprogramma dat zich richt op toepasbare resultaten. De nadruk ligt op onderzoek en ontwikkeling dat op relatief korte termijn tot nieuwe producten of diensten moet kunnen leiden. Voor de uitvoering van het programma wordt daarom zoveel mogelijk gewerkt in pilots met eindgebruikers in binnen- en buitenland. Flood Control 2015 is geïnitieerd door de onderzoeksinstellingen Deltares, ITC, TNO en de Stichting IJkdijk en door de bedrijven Arcadis, Fugro, Haskoning, HKV en IBM. Al deze bedrijven zijn internationaal actief in hun eigen niche maar herkennen dat de markt steeds meer de behoefte heeft aan integrale oplossingen. Door de hiervoor benodigde kennis en tools gezamenlijk met de anderen te ontwikkelen in een open innovatie omgeving ontstaat een hecht netwerk dat tevens tot grote successen op de internationale markt kan komen. Het programma werkt hiertoe ook nauw samen met het Netwerk Deltatechnologie van het Netherlands Water Partnership.

Noodzaak voor integrale benadering Bij de operationele hoogwaterbescherming zijn in Nederland verschillende spelers in de keten betrokken - van meteorologen via de hoogwater voorspellingsdiensten van Rijkswaterstaat en de waterkeringbeheerders tot de beslissers in de algemene veiligheidskolom. Traditioneel vervult ieder van die spelers zijn rol naar beste kunnen en laat zich daarbij ondersteunen door informatiesystemen en modellen. Door verfijning van die systemen en modellen wordt getracht de rol in de keten beter in te vullen. Er komt steeds meer behoefte aan een meer integrale benadering van operationeel hoogwater management, waarbij de invloed van onzekerheden op de uiteindelijk te nemen acties centraal staan. Een voorbeeld: de voorspelling van de rivierwaterstand bij Lobith kan voor twee dagen vooruit vrij nauwkeurig worden gemaakt, maar er is zeker nog ruimte voor verbetering. De voorspellingen van breslocaties twee dagen vooruit zijn echter nog met een grote onzekerheid omgeven, zelfs al zou de waterstandvoorspelling exact kloppen. De uitvoeringstijd voor veel maatregelen, zoals evacuatie of het aan-

Figuur 2 Flood Control 2015 richt zich op informatievoorziening van hoogwatervoorspelling tot effecten van overstromen.

brengen van steunbermen aan waterkeringen, is aanzienlijk. Daarom telt de huidige onzekerheid in voorspellingen van breslocaties vermoedelijk zwaarder dan de huidige onzekerheid in de waterstandsvoorspellingen. Op dit moment worden onzekerheden in de verschillende voorspellingen überhaupt nog niet gecommuniceerd buiten de eigen schakel; een ketenbenadering biedt de mogelijkheid om op een meer rationele manier met de risico's om te gaan en om de prestaties van de gehele keten te verbeteren. Wanneer we weten hoeveel tijd er nu nodig is om bepaalde voorspellingen te doen, kunnen we nagaan of we de bottlenecks – de langzaamste delen van het proces – kunnen aanpakken om het gehele proces van eerste signalering tot het nemen van mogelijke maatregelen te versnellen. Een zelfde redenering gaat op voor de nauwkeurigheid van voorspellingen. In het programma Flood Control 2015 brengen HKV, Haskoning en Deltares de onzekerheden in de keten kwantitatief in kaart. Deltares werkt in het programma aan een inventarisatie van fysieke mogelijkheden om de overstromingsdreiging te verkleinen, inclusief de gegevensbehoefte en uitvoeringstijd. Hieruit kunnen de kennisvragen voor monitoring- en modelverbetering worden

afgeleid en kan worden gewerkt aan een beslissingsondersteunend systeem.

Kansen van real-time monitoring Real-time monitoring kan een belangrijke bijdrage leveren aan het vergroten van de reactietijd van de crisisorganisatie en aan het vergroten van de nauwkeurigheid van risicovoorspellingen. De operationele modellen worden op dit moment met succes gevoed met real-time monitoring data. Althans, de modellen die de waterstand op rivieren en langs de kust voorspellen. De modellen voor voorspelling van sterkte van waterkeringen en voor Flood mapping maken nog geen gebruik van real-time monitoring gegevens. Vooral voor de operationele voorspelling van dijksterkte liggen grote kansen door real-time monitoring toe te passen. In de uitkomsten van modellen voor dijksterkte zit een grote onzekerheidsmarge. Bij de vijfjaarlijkse toetsing wordt dit deels ondervangen door veilige aannamen op te nemen in de berekeningen. In tijden van dreigende calamiteiten is echter een veel meer exacte benadering gewenst om prematuur ingrijpen te voorkomen. Daarnaast hangt de sterktebepaling erg af van de lokale samenstelling van de ondergrond waardoor rekening moet worden gehouden met


33

Special Deltatechnologie

onverwacht gedrag. Dijken kunnen veel sterker maar ook veel minder sterk zijn dan verwacht. Op dit moment starten de waterkeringbeheerders verschillende sporen om een meer continu en actueel inzicht te krijgen in de sterkte van de waterkeringen door middel van monitoring, namelijk: Toepassing van bestaande monitoring technieken, met name voor waterspanningen in en onder waterkeringen als gevolg van een hoogwater tegen de waterkeringen. Aan de modellering hiervan voor de voorspelling van dijksterkte is een grote onzekerheid verbonden. Tegelijkertijd heeft variatie in de waterspanningen een grote invloed op het resultaat. Bij de vijfjaarlijkse toetsing van de dijken wordt een conservatieve schatting gedaan naar deze waterspanningen, maar wanneer er daadwerkelijk een hoogwatersituatie wordt verwacht dan leidt zo'n conservatieve benadering tot onterechte beslissingen. Het is daarom van groot belang om inzicht op te gaan bouwen in de relatie tussen de waterstand en de waterspanningen in en onder de dijk. Iedere keer dat een relatief hoge waterstand wordt gemeten, wordt de extrapolatie naar extreme waterstanden nauwkeuriger. Onderzoek is nodig naar het ontwerp van een kosteneffectief meetnet, vanwege de grote heterogeniteit in de ondegrond geen eenvoudige opgave. Sensoren op en in waterkeringen die specifieke parameters of algemeen vervormingsgedrag monitoren. In het onderzoeksprogramma IJkdijk – partner in Flood Control 2015 – worden grootschalige experimenten gedaan om te onderzoeken welke nieuwe sensortechnieken geschikt zijn om het naderende bezwijken van waterkeringen te signaleren. Voorbeelden van nieuwe sensortechnieken in de waterkeringenwereld zijn glasvezels, MEMS, InSAR en acoustic emission. In het programma Flood Control 2015 ontwikkelen IBM, TNO en Deltares een op open standaarden gebaseerde en robuuste architectuur om sensornetwerken in te richten en deze te koppelen aan informatiesystemen. Remote sensing voor het gebiedsdekkend in kaart brengen van afwijkende locaties. Op korte termijn is de benodigde tijd voor het inwinnen en verwerken van de data nog te lang om deze technieken bij dreigende calamiteiten in te zetten. Maar ook nu al kunnen remote sensing technieken voorafgaand aan een dreigende situatie inzicht

34


bieden in afwijkingen. Bijvoorbeeld locaties met grotere vochtigheid of grotere vervormingen van de waterkeringen. Vooral voor grote gebieden waar weinig gegevens bekend zijn over waterkeringen, zoals in veel landen het geval is, kan zo'n aanpak een goede eerste stap vormen in een ‘grof naar fijn' methodiek. In het programma Flood Control 2015 onderzoeken ITC, Haskoning en Deltares welke combinatie van remote sensing technieken informatie geeft over afwijkingen die relevant zijn voor de sterkte van waterkeringen. Zoals eerder gesteld wordt er op dit moment slechts bij hoge uitzondering real-time monitoring van dijken toegepast om dreigende calamiteiten het hoofd te bieden. Terwijl ook in de recente geschiedenis voorbeelden zijn te noemen waar dit waardevol bleek. Bijvoorbeeld tijdens de gevolgbeperking na de doorbraak bij Wilnis en bij de monitoring van andere droogtegevoelige kaden in 2003 en bij het advies om geëvacueerde bewoners te laten terugkeren naar hun huizen na de bijna-doorbraak bij Stein in 2004.

Samenwerking In 2008 is het programma gestart met enkele projecten die vooral een inventariserend karakter hebben. Ook is een zogenaamde roadmap opgesteld die de basis vormt voor de programmering van het programma. Op basis van deze inventarisaties en de roadmap zal in 2008 vooral aansluiting gezocht worden bij Nederlandse eindgebruikers zoals Rijkswaterstaat, de waterschappen en de veiligheidsregio's zodat zij mede richting kunnen geven aan het programma in 2009 en verder. Daarnaast zoekt het programma samenwerking in projecten zodat de toepasbaarheid van onderzoeksresultaten beter geborgd wordt. Op dit moment worden projecten uitgevoerd bij de waterschappen Brabantse Delta, Groot Salland en Rijnland. Het programma verwelkomt nieuwe partners en nodigt deze dan ook uit om contact op te nemen met het programmabureau. Meer informatie over het programma is te vinden op www.floodcontrol2015.nl 1

Ir. J. Maccabiani is Secretaris, Programmabureau

Flood Control 2015 en Programma manager, Unit Geo-engineering, Deltares.

Standaardisatie van ICT De processen en verantwoordelijkheden in de wateren veiligheidskolom rond hoogwaterdreigingen zijn erg dynamisch. Informatiestromen zijn daarbij afhankelijk van de verschillende escalatieniveaus. Bovendien worden deze processen op basis van oefeningen voortdurend verbeterd. De informatiebehoefte van de betrokken personen zal dus ook kunnen veranderen wanneer procedures worden aangepast. De ondersteunende systemen zullen flexibel aan te passen moeten zijn en zullen moeten kunnen integreren met veel verschillende informatiebronnen. Het ontbreken van een standaard architectuur voor operationeel hoogwatermanagement is ook een gevaar voor het onderzoek in het Flood Control programma. Het gevaar is dat te specifieke oplossingen alleen door een beperkt aantal eindgebruikers kan worden gebruikt. Het programma beoogt daarom ook op de stapsgewijze ontwikkeling van een Service Oriented Architecture voor operationeel hoogwater management, in samenwerking met Rijkswaterstaat en het Waterschapshuis. Hierbij wordt uiteraard gebruik gemaakt van en aangesloten bij open standaarden en de referentie architecturen die zijn vastgesteld door de Nederlandse overheid.

2

H. Huizinga is Senior Consultant Strategy

& Change, IBM Global Business Services. 3

dr.ir. A. Zijderveld is Senior adviseur,

Unit Zee- en Kustsystemen, Deltares. 4

ir. R. Nagel is Technology Strategist,

IBM Global Business Services.

Hoofdstuk

3


3


Jos van der Burg

Inleiding

Koninklijke Boskalis Westminster NV

Altijd met voeten in de bagger

Peter Berdowski is in een uitstekend humeur. De bestuursvoorzitter heeft reden om stralend rond te lopen het in hoofdkantoor van Boskalis, dat aan de Merwede in Papendrecht ligt. De omzet van Boskalis steeg in de eerste helft van 2008 met bijna een kwart naar 938 miljoen euro. Het leidde tot een recordwinst van 202 miljoen euro. Er is nog een reden voor vreugde: na zestien jaar soebatten met de milieubeweging is het havenbedrijf Rotterdam begonnen met de aanleg van de Tweede Maasvlakte. De komende vier jaar wordt een hoeveelheid zand opgespoten die gelijk staat aan 250 keer de inhoud van het Feyenoord-stadion De Kuip. Drie keer raden wie deze klus gaat klaren. Boskalis is betrokken bij kleine en grote projecten in meer dan vijftig landen, maar de aanleg van de Tweede Maasvlakte roept bij Berdowski speciale gevoelens op. ‘We zijn een oerhollands bedrijf. Het is toch fantastisch dat we dingen die we wereldwijd hebben kunnen ontwikkelen ook eens in Nederland kunnen doen? Daar zijn we trots op.’ Lachend: ‘En de Tweede Maasvlakte ligt ook nog eens pal bij ons om de hoek.’ Dat het zestien jaar heeft geduurd voor Boskalis aan de slag kon, is

36


illustratief voor de maatschappelijke veranderingen. Berdowski: ‘Geen bedrijf kan meer om het natuurbelang heen. Dat is de nieuwe realiteit in de deltatechnologie waar je als bedrijf op moet inspelen. Sommigen van de oude garde in de baggerbranche vinden milieuprotesten en vergunningsperikelen gezeur, maar de complexere maatschappelijke realiteit biedt juist kansen als je erop in kunt spelen. Veroorzaak je rücksichtlos schade met je werk of beperk je die zoveel mogelijk en creëer je zelfs nieuwe natuur? Dat laatste gebeurt nogal eens als compensatie voor werk in gevoelige natuurgebieden.’ Vooral in de Verenigde Staten, zegt Berdowski. ‘Ook daar protesteren milieubeweging en locale communities tegen nieuwe infrastrukturele werken, maar men heeft er de methode bedacht om met voor- en tegenstanders in een onderhandelingssituatie rond de tafel te gaan zitten. Voor iedereen valt er iets te halen. Wie alleen maar nee zegt, mag niet meedoen, want je moet bereid zijn om er met elkaar uit te komen.’ Hij geeft een denkbeeldig voorbeeld. ‘Stel dat er een kanaal door een natuurgebied moet worden aangelegd. Als compensatie

Boskalis is een van de leidende waterbouwconcerns op de internationale markt. Hoe kijkt het bedrijf tegen deltatechnologie aan? Een gesprek met de voorzitter van de Raad van Bestuur Peter Berdowski. ‘De grootste uitdaging is om ons werk vloeiend in te bedden in de maatschappelijke en natuurlijke omgeving.’

kan een nieuw stukje natuurgebied worden aangelegd. Of een strandje voor bewoners in de buurt. Op die manier heeft iedereen iets te winnen.’

Schaalvergroting Berdowski voelt veel voor het Amerikaanse onderhandelingsmodel, omdat het als voordeel heeft dat projecten niet eindeloos worden getraineerd. Met die methode zou niet zestien jaar zijn gesteggeld over de Tweede Maasvlakte. ‘Onze procedures zijn uniek doordat splintergroepjes infrastrukturele projecten lang kunnen tegenhouden. Laten we wel zijn: 99% van bij de Tweede Maasvlakte betrokken belangengroepen gingen in het proces mee. Zij haalden het beste uit de onderhandelingen. Alleen een paar rabiate njetzeggers deden niet mee. Men hen viel niet te praten, omdat ze overal tegen zijn. Zij staan dicht bij de opvatting dat alles bij het oude moet blijven.’ Berdowski ligt er als bestuursvoorzitter van Boskalis niet wakker van (‘Wij kunnen overal aan de gang in de wereld’), maar wel als burger. ‘We leven in een democratie. Ik vind dat men een democratische beslissing best mag testen

– de besluitvorming van de overheid blinkt immers niet altijd uit in kwaliteit – maar er komt een punt dat het ophoudt. Er zullen altijd minderheden zijn die zich ongelukkig voelen bij een democratisch genomen besluit. Dat is onvermijdelijk.’ Terug naar de plaats die Berdowski voor Boskalis ziet in deltatechnologie.’Ik zeg wel eens gekscherend dat onze kernactiviteit het verzetten van grond van A naar B is. Dat doen we boven en onder water. We maken gaten en ophogingen. We baggeren en maken land. We doen dat met technieken die in de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw zijn ontwikkeld. Sleephopperzuigers zuigen grond en zand van de bodem. Voor echt hard materiaal hebben we cutters, die met beitels de bodem los hakken.’ De basistechnieken zijn de laatste decennia niet veranderd, maar er is wel iets anders gebeurd. ‘Er heeft een enorme schaalvergroting plaatsgevonden. In het midden van de jaren negentig hadden we onze hele vloot nodig bij de aanleg in zee van het vliegveld van Hong Kong. Daarna zijn we gaan investeren in grote schepen, zodat we nu bij landaanwinningsprojecten op een schaal kunnen werken die we tien jaar geleden niet voor mogelijk hielden.’

Berdowski. ‘Hoeveel mensen weten dat een flinke storm meer vertroebeling veroorzaakt dan een jaar baggeren? Ik wil er niet mee zeggen dat milieueisen onzin zijn, maar wil een dialoog op basis van objectieve informatie. Ik wil niet met een met beperkte kennis in elkaar getimmerde set milieucriteria, die vaak ook nog eens haaks staan op elkaar, in een keurslijf worden gedwongen.’ Dat het anders kan, bewees een havenproject in Melbourne vier jaar geleden. Berdowski denkt er met plezier aan terug. ‘Er werd op professioneel niveau met ons gepraat over milieuproblemen en oplossingen. Het resultaat was een optimale balans tussen economische belangen en milieuafwegingen.’ De milieuaspecten spelen niet alleen bij baggeren, maar ook bij verwerken van slib een steeds grotere rol. ‘Het gewoon oppakken van slib en ergens neerkwakken wordt steeds minder geaccepteerd. Dus moeten wij nadenken over

mooiste koraalrif van de Golf. Dat mag absoluut niet worden aangetast. Er mag dus geen enkele vertroebeling optreden. Met een monitorsysteem houden we het in de gaten. Berdowski is een van de keynote-sprekers op het jaarcongres van Kivi Niria over deltatechnologie. Hij vertelt nog niet precies wat hij gaat zeggen, maar zal zeker ingaan op het rapport Samen werken met water van Veermans Deltacommissie. Berdowski noemt het rapport een ‘doorwrocht stuk werk’. ‘Het geeft een integrale analyse van de problemen en heeft een heldere visie op de oplossingen. Dat met het opspuiten van zand de kust moet worden versterkt, ligt voor de hand, maar ik waardeer het dat de commissie ook creatievere oplossingen zoekt. Ik zie er twee: de commissie wil de natuur het werk laten doen – denk aan het idee van de zandmotor – en ze zet de deur op een kier voor initiatieven van private partijen.’ Volgens Berdowski staan we in Nederland voor een belangrijke keuze: ‘Staan we particuliere initiatieven toe bij gevoelige onderwerpen als kustversterking en –verbreding? Of blijft alles in handen van de Rijksoverheid?’ Voor Berdowski is de vraag stellen hem beantwoorden. ‘De belangrijkste grootschalige waterbouwkundige projecten in de wereld zijn niet door overheden ontwikkeld, maar door private partijen.’ Riskant? ‘In Engeland hebben wij een contract van vijfentwintig jaar om een stuk kust te beschermen. We hebben de vrijheid om dat naar eigen inzicht te doen. En we doen dat goed. In New Orleans was de overheid verantwoordelijk en die maakte er een zootje van.’ Berdowski pleit voor meer creativiteit. ‘ De overheid kan ons inhuren om een stuk strand met zand op te spuiten, maar kan ook zeggen: maak een plan voor tien jaar voor een bepaald gebied en vul het binnen randvoorwaarden naar eigen inzicht in.’ Het liefst gaat Berdowski nog een stap verder. ‘Samen met het waterbouwconcern Van Oord kunnen wij een leidende rol spelen in het creëren en verkopen van land aan de kust. Het toestaan van privaat initiatief op dit terrein zou echt een nieuwe ontwikkeling zijn.’ Revolutionaire nieuwlichterij? ‘Laten we niet vergeten hoe de Beemster, de eerste Nederlandse droogwinning, in het begin van de zeventiende eeuw tot stand kwam. Het was een honderd procent particulier gefinancierd initiatief, dat door ingenieur Leeghwater werd uitgevoerd.’

De Nederlandse procedures ‘‘ zijn uniek omdat splintergroepjes infrastructuele projecten lang kunnen tegenhouden.

’’

Optimale balans Het onderwerp milieu blijft terugkeren in het gesprek. Berdowski noemt de aandacht ervoor de grootste verandering in de afgelopen tien jaar. ‘Bij de aanleg van de Eerste Maasvlakte werd er nauwelijks over het milieu gesproken. Het project was goed voor de economie en de industrie, dus werd hij aangelegd. Hetzelfde gebeurde bij het droogmalen van polders: dat was goed voor de economische ontwikkeling en dus voor Nederland. Die tijd is voorbij. Overal in de wereld staat het milieubelang hoog op de agenda. Voor ons betekent het meer nadenken over de ecologische gevolgen van baggeren en landwinning.’ Dat nadenken gebeurt in het door Boskalis geïnitieerde onderzoeksprogramma Building with nature, waarin vertegenwoordigers uit het bedrijfsleven, kennisinstituten en de overheid zitten. De directe aanleiding voor de oprichting was een ervaring in Göteborg, zegt Berdowski. ‘Bij een baggerproject in de haven waren de milieueisen zo stringent dat er aanvankelijk bijna niet viel te werken. Het versterkte onze behoefte aan objectieve ecologische informatie. Zoals over de gevolgen van de vertroebeling die bij baggeren ontstaat. Hoe kun je die beperken en hoeveel is ecologisch acceptabel?’ Vaak roepen mensen maar wat, vindt

methoden van slibverwerking en hergebruik. Het in zee dumpen, gebeurt steeds minder. Er is een groeiende behoefte om slib aan land te brengen. Als het slib vervuild is, moet het gecontroleerd worden verwerkt. Daarvoor zijn allerlei oplossingen, van thermische tot biotechnische reiniging. Ons dochterbedrijf Boskalis Dolman houdt zich daarmee bezig.’

Leidende rol Om wetenschappelijk en technologisch up to date te blijven doet Boskalis aan kennisverwerving in eigen huis, maar participeert het ook in universitaire onderzoeksprogramma’s. Berdowski: ‘We onderzoeken bijvoorbeeld met de TU Delft hoe harde grond zich gedraagt onder de inbreekkrachten van een cutter. Daarvoor bestaan theoretische modellen, die in een baggergoot op de TU worden getoetst. Ook doen we onderzoek naar vertroebeling. We willen weten hoe dat verloopt. Hoe snel bezinken baggerdeeltjes?’ De onderzoeken zijn nodig omdat de uitdagingen steeds ingewikkelder worden. Berdowski noemt als voorbeeld de aanleg van een nieuwe haven in Abu Dhabi in de Verenigde Arabische Emiraten. ‘De haven komt vlak bij het


37

3

Dick Kevelam adviseur kustontwikkeling DHV Marjan den Braber strategisch adviseur DHV Michel Tonneijck projectleider kusten en rivieren DHV


Inleiding Nieuwe technieken en nieuwe inzichten leveren ideeën op die ook buiten Nederland aanslaan. Belangrijke inspiratiebron is daarbij de natuur zelf. Het water is niet altijd alleen vijand maar ook een bondgenoot. Een van de landen waar DHV de verfijnde technieken toepast is China. Daar vraagt de economische groei om nieuwe kuststeden. Caofeidian Coastal City is zo’n stad. In de industriële zone Caofeidian, een Noord-Chinees deltagebied aan de Bohaizee wordt de komende jaren een stad van 150 km2 gecreëerd die plaats moet bieden aan een miljoen mensen. De inwoners zullen vooral gaan werken in de ook nog te ontwikkelen aangrenzende haven. DHV werkt voor het project samen met het Chinese planningsinstituut Qinghua en het Engelse bureau Arup. Om de Nederlandse kennis zo goed mogelijk in China toe te passen werkt DHV in het project nauw samen met haar collega's uit Sjanghai.

Een belangrijke reden de stad buitendijks te bouwen is het behoud van kostbare landbouwgrond in het binnenland. Deze keuze bracht echter weer andere uitdagingen met zich mee: hoe bouw je een stad veilig in een laaggelegen gebied, hoe behoud je de karakteristieke waddenkust en hoe los je het heersende watertekort op. Het concept van DHV biedt de Chinezen oplossingen voor deze vragen. Caofeidian wordt niet alleen een nieuwe buitendijkse stad, het moet voor China en de rest van de wereld ook het voorbeeld worden van een ecologische stad. Hiermee toont DHV dat urban planning ook daadwerkelijk duurzaam kan. DHV heeft de opdracht gewonnen door goed te kijken naar onze Waddenzee. Het concept gaat uit van een eilanden- en lagunestructuur. De stad wordt gebouwd op eilanden in een lagune. De eilanden worden met zand uit de lagune een aantal meters boven het zoute water aangelegd.

In 1916 voltooit advies- en ingenieursbureau DHV haar eerste klus: het herstel van een dijk in het Noord-Hollandse Andijk. Bijna honderd jaar later is waterbeheer nog een van de belangrijkste werkterreinen van het inmiddels wereldwijd opererende bedrijf. Het streven naar veiligheid is niet veranderd, wel veranderd zijn de toegepaste technieken en het denken over duurzaamheid.

De buitenste eilanden aan de kust vormen bij hoog water een zeewering die de achterliggende lagune tegen overstromen beschermt. Door het laguneontwerp wordt een deel van de oorspronkelijke waddenkust in dit gebied hersteld en de nog bestaande gebieden ontzien. In plaats van alleen land te veroveren op de zee, krijgt het water, gecontroleerd, de ruimte waardoor er weer een natuurlijke dynamiek ontstaat.

Bouwen met respect voor water en ruimte

38


De eilanden moeten ook regenwater opvangen en vasthouden. Dat gebeurt door de eilanden een aantal meter boven het waterniveau van de lagune te aan te leggen. Grof zand moet in het midden van het eiland een zoetwaterbel mogelijk maken. Het water kan worden gebruikt voor onder andere stedelijk groen. De internationale jury van de ontwerpcompetitie, bestaande uit experts uit Italië, Zweden en China, prees het ontwerp omdat het kustontwikkeling, energie, water en transport combineert in een attractief stadsontwerp. De Caofeidian New Coastal City is het tweede grote kustproject dat DHV recent voor China heeft ontworpen. Eerder werden de Chinezen enthousiast over ‘Delta Diamonds', een polder landaanwinningproject van 75 km2 ten behoeve van stedelijke, economische en ecologische ontwikkeling van Tianjin, de belangrijkste invoerhaven van China.

Zachte dijk Als het aan DHV ligt wordt, voorzover technisch mogelijk, ook in Nederland bij kustontwikkeling en watermanagement meer rekening gehouden met het water en de natuur. Een nieuw fenomeen

is bijvoorbeeld de ‘zachte dijk’ waarbij gebruik wordt gemaakt van kwelders: begroeide wadplaten waarvan de hogere delen alleen nog bij storm en hoogwater onderlopen. Onder het motto ‘Bouwen met de natuur’ heeft DHV onlangs de toepassing van dit concept voorgesteld aan Rijkswaterstaat voor de vernieuwing van de Afsluitdijk. DHV is hiervoor onderdeel van een consortium bestaande uit kennisinstituut Wageningen IMARES en ontwerpbureau Alle Hosper. In het advies wordt in het water aan de Waddenkant van de dijk een 1500 hectare groot kwelderlandschap aangelegd. Door de plantengroei en de natuurlijke aanvoer van slib groeien de kwelders vanzelf mee met de zeespiegel. De aanleg van kwelders levert Nederland een sterkere zeewering, een nieuw natuurgebied én recreatiemogelijkheden op. Door de aanleg van de kwelders ontstaat een natuurgebied met een lengte van 30 kilometer, met een beschut fietspad met uitzicht op het wad. Het consortium stelt een bezoekerscentrum voor van waaruit je de Waddenwerken kunt volgen. Automobilisten kunnen niet veel zien van de kwelders, omdat zij aan de

IJsselmeerzijde van de dijk rijden. Om mobiliteitsproblematiek aan te pakken, die ontstaat op de kruising van scheepvaart en wegverkeer, adviseert het consortium op termijn toegangsbruggen te bouwen. Deze bieden wel uitzicht op het nieuwe natuurgebied. Het concept maakt gebruik van bewezen en eeuwenoude technologie in een modern jasje, die snel toepasbaar is. Daarnaast kan de voorgestelde oplossing binnen de beschikbare budgetten worden gerealiseerd. Daarmee zijn de Waddenwerken een serieus alternatief voor de ‘normale' versterking die in 2015 gereed moet zijn. Een ‘proefkwelder’ moet uitwijzen tot welk niveau en tot waar de mens zand moet aanbrengen en vanaf welke hoogte de natuur het kan overnemen.

Markermeerdijk Even ten zuiden van de Afsluitdijk werkt DHV aan de versterking van de Markermeerdijk tussen Amsterdam en Edam. In opdracht van Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier ontwikkelt DHV met een breed team van specialisten de benodigde plannen voor deze dijkversterking. Hier staat vooral de veiligheid

Figuur 1 (links) en 2 Artist impressions van de ecologische kuststad Caofeidian (China).


39

Figuur 3 De aanleg van kwelders bij de Afsluitdijk levert Nederland een sterkere zeewering, een nieuw natuurgebied én recreatiemogelijkheden op.

Figuur 4 Bij de versterking van de dijk tussen Amsterdam en Edam staat de veiligheid en het respect voor de omgeving voorop.

40


en het respect voor de typische inrichting van het land voorop. Het Hollands Noorderkwartier heeft te maken met water van alle kanten: vanuit de zee, het IJsselmeer en het Markermeer/IJmeer. De strijd tegen het water door de eeuwen heen is in dit gebied heel tastbaar. Al 800 jaar wordt het gebied met dijken beschermd. Het land is doorsneden door oude dijken, maar nu wordt het hele gebied omringd door één grote keten van waterkeringen. De dijk tussen Amsterdam en Edam is een schakel in deze ketting. De voorlopers van huidige dijk tussen Amsterdam en Edam zijn rond het jaar 1000 ontstaan. De dijk is onderdeel van een oer-Hollands landschap. Het biedt een aantrekkelijk leefklimaat voor mens en dier en trekt veel recreanten. Het Hoogheemraadschap heeft DHV gevraagd de planontwikkeling voor de dijkversterking vorm te geven met oog voor deze omgeving.

Bescherming tegen overstroming is zo belangrijk dat de eisen aan de dijken wettelijk vastliggen, in de Wet op de Waterkering. Volgens deze wet hoort Hollands Noorderkwartier een bescherming te hebben van gemiddeld 1 op de 10.000 jaar. Dat wil zeggen dat de dijk stormen moet kunnen weerstaan die voorkomen met een kans van 1% per eeuw. Dit is een strenge veiligheidseis, die recht doet aan het belang van het gebied. Het Hoogheemraadschap heeft de dijk tussen Amsterdam en Edam aan de wettelijke norm getoetst en gebleken is dat ongeveer 16 van de 29 km dijk hieraan niet meer voldoen. Doordat de dijk voortdurend zakt op zijn slappe ondergrond en hoge waterstanden in het Markermeer langer kunnen aanhouden dan vroeger op de Zuiderzee is de stabiliteit van de dijk onder extreme omstandigheden niet gegarandeerd. Het is noodzakelijk de dijk te versterken om de

bevolking en het land de komende 50 jaar te kunnen beschermen tegen overstromingen. Met deze opdracht zijn de komende jaren naar schatting ruim 20.000 uren denken doewerk gemoeid. De weke bodem vraagt om de modernste technieken voor de dijkversterking. Naast experts van DHV, zullen specialisten van geotechnisch bureau Fugro meewerken om te kunnen bouwen op de slappe veen- en kleigronden. Naast technische experts bestaat het DHVteam uit een groot aantal adviseurs op het gebied van natuur, landschap, planprocedures en communicatie, om de dijkversterking goed in de omgeving in te passen in overleg met alle belanghebbenden. De dijkversterking zal naar verwachting in 2016 gereed zijn, zodat honderd jaar na de eerste DHV opdracht in Andijk weer een hoofdstuk kan worden geschreven in de geschiedenis van DHV en de Nederlandse strijd tegen het water.

Figuur 5 Waterspecialisten uit de VS bewonderen eeuwenoude techniek van kwelders.


41

3


Ir. G.J. Steendam Dr. Ir. J.W. van der Meer Ir. A. van Hoven

Infram BV Van der Meer Consulting BV Deltares

Inleiding Voor de wettelijke vijfjaarlijkse toetsing van de primaire waterkeringen wordt gebruik gemaakt van het Voorschrift Toetsen op Veiligheid (VTV). Elke vijf jaar wordt ook gekeken of het VTV kan worden verbeterd. Eén van de verbeterpunten voor het VTV 2011 is de sterktebepaling van een grasbekleding op de kruin en binnentalud van dijken bij golfoverslag. Onderzoek hiernaar wordt in het kader van het Rijkswaterstaat project Sterkte & Belastingen Waterkeringen (SBW) uitgevoerd door Deltares.

Figuur 1 De golfoverslagsimulator.

De sterkte van dijken bij golfoverslag Voor het onderzoek is de Golfoverslagsimulator ontwikkeld. Hiermee zijn, in navolging van proeven in 2007 nabij Delfzijl, destructieve veldproeven gedaan op zeedijken in Friesland en Zeeland. De proeven zijn uitgevoerd door Infram BV in samenwerking met Van der Meer Consulting, Deltares, Royal Haskoning en Alterra.

Golfoverslagproeven Ten gevolge van golfoverslag kan de (gras)bekleding op kruin en binnentalud op de volgende manieren bezwijken: erosie van de grasmat door het overslaande water; erosie van de onderlagen (veelal de kleilaag); afschuiving van de bekleding. Vooralsnog zijn alleen golfoverslagproeven uitgevoerd waarbij erosiegevoeligheid van de grasmat en de kleilaag werd onderzocht. Deze proeven zijn in de winter van 2008 uitgevoerd in Friesland als onderdeel van het SBW-programma, en in Zeeland in opdracht van het projectbureau Zeeweringen. Op de zeedijk nabij St. Jacobiparochie (Friesland)

42


wordt al meer dan 15 jaar een drietal proefvakken met verschillende vormen van grasbeheer in stand gehouden. Dit bood de unieke mogelijkheid om onderzoek te doen naar de invloed van de beheervorm op de erosiebestendigheid van de grasmat. In Zeeland is op twee lokaties de erosiebestendigheid van de grasmat beproefd. Alle onderzochte lokaties betroffen een zeedijk bestaande uit een zandkern met op de kruin en binnentalud een met gras begroeide kleilaag. Voorafgaand aan de proeven zijn de karakteristieke parameters van het gras en de klei bepaald. Volgens de methodiek in het VTV zou er in al deze gevallen een matig tot slecht erosiebestendige grasmat en kleilaag aanwezig zijn.

Golfoverslagsimulator Het onderzoek is uitgevoerd met de Golfoverslagsimulator. Dit apparaat simuleert de waterbeweging op kruin en binnentalud als gevolg van overslaande golven. De Golfoverslagsimulator heeft een inhoud van 22 m3, is 4 m breed en ca. 6 m hoog. De simulator wordt voor de proeven aan de zeezijde op de kruin van de dijk geplaatst, waardoor zowel de kruin als het binnentalud

kunnen worden belast. De Golfoverslagsimulator wordt vervolgens met een constant debiet gevuld en met behulp van een vernuftig klepmechanisme kan het water in golven over de dijk worden losgelaten. Het ‘legen’ van de simulator wordt op een zodanige manier gedaan dat een werkelijke stormsituatie wordt nagebootst. De proefvakken zijn stapsgewijs met een oplopend overslagdebiet getest, waarbij bij elke stap een stormsituatie van 6 uur werd gesimuleerd. Het gemiddelde overslagdebiet is opgevoerd van 0,1 tot 75 l/s per m. De hoeveelheid water die daarbij in de individuele overslaande golven zat, varieerde daarbij van 10 tot 180 liter per meter breedte bij het kleinste gemiddelde debiet tot 100 – 5500 l/m bij het grootste. De uitgevoerde stormsimulaties waren gebaseerd op een significante golfhoogte van 2 m en een piekperiode van 5 s.

Metingen Om meer inzicht te krijgen in het fysieke gedrag van de gras- en kleibekeding bij golfoverslag is door Deltares de waterdruk in de dijk en de bekledingslaag gemeten. Ook zijn de dikte van de waterlaag en de frontsnelheid van de individuele overslaande golven op het binnentalud gemeten. De resultaten van deze metingen zullen eind 2008 beschikbaar komen. Analyse van de metingen bij Delfzijl heeft al waardevolle en ook verrassende resultaten opgeleverd.

Figuur 2 Golf van 5.500 liter per m over de dijk.

Observaties De meest belangrijke observaties zijn: Bij geen van de onderzochte zeedijken trad een significante schade op bij een gemiddeld overslagdebiet kleiner dan 30 l/s per m; Bij de overgang van talud naar horizontaal werd bij 6 van de 9 proefvakken schade geconstateerd bij overslaghoeveelheden van 30 l/s per m en meer; Aanwezige mollen- en/of muizengaten werden tijdens de proeven steeds duidelijker zichtbaar, maar geen van deze gaten gaf aanleiding tot doorgaande schade aan het talud; Er is een tot nu onbekend mechanisme geconstateerd: het ‘opbolmechanisme’. Dit betreft het opbollen van de grasmat waarna deze wegspoelt (omvang circa één m2); Doorgaande erosie van de kleilaag, leidde in een aantal gevallen tot ‘headcut’ erosie; dit is het afbrokkelen van de kleilaag richting de kruin. Dit mechanisme versnelde sterk op het moment dat de kleilaag tot op het zand was geërodeerd. Een dergelijke doorgaande

Figuur 3 Het resultaat na 75 l/s per m: De zandkern is blootgelegd na het eroderen van de met gras beklede kleilaag en spoelt weg.

schade is alleen bij relatief grote overslagdebieten (50 en 75 l/s per m) geconstateerd.

Toekomst In de komende jaren zullen aanvullende golfoverslagproeven worden uitgevoerd. Daarnaast zal het faalmechanisme ‘Afschuiven van de bekleding’ in de jaren 2008 - 2010 worden onderzocht met behulp van veldproeven. In september 2008 is hiermee een begin gemaakt op de Friese Waddenzeedijk nabij de St. Jacobiparochie. De conclusies van het onderzoek tot en met 2010 zullen worden verwerkt in een Technisch Rapport en hun uitwerking vinden in het VTV2011. In dit traject zal nog een discussie moeten worden gevoerd omtrent de resultaten van het onderzoek en de toetsregels. Het onderzoek tot nu toe toont namelijk aan dat er verschillen bestaan tussen de proefobservaties, de huidige toetseisen en wat leeft onder dijkexperts.

Figuur 4 Schade aan de onderkant van de dijk.

Figuur 5 De grasbekleding ‘bolt op’.


43

3


Jana Steenbergen-Kajabová Ruud Steenbrink

Samenvatting

Grontmij pakt kustzone integraal aan

De dreigende gevolgen van klimaatverandering: rijzende zeespiegel, langere en hevigere regenbuien en langer durende droogtes dragen bij aan de toename van de druk op de beschikbare ruimte. Dit zowel in het rivierengebied als aan de kust. We willen water in de Nederlandse Delta zo intens mogelijk beleven, maar we willen het gevoel van veiligheid koesteren.

Figuur 1 Kustversterking Noordwijk.

Kustversterking Noordwijk In 2003 is uit een extra toetsronde voor de zeeweringen gebleken dat een deel van de duinenrij langs de Koningin Wilhelminaboulevard in Noordwijk niet sterk genoeg is om de aantoonbaar toenemende belasting van de golven in de komende jaren te weerstaan. Deze plek is aangemerkt als prioritaire zwakke schakel in de Nederlandse kust die zo snel mogelijk versterkt moest worden.

Onze aanpak

Innovatie en kwaliteit gaan hand in hand.

Wij pakken de met kusten rivierbeheer gerelateerde vraagstukken op een eigen manier aan. Dit houdt in: We bieden veiligheid en laten het ook zodanig beleven; We respecteren de identiteit van de locatie; We slaan bruggen tussen natuur, recreatie en beleving van de ruimte; Onze oplossingen zijn duurzaam en betaalbaar;

Dit vertalen we in de voornamelijk veiligheidgerelateerde vraagstukken, zoals de projecten van de versterking van de zwakke schakels aan de kust en de ontwikkeling van de zandmotor. Het adviseren voor de aanleg van de offshore windmolenparken en grote zandwinningen en zeejachthavens is eveneens een weerspiegeling van onze integrale aanpak.

Handen uit de mouwen! We laten het niet alleen bij het maken van plannen. Door de veelzijdigheid van ons bedrijf zijn we uitstekend in staat om de complexe projecten tot een succesvolle realisatie te brengen. Een recent voorbeeld is het ontwerp en realisatie van de versterking van de zwakke schakel in Noordwijk, in opdracht van het Hoogheemraadschap van Rijnland. Kijk op www.werkenbijgrontmij.nl voor een actueel overzicht van onze vacatures.

Naast de noodzakelijke veiligheidsfunctie van de Noordwijkse duinen, is ook de economische en ruimtelijke kwaliteitsfunctie van het gebied onder de aandacht genomen. Hierdoor is de versterking van de kust niet alleen een technische ingreep in de kuststrook. In het ontwerp is een nauwkeurig afgewogen balans te zien tussen de versterkingswijze en haar beleving door diverse belanghebbenden. Hierdoor is de oplossing uitgewerkt van de zogenaamde ‘Dijk in duin’ constructie, aangevuld met bijbehorende verbreding van de duinenrij van circa vijftig meter aan de zeewaartse zijde. Deze oplossing biedt aan de bewoners en bezoekers van Noordwijk nog steeds ongehinderd uitzicht op zee, maar is heel duidelijk veel robuuster dan de oorspronkelijke kustwering. Behalve levering van de technische diensten, heeft Grontmij ook contractdocumenten voorbereid voor de uitvoering. Ook heeft Grontmij het gehele aanbestedingsproces begeleid.


45

3


Ir. Egon Bijlsma Drs. Marcelle Lock Dr. Kees Lazonder

TU Delft UvA ARCADIS Nederland BV

Samenvatting De traditionele verhardingen die worden toegepast op waterkeringen zijn doorgaans gebaseerd op aardolieproducten. Dit brengt de nodige milieukundige problemen met zich mee. Het chemieconcern BASF heeft, op zoek naar een duurzaam alternatief, Elastocoast ontwikkeld. Deze polyurethaan gebonden dijkbekleding heeft naast milieutechnische voordelen, ook een aantal unieke civieltechnische eigenschappen. Het afgelopen stormseizoen is het Elastocoastconcept onder begeleiding van de specialisten van ARCADIS getest op de Nederlandse kust.

Figuur 1 De twee Elastocoast componenten die samen het polyurethaan vormen worden eerst met elkaar gemengd (l), en dat mengsel wordt vervolgens met de kalksteen (20/40) gemengd (r).

Polyurethaan gebonden dijkbekleding getest en goed bevonden op Nederlandse dijken

Elastocoast biedt civieltechnisch en ecologisch perspectief Elastocoast kenmerkt zich door een zeer open structuur. Deze open structuur biedt voordelen bij belasting door golven. De structuur vormt namelijk een ruw en poreus oppervlak. Dit zorgt voor een effectieve reductie van hydraulische belastingen, zoals de golfoploophoogte. De invloedsfactor voor ruwheid op het talud ligt voor Elastocoast rond de 0,7- 0,9 (Gu, 2007b). Ook zorgt de open structuur voor een hoge waterdoorlatendheid, zodat er geen overdrukken zullen ontstaan, die de bekleding zouden kunnen opdrukken. Bovendien wordt de energie van de golfklap gedissipeerd in het materiaal. Tot slot zorgen de holtes in het materiaal voor een grote variëteit aan microhabitats, hetgeen de biodiversiteit ten goede komt. In het Noord-Duitse waddengebied vinden al vanaf 2004 prototype proeven plaats op een aantal waterkeringen. Een totale oppervlakte van 5500 m2 Elastocoast is hier aangelegd. In Nederland zijn in het najaar van 2007 de eerste praktijk-tests met Elastocoast gedaan (Bijlsma, 2008). Een totale oppervlakte van 875 m2 Elastocoast is aangelegd op de helling van een dijk in de Oosterschelde bij Ouwerkerk en op de kop van een strandhoofd in de Noordzee bij Petten.

46


Het maken en aanbrengen van Elastocoast op het dijktalud gaat snel en eenvoudig. Als basismateriaal wordt mineraal aggregaat gebruikt met een onregelmatige gradering. Dit aggregaat wordt in een conventionele betonmixer vermengd met het bindmiddel polyurethaanhars. Het bindmiddel omhult het mineraal aggregaat, bindt de korrels aan elkaar en houdt de natuurlijke holle ruimte tussen de korrels in stand. Het eindproduct krijgt daardoor een open structuur met een hoog holle ruimte gehalte van ongeveer 50%. Het onverharde mengsel wordt op de dijk aangebracht, waar het in circa 20 minuten uithardt. Eenmaal uitgehard, vormt Elastocoast een duurzame en stijve toplaag die goed bestand is tegen hydraulische belastingen als golfklappen. De stijfheid van het mengsel ligt rond de 2500 MPa en de buigtreksterkte rond 2,0-3,0 MPa (Gu, 2007a). De buigtreksterkte is daarmee enkele malen hoger dan die van het bitumengebonden open steen asfalt. In tegenstelling tot open steenasfalt, gedraagt Elastocoast zich nauwelijks viskeus. Er is dan ook geen gevaar voor vermoeiing van het materiaal bij langdurige belasting. De individuele stenen zijn zodanig sterk verbonden met de omliggende stenen,

dat erosie door steenverlies verwaarloosbaar klein is. Dit is bevestigd in prototype proeven. Gedurende het stormseizoen van 2007-2008 is de schadeontwikkeling op de beide testplaatsen gevolgd. Het was een zeer onstuimig seizoen met meerdere stormachtige perioden. De teststrip bij Ouwerkerk kreeg maar liefst zes stormperioden te voortduren, met een lokale maximum significante golfhoogte van 1,4 m. Op het dijktalud met een helling van 1:3-1:4 resulteerde dit in brekende golven van het type ‘plunging’ en ‘collapsing’. Dit soort golven geven een zeer ongunstige vorm van golfbelasting. Op 9 november waren de waterstanden zelfs zo extreem, dat de stormvloedkering in de Oosterschelde preventief gesloten werd. Ter hoogte van de teststrip bij Petten werden ten minste vijf perioden met windsnelheden boven de 8 Bft gemeten. Hierbij trad een significante golfhoogte op van 3,5 m, voor een deel bij hoge waterstanden. Hierdoor werd de bekleding vooral belast door stromingen. Er werd op beide plaatsen een schadepercentage van onder de 0,4% gemeten. In de bepaling van dit percentage zijn alleen de bovenste twee lagen stenen meegenomen. Hierdoor is het schade-

percentage beter te vergelijken met dat van stortsteenbekledingen. Voor stortsteenbekledingen wordt een percentage van 0-5% beschouwd als ‘geen schade’-conditie. Er zijn geen tekenen gevonden van progressieve schadeontwikkeling. De schadetoename per opeenvolgende stormperiode lijkt zelfs af te nemen (figuur 4). Dit duidt op een mogelijke burn-in tijd, waarna de toplaag niet verder zal eroderen, zolang er geen extremere golfcondities plaatsvinden. Er werden geen scheuren of vervormingen gevonden die zouden kunnen duiden op instabiliteit van de bekleding. In het voorjaar van 2008 zijn in opdracht van Rijkswaterstaat golfoverslagproeven gedaan, waarbij ook een stuk Elastocoast werd beproefd. Het materiaal weerstond zonder significante schade overslagvolumes van 125 l s-1m-1, met stroomsnelheden van maar liefst 6-12 m s-1. Tijdens het stormseizoen is op de testlocaties ook de geschiktheid van Elastocoast als substraat voor de biologische groei onderzocht door het herstel van de biologische gemeenschap te meten (Lock, 2008). Hieruit blijkt dat het herstel

Figuur 2 Elastocoast dijkbekleding met aangroei van Klein Darmwier.

van met name de groenalg Klein Darmwier en de bruinalg Fucus Spiralis spoedig verloopt. Voor het herstel van deze algen is het vochtgehalte op de bekleding een cruciale factor. Op de teststrip bij Ouwerkerk is bijvoorbeeld een duidelijke ondergrens te zien, er is geen algengroei onder de gemiddeld hoogwaterlijn. Dit is typerend voor Klein Darmwier. Slakken, zoals Alikruiken grazen op Klein Darmwier, ze zijn dan ook in grote aantallen te vinden rond deze ondergrens. Ook uit een laboratoriumonderzoek gedaan aan de Universiteit van Amsterdam met zoet water is gebleken dat Elastocoast een geschikt substraat vormt voor de aanhechting van zoetwater microalgen. De samenstelling van de aangehechte algen is vergelijkbaar met de samenstelling op conventionele materialen voor dijkbekledingen zoals basalt. De poreuze structuur, die voor een divers microhabitat regime zorgt, is echter specifiek voor dit materiaal. Conclusies tot nu toe zijn dat Elastocoast het stormseizoen 2007/2008 zeer goed doorstaan

heeft. Op macroschaal is geen schade aangetroffen en de schade op microniveau is te verwaarlozen. Op biologisch gebied blijkt Elastocoast een geschikt substraat te zijn voor algengroei.

Referenties – GU, D., (2007a). Some important mechanical properties of Elastocoast for safety investigation of dikes (VTV 2004). Minor Thesis, Delft University of Technology, Delft. – GU, D., (2007b). Hydraulic properties of PUR-revetments compared to those of open stone asphalt revetments. MSc Thesis, Delft University of Technology, Delft. – Bijlsma, E., et al., (2008). Elastocoast pilots in the Netherlands, storm season 2007/2008. 073890088:0.1, ARCADIS, Hoofddorp. – Lock, M., et al., (2008). Early Colonization of Littoral Communities on Polyurethane Coated Substrates, 073890089:0.1, ARCADIS, Hoofddorp.

Figuur 3 De testlocatie bij Ouwerkerk bij rustig weer (l) en stormachtige omstandigheden (r).

Figuur 4 Het schadepercentage aan de Elastocoast, berekend over de bovenste twee lagen stenen tijdens het stormseizoen.

Figuur 5 Een overslagproef is uitgevoerd met Elastocoast, waarbij het materiaal overslagvolumes van 125 ls-1m-1 doorstond, met stroomsnelheden van 6-12 ms -1.


47

3


Joost van Kasteren

Samenvatting

Bouwen met de natuur

Zandhonger in de Oosterschelde

48


In de vorige eeuw hebben we ons uiterste best gedaan om natuurlijke processen te temmen. Rivieren werden gekanaliseerd; duinen werden op hun plaats gehouden door helmgras en zee-armen en binnenzeeën zijn afgedamd. Inmiddels is duidelijk geworden dat natuurlijke processen belangrijk zijn voor een duurzame ontwikkeling van de delta. Bijvoorbeeld om de zandhonger in de Oosterschelde te stillen.

Het onderzoeks- en innovatieprogramma

Suppleren van zand

Building with Nature (BwN) richt zich op het ontwikkelen van expertise en ontwerpconcepten voor de duurzame inrichting van kust-, delta- en riviergebieden. Een van de onderwerpen is het probleem van zandhonger in de Oosterschelde. Dertig jaar geleden vormde het besluit om een stormvloedkering aan te leggen in de Oosterschelde het keerpunt in het denken over kustverdediging en het omgaan met water. Geen totale afsluiting, zoals in de andere zeegaten, maar een halfopen kering, waardoor de getijbeweging in stand blijft. Dat is belangrijk, omdat de zandplaten die bij eb droogvallen de basis vormen voor een rijk ecosysteem met vele bijzondere soorten. De ironie wil dat de getijdenbeweging zozeer is afgezwakt dat die zandplaten in een hoog tempo verdwijnen. Door deze zandhonger neemt de biodiversiteit af, waardoor de Oosterschelde een saaie plas dreigt te worden. 'Bovendien', zo voegt Tom Ysebaert van onderzoeksinstituut Imares er aan toe, ‘leidt het verdwijnen van de zandplaten tot erosie van de vooroevers, waardoor op termijn ook de dijken worden aangetast en veiligheid van het achterland in het geding komt.' 'Indertijd had men wel voorzien dat de lagere snelheid van de getijstroom tot problemen zou kunnen leiden', zegt Anneke Hibma van Van Oord, aannemer van baggeren waterbouwkundige werken. ‘Immers wat er bij een storm wordt afgeslagen, wordt bij een lagere stroomsnelheid niet zo snel meer opgebouwd. De platen blijken echter veel sneller te verdwijnen dan verwacht. Jaarlijks verdwijnt er een oppervlak van 50 voetbalvelden en als we niets doen is binnen honderd jaar 90 procent verdwenen.'

Deze productie is mede tot stand gekomen door een bijdrage van Deltares en Delft Cluster.

Nederland is het aan zijn stand en aan de Vogelen Habitatrichtlijn verplicht om het niet zover te laten komen. Half augustus is daarom door Rijkswaterstaat bij wijze van experiment begonnen met het suppleren van zand op de Galgeplaat tussen Tholen en de Bevelanden. Uit een geul in de Oosterschelde die vanwege de scheepvaart op diepte moet worden gehouden is 150.000 kubieke meter zand opgebaggerd. In een cirkel van 500 meter doorsnee wordt één meter zand opgebracht op de Galgeplaat. Om vertroebeling te voorkomen, zijn kades aangelegd, waarbinnen het zand gestort moet worden. Dat kan alleen als het zeeniveau rond NAP is, zodat het zand rustig achter de kades kan uitzakken.

Building with Nature De cirkelvormige ophoging fungeert als een soort depot van waaruit het zand zich langs natuurlijke weg kan verspreiden. Hibma: ‘We verwachten niet dat het voor de eeuwigheid zal blijven liggen. De zandhonger gaat door en kan vooralsnog alleen gestild worden door regelmatig zand te suppleren. Het maakt echter een heel verschil of je dat ieder jaar moet doen of dat eens in de tien jaar voldoende is. Dat moet deze proef uitwijzen. Vanuit Building with Nature wordt daarom een camera bij de suppletie geplaatst, die de morfologische veranderingen en de ecologische effecten nauwkeurig zal monitoren.' In het verlengde daarvan wordt overwogen om de natuur een handje extra te helpen door het inzetten van wat Ysebaert ‘biobouwers' noemt, organismen die de bodem helpen stabiliseren. Mossel- en oesterbanken bijvoorbeeld, maar ook schorren en zeegras. Ysebaert: ‘Waar we aan denken zijn schelpdierbanken die de randen van de platen beschermen tegen afkalven. Structuren die de golfwerking tegengaan en

sediment invangen, zodat de plaat op den duur aan kan groeien.' 'Die schelpdieren vestigen zich waarschijnlijk niet vanzelf; die moeten we een handje helpen. Bijvoorbeeld met bouwblokken die bestaan uit aaneengekitte schelpen. Op termijn ontstaat zo een levend rif dat letterlijk kan meegroeien met de zee. Ook het effect van deze banken op de zandhonger wordt onderzocht in het programma ‘Building with Nature' samen met het WINN Biobouwers-project.'

Oosterschelde estuarium Een andere mogelijkheid om de platen te beschermen – ook op de langere termijn – is het verhogen van de stroomsnelheden in de geulen van de Oosterschelde, waardoor het zand dat er bij storm is afgeslagen weer langs natuurlijke weg op de plaat wordt afgezet. Zowel de TU Delft als Deltares doen onderzoek naar de interactie tussen het Oosterschelde estuarium, de kering met het eiland Neeltje Jans en de Voordelta, de ondiepe zee voor de kust van de Zuid-Hollandse en Zeeuwse eilanden. Hibma: ‘Vooralsnog wordt er alleen gestudeerd op de getij- en andere stromingen en de gevolgen die dat heeft voor zand- en slibtransport. Op termijn hopen we die stromingen en transporten zodanig te beïnvloeden, dat het intergetijdengebied zich weer op natuurlijke wijze in stand kan houden. Overigens zonder de Voordelta aan te tasten, want dat is ook een beschermd natuurgebied.' Bouwen met de natuur vergt, zo blijkt uit het bovenstaande, de nodige subtiliteit. Bovendien is er veel onderzoek nodig om de natuurlijke processen in kaart te brengen en waar nodig te beïnvloeden om er optimaal profijt van de trekken. Het grote voordeel is echter de combinatie van natuurbehoud en -ontwikkeling én een duurzame bescherming van de kust.

Deltares beschikt als instituut voor delta-

Delft Cluster

Engineeringkennis neemt

Deltares, TNO-Bouw- en Ondergrond, TU

technologie over een unieke combinatie

een sleutelpositie in bij het beheersen en

Delft, Unesco IHE en KIWA Water Research

van kennis en ervaring op het gebied van

verbeteren van alle aspecten van de delta-

heeft deze problemen vanuit bètadiscipli-

water en ondergrond. Het instituut is toon-

problematiek. Die kennis kan alleen ont-

nes en alfa- en gammadisciplines aange-

aangevend in het ontwikkelen, verspreiden

wikkeld worden in interactie met bedrijven

pakt.

én toepassen van kennis voor de duurzame

en overheden, die ze implementeren en

Meer informatie: www.delftcluster.nl

inrichting en het beheer van kwetsbare

gebruiken, er ervaring mee opdoen en deze

delta’s, kusten en riviergebieden.

terugkoppelen naar de ontwikkelaars.

Meer informatie: www.deltares.nl

Delft Cluster, het kennisprogramma van


49

3


Koen Olthuis (MSc) Rick Lormans (MSc) Dutch Docklands

Samenvatting

Drijvend recreëren biedt mogelijkheden wereldwijd

Er is een nieuwe innovatie: drijvende stranden. Het concept biedt de mogelijkheden om in watterrijke (stedelijke) gebieden drijvende stranden te realiseren en voorziet in een toenemende behoefte aan watergebonden recreatiefaciliteiten en uitbreiding van kustlijnen en stranden voor rivieren en zelfs voor open zee. Daarnaast kunnen ze mogelijkheden bieden voor extra bescherming voor bestaande kusten. Het drijvende strand zal worden toegepast in Dubai.

Figuur 1 Floating beach lagune type. Wuivende palmbomen, witte stranden, zon en een blauwe zee... voor menig Nederlander de succesformule voor een geslaagde vakantie. Normaal gesproken zijn hier enkele vlieguren naar zuidelijkere oorden voor nodig maar wellicht in de toekomst is dit ook in Nederland mogelijk. Afgezien van de ontbrekende azuurblauwe kleur van de Noordzee en de grillen van het Nederlandse weer. Onlangs is hiervoor een nieuwe innovatie gelanceerd; drijvende stranden. Het concept ‘drijvend strand' biedt de mogelijkheden om in waterrijke (stedelijke) gebieden drijvende stranden te realiseren en voorziet in een toenemende behoefte aan watergebonden recreatiefaciliteiten en uitbreiding van kustlijnen en stranden voor rivieren en zelfs voor open zee. Het oorspronkelijke idee komt van architect Koen Olthuis, die zich met zijn bureau Waterstudio.NL louter bezighoudt met het ontwerpen van drijvende woningen en andere bouwwerken. Voor de verdere invulling en technische ondersteuning van de drijvende stranden werkt Dutch Docklands BV samen met onder andere de kennisinstituten TNO,

50


Deltares en adviesbureau Royal Haskoning en enkele key-suppliers zoals Schmitz Foam Products en Huesker Synthetic. Aan de buitenkant wijst niets erop dat het hier gaat om een artificieel strand dat bovendien volledig drijft en daarmee verplaatsbaar is. Het drijvend strand is ontworpen naar analogie van een natuurlijk strand met zijn karakteristieke elementen met afwisselend vlakke en hellende delen. Te herkennen zijn het vlakke hoog gelegen gedeelte, de zogenaamde beach face, een korte steilere berm als golfoploop buffer en het licht hellende gedeelte richting het water (de plunge step) en als laatste het diepste gedeelte de runnel of lagune. Het drijvende ‘harde'

Figuur 2 Generieke doorsnede Floating Beach.

gedeelte (beach face, berm en plunge step) is gebaseerd op de gepatenteerde bouwmethode van Dutch Docklands met speciaal wit ‘Malediven' zand al dan niet voorzien van palmbomen, strandhutten en douchevoorzieningen. (figuur 2) 'Normaal' zand op hellende vlakken die onder invloed staan van golven en stroming (plunge step) is zeer onderhevig aan erosie en wegspoelen. Om dit erosieprobleem te ondervangen zal het normale zand behandeld worden volgens een biologisch proces. Deltares heeft een proces ontwikkeld waarbij los zand een biologisch ‘verhardingsproces' ondergaat waardoor de zandkorrels worden gebonden en daardoor als het

ware versterkt worden. Dit proces, dat de naam Biogrout draagt, is een van de uitkomsten van het Smart Soils® onderzoeksprogramma waarin mogelijkheden als het gaat om het verbeteren van de eigenschappen van verschillende grondsoorten (niet alleen zand maar ook veen en baggerspecie) worden onderzocht (figuur 3). Een andere huidige toepassing is bijvoorbeeld het gebruik van versterkte baggerspecie voor het lekdicht maken van kaden. Het watergedeelte (runnel) van het drijvend strand bestaat uit een lagune van twee tot drie meter diep. De bodem van de lagune wordt gevormd door een flexibele constructie. Deze constructie bestaat uit een ‘dragende' onderlaag van een hogesterkte geoweefsel met daarbovenop een drijvende mat, gemaakt van hergebruikte kunststof, en als bovenlaag een zogenaamde ‘zandmatras'. Dit zandmatras is een met fijn zand gevuld geotextiel dat enerzijds de nodige ballast verzorgt en anderzijds voor de juiste zand ‘feel' zorgt voor de gebruiker. Om het zinkbare doek op zijn plaats te houden en het einde van de lagune te markeren is aan het uiteinde van het doek een drijver bevestigd, bestaande uit een buis met een doorsnede van circa één meter welke weer aan het vaste strandgedeelte is

gemonteerd. Afhankelijk van de hoeveelheid ballastwater in de buis ligt deze net onder het wateroppervlak of drijft hij op het water. In het laatste geval fungeert hij als golfbreker die de achterliggende lagune en het strand beschermt. Drijvende stranden verlengen niet alleen de kustlijn met bijbehorende recreatieve mogelijkheden, maar kunnen ook mogelijkheden bieden voor extra bescherming voor bestaande kusten. Een reeks drijvende stranden voor de kust heeft de mogelijkheid om golfslag te dempen en daarmee golfoploop te verminderen, waardoor de afslag van de natuurlijke stranden vermindert en de kans op golfoverslag afneemt. Een algemeen voordeel van drijvende eilanden is dat ze, anders dan kunstmatige eilanden die voor de kust worden opgespoten, het natuurlijk ecosysteem grotendeels intact laten. Kustgebieden hebben een hoge biodiversiteit, mede door de getijdenbeweging, die zorgt voor een steeds verschuivende zout-zoetgradiënt en voor hoogteverschillen op de zeebodem (zandgolven). Drijvende eilanden houden die getijdenbeweging in stand en daarmee ook genoemde gradiënten.

Het drijvende strand zal in eerste instantie worden toegepast in meren en rustige kustwateren, waar de invloed van golven vrij gering is. Voor de wateren rondom het Palm Jebel Ali eiland in Dubai wordt een ‘drijvend gedicht' ontworpen in de vorm van Arabische tekens (figuur 4). Dutch Docklands werkt in deze opdracht samen met Royal Haskoning aan het uitwerken van deze drijvende eilanden waarin naast het drijvend strand ook andere toepassingen zoals drijvende ‘cabanna’s’ en restaurants worden gerealiseerd. Dubai zet zich met deze drijvende ontwikkeling ter grootte van ruim 200.000 m2 project letterlijk en figuurlijk opnieuw op de kaart. Toepassing van drijvende stranden hoeft niet beperkt te blijven tot binnenwateren en rustige kustwateren. In principe is het drijvend strand, zeker als het gaat om grotere oppervlakten, stabiel genoeg voor ruwer water. Het drijvend strand biedt daarmee nieuwe mogelijkheden op het gebied van recreatie, alternatieve landaanwinning voor zowel stedelijke wateren als open wateroppervlakken en in de toekomst wellicht als voorwaartste verdediging van zwakke plekken in de bestaande kustlijn. Meer informatie: www.dutchdocklands.com

Figuur 3 Proefstuk Biogrout met wit ‘maledivenzand'. Figuur 4 Visualisatie mockup Floating Proverb Dubai.



Delft Cluster Engineeringkennis neemt een

Deltares,TNO-Bouw- en Ondergrond, TU


sleutelpositie in bij het beheersen en ver-

Delft, Unesco IHE en KIWA Water Research


beteren van alle aspecten van de deltapro-

heeft deze problemen vanuit bètadiscipli-


blematiek. Die kennis kan alleen ontwik-

nes en alfa- en gammadisciplines aange-


keld worden in interactie met bedrijven en

pakt.


overheden, die ze implementeren en


inrichting en het beheer van kwetsbare del-

gebruiken, er ervaring mee opdoen en deze

ta’s, kusten en riviergebieden.

terugkoppelen naar de ontwikkelaars.


Delft Cluster, het kennisprogramma van


51

Hoofdstuk

4

Leefbaarheid steden

4

Leefbaarheid steden

Sonja Karstens

Samenvatting Steden staan voor een groot aantal uitdagingen in de toekomst: het waarborgen van de leefbaarheid, ruimte creëren voor recreatie en natuur, tegengaan van de verrommeling van het landschap rondom de steden en het omgaan met gevolgen van klimaatverandering. Daarom vragen we Dion van Steensel, wethouder van de gemeente Dordrecht, de stad waar de zee en de rivier samenkomen, hoe hij tegen de toekomst van zijn stad aankijkt en voor welke uitdagingen Dordrecht gesteld staat.

Leven met water in Dordrecht

De grootste uitdaging voor Dordrecht is volgens Van Steensel het omgaan met de gevolgen van klimaatverandering, met name combinatie van zeespiegelstijging en hogere rivierafvoeren. Om dit goed te kunnen begrijpen is het van belang eerst wat meer over de bijzondere geschiedenis van deze stad te weten, volgens Van Steensel. ‘Dordrecht en water zijn altijd onlosmakelijk met elkaar verbonden geweest. Dordrecht ligt op een drierivierenpunt in het meest druk bevaren gebied van Europa. Door de bijzondere ligging in de delta heeft Dordrecht te maken met invloed van de zee en de rivier en daarom hebben we altijd gestreden tegen het water. De stad is heel geleidelijk ontstaan na de Sint Elizabethsvloed in 1421. Telkens werd er een stuk land op het water veroverd en werd er een stuk dijk omheen gebouwd. Als je goed op de kaart kijkt is die oude dijkenstructuur ook nog wel herkenbaar. Op dit moment is de binnenstad een soort badkuip met het ziekenhuis op het laagste punt. Aangezien de stad op een eiland ligt dat ontsloten is door twee tunnels, waarvan de kans groot is dat die in tijden van hoog water niet bruikbaar zijn, en drie bruggen, is de vraag hoe we in de toekomst als het mis gaat bij hoog water van het eiland af moeten komen van groot belang. Daarom kijken we op dit moment of we de oude

54


dijkenstructuur in de stad zodanig kunnen herstellen dat je compartimenten creëert waardoor de stad niet in zijn geheel onder water stroomt.’ Inwoners van Dordrecht in de Binnenstad, die buitendijks ligt, beseffen heel sterk dat ze moeten leven met het water, vindt Van Steensel. De gemeente is ook heel actief om dit naar de bewoners te communiceren. ‘De belangrijkste winkelstraat vormt de primaire waterkering in de stad. Dit betekent ook dat het historische centrum dat ten noorden van deze straat ligt in feite buitendijks ligt. Bewoners van het centrum krijgen elk jaar een brief van de gemeente om hen eraan te herinneren dat ze buitendijks wonen. Die brief versturen wij als het stormseizoen weer begint met daarin de datum dat we samen met het Waterschap gaan oefenen met het plaatsen van de vloedschotten bij de deuren om te kijken of het nog werkt. Dat doen we ieder jaar aangezien elk jaar toch weer blijkt dat er mensen zijn die de bevestigingspunten van de schotten verwijderen. Ook de communicatie met de bewoners over de evacuatiemogelijkheden bij overstromingen is heel belangrijk. Het gaat hier buitendijks niet om een veiligheidsprobleem maar om een overlastprobleem en dat vraagt om een andere aanpak. De situatie in Dordrecht is in die zin wel echt anders dan in veel andere

steden. Doordat we in het overgangsgebied tussen rivieren en zee wonen, is de stroomsnelheid heel klein. Dat is een erg groot voordeel. Als het mis gaat, is het acute gevaar veel kleiner aangezien je meer tijd hebt om weg te komen en het niet met zoveel geweld gepaard gaat. Op veel andere plaatsen zijn de stroomsnelheden veel groter. Dit is een belangrijk punt om te benadrukken voor ons omdat we zien dat mensen snel gaan veralgemeniseren.’ Van Steensel vindt het opmerkelijk dat een aantal zaken die in Dordrecht heel vanzelfsprekend zijn door anderen als iets heel bijzonders worden gezien. ‘Mensen leven hier in Dordrecht letterlijk met water. De kade stroomt een paar keer per jaar onder water en dan moeten we ervoor zorgen dat de auto’s weggehaald worden. Dat proces verloopt heel soepel omdat mensen daar ook wel aan gewend zijn. Bovendien hebben de Haringvlietsluizen er sinds 1970 voor gezorgd dat we veel minder vaak onder water staan dan vroeger. Mensen die de tijd voor de stormvloedkering nog meegemaakt hebben merken het verschil en vinden het soms wel jammer dat de verschillen tussen de waterstanden zoveel kleiner zijn geworden. Zij begrijpen vaak niet waarom er zo over de effecten van klimaatverandering gepraat wordt en relativeren dat veel meer.’

Van Steensel wil dat Dordrecht goed voorbereid is op de gevolgen van klimaatverandering. Volgens hem zullen door verstedelijking en klimaatverandering de komende jaren overstromingsrisico’s zwaar meewegen bij de ruimtelijke ontwikkelingsopgave in overstromingsgevoelige gebieden zoals laaggelegen polders en buitendijkse stadsdelen in Nederland. ‘Op dit moment is er nog vrijwel geen ervaring met de ontwikkeling van dergelijke gebieden waar het overstromingsrisico expliciet als ontwerpvariabele wordt meegenomen. Samen met verschillende overheden zoals waterschap, provincie en rijksoverheid, private partijen en internationale partners werkt Dordrecht aan een project om woningen en wijken in een buitendijks gebied te ontwerpen dat mag overstromen, zonder dat inwoners risico lopen en waarbij materiële schade beperkt blijft.’

overstromen, waarbij we enigszins aangepast zullen bouwen. Daarnaast willen we gebieden creëren waar water als sensatie wordt gezien met echt aangepaste bouw. Die gebieden mogen overstromen. In die laatste gebieden willen we zelfs delen afgraven en de grond die vrij komt gebruiken voor het creëren van de terpen. Op die manier willen we zorgen voor afwisseling en zorgen dat Dordrecht een aantrekkelijke stad blijft om te wonen en te genieten van en aan het water.’ Het klinkt allemaal erg mooi maar toch zijn er nog wel een aantal barrières te overwinnen volgens Van Steensel. ‘Het is ongelooflijk waar je allemaal tegen aan loopt als je de diepte in

varen. In een waterwoonwijk ontbreekt die barrière en komen schepen meteen in de huizen terecht. Een ander voorbeeld is de riolering die mee moet bewegen als het huis meebeweegt met de waterstand. Die is nu niet flexibel. Ook is het van belang goed te kijken naar de materialen die je gebruikt in wijken waar water komt. Dat kan gaan tot details als welk type baksteen en voeg je gebruikt. Eigenlijk moet iedereen die iets met het bouwen van een huis te maken heeft mee in een totaal ander concept. De wetgeving hoeft vaak niet aangepast te worden, maar de werkwijze van organisaties wel. Vaak is het ook een kwestie wie waarvoor verantwoordelijk is of wil zijn. Door die technische en bestuurlijke complexiteit is het van groot belang experimenteerruimte te creëren om een en ander eens echt in de praktijk uit te proberen.’

Buitendijks ben je in Dordrecht eigenlijk ‘‘ veel veiliger als het misgaat, want binnen de dijken is het een soort badkuip. ’’

Uit zijn manier van vertellen blijkt duidelijk dat van Steensel dit project een warm hart toedraagt. ‘Urban Flood Management gaat uit van de gedachte dat Nederland moet leren leven met water. Wij kijken nu naar de mogelijke gevolgen als zo´n overstroming zich toch voordoet, en richten ons vooral op het beperken van de schade. Tegelijkertijd moet de omgeving aantrekkelijk zijn om te wonen, te werken en te recreëren. Als proefgebied hebben we gekozen voor De Stadswerven in Dordrecht. Dit voormalig industrieterrein, ingeklemd door waterwegen, wordt door de gemeente Dordrecht volledig herontwikkeld. Niet alleen zal naar de toekomst worden gekeken, maar ook wordt inspiratie opgedaan uit het verleden aangezien Dordrecht een eeuwenlange traditie heeft van leven met water. We onderzoeken of een deel van De Stadswerven getransformeerd kan worden tot een woonwijk die bestendig is tegen eventuele wateroverlast. Hiervoor moeten we in de plannen voor gebiedsinrichting en bebouwing rekening houden met de kans op overstromingen. In het project De Stadswerven willen we verschillende typen bouw toepassen. Enerzijds willen we gaan bouwen op terpen die bijna nooit zullen overstromen. Verder willen we vloedfronten creëren die af en toe zullen

gaat. Het heeft voor mij als bestuurder ook even geduurd voordat ik daar begrip voor had. In eerste instantie dacht ik dat het toch niet zo moeilijk kan zien aangezien ik het toch zag als een wat andere vorm van een woonboot. Je moet eigenlijk opnieuw uitvinden hoe je de waarde van veiligheid ten aanzien van overlast op een nieuwe manier vormgeeft en welke normeringen daarbij horen. Rijkswaterstaat heeft bijvoorbeeld richtlijnen om de veiligheid van de scheepvaart en de omgeving van de waterweg te garanderen. Eén van die regels is dat er een robuuste dijk aanwezig moet zijn waar schepen als ze bijvoorbeeld uit de koers raken tegenaan kunnen

Van Steensel is positief over het rapport van de Delta commissie: ‘De commissie heeft goed ingezien dat de situatie rond Dordrecht complex is. We zouden het wel fijn vinden als er snel planologische duidelijkheid komt voor wat betreft reserveringen voor waterberging omdat we in het gebied ten zuiden van Dordrecht extra recreatie en natuur willen realiseren. Dit past ook prima als onderdeel in de ecologische hoofdstructuur. Mogelijk wordt in het nieuwe Waterplan dat eind dit jaar verschijnt de normering aangescherpt, zeker gezien de uitkomsten van de Deltacommissie. Dit zou betekenen dat wij onze dijken zouden moeten verhogen. Aangezien onze belangrijkste winkelstraat de primaire waterkering is waarlangs ook veel monumentale, beeldbepalende panden staan vormt dat ook een grote uitdaging.’


55

4

Leefbaarheid steden

Joost van Kasteren

Samenvatting Door risico's veel meer in te bedden in het bouwproces kun je ervoor zorgen, dat opdrachtgevers in open overleg de kansen en bedreigingen aan de orde stellen en daarop anticiperen. Martin van Staveren (specialist risicomanagement en implementatie innovaties Delft Cluster): ‘Daarbij kijk je niet alleen naar de kansen en bedreigingen als zodanig, maar vooral ook naar de manier waarop de organisatie er mee om gaat en er mee om zou moeten gaan. Vanuit de literatuur over innovatiemanagement kom je dan tot vragen als ‘Hoe gaan mijn mensen om met kansen en bedreigingen?' en ‘Is mijn organisatie wel ingericht op het omgaan met innovaties?’

Bedreigingen omzetten in kansen

Beter bouwen in de delta

Het lijkt een open deur, maar het gebeurt nog maar weinig, stelt Martin van Staveren, werkzaam bij Deltares en auteur van Uncertainties and Ground Conditions – A Risk Management Approach (Elsevier, Oxford, 2006). In het kader van zijn promotie doet hij vanuit Delft Cluster onderzoek naar het effectief invoeren van innovaties in het bouwproces. ‘Het goed omgaan met risico’s is niet alleen een voorwaarde om te kunnen overleven in de delta, maar ligt ook aan de basis van innovaties in grond-, wegen waterbouw.’

Groene weide Bouwen in de delta gaat met de nodige onzekerheid gepaard. Niet alleen gaat het om laaggelegen gebieden, maar meestal heb je ook nog te maken met een slappe en gevarieerde ondergrond en een hoge grondwaterstand. De hoge bevolkingsdichtheid zorgt ervoor dat je zelden in een ‘groene wei’ kunt bouwen. Bouwen in de delta betekent daarom ook vaak overlast voor de al aanwezige bewoners en bedrijven met eventueel politieke implicaties voor opdrachtgever en uitvoerder. ‘Binnen Delft Cluster hebben we software en methoden ontwikkeld voor het omgaan met die technische en niet-technische onzekerheden, vertelt Van Staveren. ‘Die hulpmiddelen worden echter nog lang niet altijd toegepast. Vaak blijft het bij een paar risicosessies en belandt het resultaat in een la. Zolang dat gebeurt, blijven opdrachtgevers en uitvoerders elkaar de zwartepiet toespelen als het mis gaat en krijg je allerlei gedoe, met niet zelden onverkwikkelijke rechtszaken als resultaat. Om nog maar niet te spreken van de schade aan reputaties.’

Unknown unknowns Calamiteiten zijn nooit helemaal uit te sluiten, stelt Van Staveren. Vanwege de natuurlijke variatie in samenstelling en draagkracht van de bodem heb je altijd te maken met ‘unknown


unknowns’, onvoorziene gebeurtenissen met soms grote gevolgen. Hij verwijst naar een recent onderzoek van Frits van Tol, hoogleraar funderingstechniek aan de TU Delft, over 40 schadegevallen bij bouwputten. Bij negentig procent was bestaande kennis niet (goed) toegepast of was er onvoldoende grondonderzoek of onderzoek van de belendingen gedaan. Deze ‘known unknowns’ zijn met adequaat risicomanagement voor een belangrijk deel te ondervangen. Door risico’s veel meer in te bedden in het bouwproces kun je ervoor zorgen, dat opdrachtgevers in open overleg de kansen en bedreigingen aan de orde stellen en daarop anticiperen. Van Staveren. ‘Daarbij kijk je niet alleen naar de kansen en bedreigingen als zodanig, maar vooral ook naar de manier waarop de organisatie er mee om gaat en er mee om zou moeten gaan. Vanuit de literatuur over innovatiemanagement kom je dan tot vragen als ‘Hoe gaan mijn mensen om met kansen en bedreigingen?’ en ‘Is mijn organisatie wel ingericht op het omgaan met innovaties?’ Daarbij spelen verschillende aspecten een rol. De cultuur van de organisatie, zeg maar het waardepatroon en de omgangsvormen. Durven mensen elkaar bijvoorbeeld aan te spreken op hun gedrag zonder vrees dat de ander geïrriteerd reageert. Ook hiërarchische verhoudingen zijn van belang. Is het een strak geleide organisatie waarin mensen weinig eigen verantwoordelijkheid hebben of wordt er gewerkt met zelfsturende teams van professionals die hun eigen werk indelen. Van Staveren: ‘Elke organisatie is verschillend. Daarom heb ik een instrument ontwikkeld, waarmee je per organisatie kunt inschatten welke condities en interventies nodig zijn om te zorgen dat innovaties effectief worden toegepast.’

Kansen en bedreigingen Wat geldt voor een organisatie, geldt in nog sterkere mate voor een bouwproject waarin verschillende organisaties samenwerken. Van Staveren: ‘Om problemen zoveel mogelijk te voorkomen moet je procesdenken inbedden in de projectorganisatie. Dat betekent dat je regelmatig sessies houdt, op verschillende niveaus, om de eventuele kansen en bedreigingen in kaart te brengen. Ook moet je maatregelen bedenken en uitvoeren om onzekerheden beheersbaar te houden en kansen te benutten. Hiermee dwing je partijen in feite om met elkaar te praten over onderwerpen waar ze liever niet over zouden praten. Dat is al een hele stap vooruit.’ Deze aanpak geeft ook omwonenden en betrokken overheden meer ruimte om constructief mee te denken, vanuit hun eigen belangen. Mocht zich toch een verrassing voordoen, dan breekt er geen maatschappelijk en bestuurlijk tumult uit. Van Staveren: ‘Pas na inzichtelijk maken welke onzekerheden er kleven aan een bepaald project kun je die beheersen. Bijvoorbeeld door expliciet te maken wie voor welk risico verantwoordelijk is, geld te reserveren voor eventuele schade, of door eisen te stellen aan de bouwmethode. Hiermee maak je van een bedreiging, een kans en dit stimuleert innovaties voor beter bouwen in de delta.’

Referenties A.F. van Tol, Schadegevallen bij bouwputten, Cement vol.6 jrg. 2007, pag. 6-30.



Bouw- en Ondergrond, TU Delft, Unesco


sleutelpositie in bij het beheersen en verbe-

IHE en KIWA Water Research heeft deze


teren van alle aspecten van de deltaproble-

problemen vanuit bètadisciplines en alfa-


matiek. Die kennis kan alleen ontwikkeld

en gammadisciplines aangepakt.


worden in interactie met bedrijven en over-



heden, die ze implementeren en gebruiken,


er ervaring mee opdoen en deze terugkop-


pelen naar de ontwikkelaars. Delft Cluster,


het kennisprogramma van Deltares, TNO-


57

4

Leefbaarheid steden

Arno Kops

Witteveen+Bos

Samenvatting Semarang zinkt door grondwateronttrekking, hetgeen grote watermanagementtechnische problemen oplevert en sociale en economische schade. Naast het technisch ontwerp is Witteveen+Bos betrokken bij het proces om een pilot polder te implementeren in stedelijk gebied. De ingenieurs hebben hierbij niet genoeg meer aan hun technische kennis, maar moeten ook mee kunnen praten over sociale en culturele aspecten.

Figuur 1 Spoorlijn Semarang Surabaya door geïnundeerd gebied.

Is de waterbouwkundige ingenieur ‘fit for purpose’ ? Omgaan met klimaatverandering in Deltasteden In Semarang, Java, Indonesië, leidt grootschalige grondwateronttrekking ten behoeve van drinkwater tot extreme bodemdaling. In Semarang, gelegen in de delta van een aantal grote rivieren op Midden-Java, bedraagt de bodemdaling gemiddeld 9 cm per jaar; een proces dat al jaren aan de gang is en dat nog jaren – door afwezigheid van alternatieven voor drinkwaterbereiding – door zal gaan. Intussen is het bodemniveau van Semarang zover gezakt dat bij hoogwater het getij via het grondwater binnendringt, waardoor er gedurende een paar uur per dag water in de straten staat. Daarnaast bemoeilijkt bodemdaling de afvoer van rivieren rioolwater naar zee. Slecht onderhoud en oneigenlijk gebruik van het drainagesysteem in de stad verergeren de situatie. Een voorbeeld van oneigenlijk gebruik is de aanwezigheid van viskweekfaciliteiten in een van de primaire afvoerkanalen, waardoor deze deels wordt geblokkeerd, hetgeen zorgt voor een verlaging van de afvoer. De slechte waterhuishouding in Semarang vormt een bedreiging voor de volksgezondheid in de stad en belemmert het sociale leven en de economische ontwikkeling.

58


In 2001 is naar aanleiding van een groots opgezet symposium in Jakarta – georganiseerd door Witteveen+Bos met medewerking van de Nederlandse overheid, waterschappen en een aantal Indonesische universiteiten – besloten om in Semarang het polderconcept te gaan testen als oplossing voor de watermanagementkundige problemen. De balans tussen retentie en pompcapaciteit in een polder biedt mogelijkheden om zowel de dagelijkse overstroming het hoofd te bieden als afvoer van hemel- en rioolwater te faciliteren. Eerdere ervaringen met polderprincipes in Indonesië waren opgedaan in Jakarta, waar moerasgebieden met beperkte waterstandsverlaging werden ingepolderd ten behoeve van stadsuitbreiding, uitgevoerd door private partijen. De aanleg van een polder in reeds verstedelijkt gebied door de overheid vormde een nieuwe uitdaging. In 2003-2004 is de haalbaarheid van een dergelijke pilot polder onderzocht en is een geschikt proefgebied gevonden: het Banger gebied in Oost-Semarang. Deze fase van het project werd gefinancierd door middel van het Partners voor Water I programma.

Nu, vanaf mei 2007 tot en met februari 2009, is Witteveen+Bos bezig met het technisch uitwerken van de polder en het besteksgereedmaken van de bouw. Deze fase van het project wordt gefinancierd door Partners voor Water II. Bij het ontwerp en de aanleg van een polder spelen niet alleen technisch-inhoudelijke vraagstukken. In verstedelijkt gebied speelt op het sociaal-politieke vlak zeker zoveel. Een voorbeeld uit Semarang is dat er ter plaatse van de geplande retentiebekkens en dijken momenteel bebouwing is, bestaande uit bedrijven en woonhuizen. Voor de aanleg van de polder zal deze bebouwing moeten worden afgebroken en zullen de bewoners moeten verhuizen. De ingenieur moet zich betrokken voelen bij de verdeling van financiële en maatschappelijke kosten en baten over de belanghebbenden; en de wijze waarop zeggenschap en inspraak zijn meegenomen in het ontwerpproces en in de institutionele invulling van het polderbestuur. Om conflicten rond de aanleg van de polder te voorkomen, en om in de toekomst de kans op grootschalig verkeerd gebruik te verkleinen, moet een toepasselijke oplossing

gevonden worden waarin alle partijen zich kunnen vinden. Betrokkenheid en vertegenwoordiging van bewoners en overige belanghebbenden in het ontwerpproces en op beslismomenten is hierbij van belang. In de opzet en begeleiding van dit proces en bij het aandragen van kennis kan en moet de ingenieur een rol spelen door de dialoog tussen de verschillende belanghebbenden te begeleiden. Uitkomsten van dit proces vormen immers de randvoorwaarden waaraan het uiteindelijke ontwerp moet voldoen. Om een polder als zodanig te laten slagen is overeenstemming over het technisch ontwerp alleen niet voldoende. Implementatie, beheer en onderhoud bepalen uiteindelijk het welslagen van de polder. Een duidelijke institutionele opzet, waarin taken en verantwoordelijkheden in overeenstemming met alle betrokkenen zijn vastgelegd, is een voorwaarde voor een consistente uitvoering hiervan. Binnen het Indonesische politieke en institutionele bestel is de polder als bestuurslaag een nieuw fenomeen. Verschuivingen van bevoegdheden kunnen politieke weerstand oproepen. Inpassing moet plaatsvinden binnen het bestaande politieke bestel. Hierbij moet aandacht worden besteed aan de wijze waarop belanghebbenden zeggenschap en inspraak hebben op inrichting van het ‘polderbestuur'. Hierbij is wederom een van de rollen van de ingenieur die van procesontwerper, waarbij onafhankelijk leiding wordt gegeven aan het proces tot inrichting van het ‘polderbestuur'. Een tweede rol van de ingenieur in dit proces kan vervullen is die van informatieverstrekker, waarbij ervaringen met de Nederlandse situatie dienen als ondersteuning. Begrip voor en kennis

van lokale sociaal-maatschappelijk relevante kwesties zijn voor beide rollen noodzakelijk. Tegelijkertijd met het technisch uitwerken van het project, loopt een tweede proces, namelijk het opzetten van een beheersorganisatie voor de polder. Dit proces wordt begeleid en gefaciliteerd door het Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard via een project onder het VNG Logo South programma. De polder in Semarang is een typisch voorbeeld van een project waarbij technische oplossingen voor het probleem niet los gezien kunnen worden van de maatschappelijke kant van zowel het probleem als de oplossing. De ingenieur zal oog moeten hebben voor deze kant van het verhaal om een ontwerp aan te kunnen dragen wat acceptabel en uitvoerbaar is, maar wat bovenal past in de maatschappij waarbinnen het verwezenlijkt wordt en waarbinnen het moet functioneren.

Figuur 3 Foldermateriaal t.b.v. ‘public consultation’.

De verwachting is dat met de aanleg van de polder begin 2009 kan worden begonnen en dat de volledige implementatie in 2011 kan worden afgerond. Interessant is om te zien hoe de centrale overheid van Indonesië het proces van implementatie faciliteert. Het polderprincipe zoals in Semarang wordt toegepast kan een blauwdruk zijn voor het oplossen van wateroverlast op tal van andere plaatsen in Indonesië. De ervaring die in Semarang wordt opgedaan, zowel op technisch als sociaal-politiek vlak is daarbij van onschatbare waarde.

Figuur 4 Polder-ontwikkelingsplan.

Figuur 2 Huizen langs het Anjir-kanaal.


59

4

Leefbaarheid steden

ir. E. Tromp

BBWM/Deltares

Samenvatting In Nederland zal in de komende jaren 25% van de geplande nieuwbouwwoningen en bedrijventerreinen op slappe ondergrond plaatsvinden (Bron: De Nieuwe Kaart). In gebieden met minder draagkrachtige ondergrond worden zowel gemeenten, bedrijven als burgers met de nadelen geconfronteerd. Voor de gemeente zijn onderhoudskosten aan rioleringen, wegen en kunstwerken groot door verschilzettingen in de ondergrond. Eerder onderhoud is benodigd om te voldoen aan de ontwateringdiepte en verkanting van een weg, dan dat er onderhoud benodigd is om slijtage aan de verharding te repareren.

Bouwen op slappe bodems: vragen om problemen? Niet alleen de gemeentelijke/provinciale infrastructuur verzakt, maar ook particuliere tuinen. Burgers worden gedwongen om regelmatig hun tuinen op te hogen om niet het afvoerputje van de wijk te worden. Ook kunnen zij hinder ondervinden van water in de kruipruimte. Netwerkbeheerders kunnen schade ondervinden aan ondergrondse infrastructuur als kabels en leidingen door zettingen breken of beschadigd raken. Het platform Beter Bouw- en Woonrijp Maken (BBWM) werkt aan kennis, nieuwe oplossingen, vóór en dóór de praktijk. Professionals op het gebied van bodem, water en infrastructuur, actief in het gehele bouwproces, bedenken innovatieve verbeteringen. Zo geven zij een impuls aan het vakgebied bouwrijp maken, met als uiteindelijk doel het voorkomen van overlast in de ruimste zin van het woord en het creëren van een kwalitatief hoogwaardige leefomgeving.

60


Via kennissessies georganiseerd door BBWM gaat een mix van 6 ‘experts' in korte tijd op zoek naar antwoorden op een probleemstelling. De leden van de groep hebben te maken met verschillende fasen van het bouwen woonrijp maken. Het resultaat is nieuwe inzichten voor het beter bouwen woonrijp maken. Recentelijk heeft een kennissessie omtrent zettingen plaatsgevonden. Vernieuwende inzichten zijn vastgelegd en worden in de komende tijd verder uitgewerkt. Juist door het benoemen van de zwakke schakels in het proces of de kennis kan de bouw een sprong voorwaarts maken! Het bouwen op een slappe ondergrond vraagt om een aanpak gericht op de omstandigheden van de specifieke locatie. Om duurzaam en veilig te bouwen, zal er rekening gehouden moeten worden met de eisen die de ondergrond en het watersysteem aan de nieuwbouwlocatie vragen. Het is belangrijk om in een vroeg stadium de

Figuur 1 Golvende wegen ontstaan door verschilzettingen of door een gebroken rioleringstelsel. Alle foto’s: Deltares

belangrijkste actoren bij het ontwerpproces te betrekken. De vraag die boven komt drijven is of de huidige methoden van bouwrijp maken nog wel geschikt zijn voor de locaties waar nu stedelijke uitbreiding plaatsvindt?Het antwoord is nee. Door veranderende eisen ten aanzien van stedelijke inrichting en andere methoden/ technieken voor wateren zettingbeheersing zijn de oude ontwerpmethoden dringend aan vervanging toe. Door beheerkosten mee te nemen bij het ontwerp, kan een optimalisatieslag plaatsvinden ten aanzien van totale kosten. Op sommige locaties zal blijken dat lichtgewicht ophoogmaterialen voordeliger zijn dan het aanbrengen van een zandcunet of het toepassen van geforceerde consolidatie met verticale drainagesystemen. Daarnaast kan door de consolidatietijd als ‘keiharde' grens te beschouwen, een deel van de problemen voorkomen worden.

In verschillende gemeenten in West-Nederland is ervaring opgedaan met het toepassen van lichtgewicht ophoogmaterialen. Gemeente Vlist heeft ervaring opgedaan in de wijk Overwetering te Stolwijk met het toepassen van lichtgewicht ophoogmaterialen. Met een kosten- baten analyse werd aangetoond dat het gebruik van lichte ophoogmaterialen betaalbaar, duurzaam en, niet onbelangrijk, onderhoudsarm is. Nu ruim 10 jaar later is de ervaring dat met het gebruik van licht ophoogmateriaal de onderhoudsperiode vergroot wordt [1]. Een kosten-batenanalyse voor het bouwen woonrijp maken van terreinen is in de huidige procedures nog onvolledig ingebed. Een kosten-batenanalyse kan pas succesvol zijn als de belangen van elke eindgebruiker worden meegenomen bij locatieontwikkeling. In het bijzonder gemeenten met een ‘slappe' ondergrond, worden zich steeds beter bewust van de consequenties van ophogen op een traditionele methode. De gemeente Urk kwam eind 2006 in het nieuws door verzakkingsproblemen in pas gerealiseerde woonwijken met als gevolg dat rioolbuizen verzakt en sommige gebroken waren, waardoor zand is weggespoeld en buizen verstopt. De herstelkosten worden geschat op 8 miljoen euro [2]. Afhankelijk van de locatie kan het van belang zijn om de bouwen procedurele methoden onder de loep te nemen: op welke wijze wordt het terrein bouwrijp gemaakt, wat is het type fundering voor de woning? Wat voor type wegconstructie passen we toe? Zijn er verschillen in de ondergrond die binnen een project voor verschillende oplossingen kunnen zorgen? Zijn voordelen te behalen door in een vroeg stadium alle actoren te betrekken bij het gehele proces? Vragen die voor burgers zeer essentieel zijn voor het onderhoud aan zijn eigendom in de toekomst. Maar ook beheerders van de openbare ruimte stellen vragen over onderhoud. Met behulp van pilots kan nieuwe kennis getest worden en kunnen bouwpartners van elkaar leren. BBWM richt zich niet alleen op zettingen, maar op het gehele spectrum rondom bouwrijp maken - werk met werk maken bijvoorbeeld door lokale zandwinning, energieneutrale en waterrobuuste wijken. Dit zijn slechts enkele voorbeelden. Binnen het platform Beter Bouw- en Woonrijp maken (BBWM) trekt Deltares het kennisproject ‘De Zettingsvrije Stad’. Het project richt zich in eerste instantie op de inventarisatie van de ‘sense of urgency’ van het problematiek.

Figuur 2 Dit opstapje wordt met de jaren steeds groter op een slappe bodem.

Figuur 3 De eigenaar van deze garage heeft moeite om zijn auto te stallen door de slappe bodem.

Hier zoekt zij nog gemeenten, netwerkbeheerders en burgers voor. Een vervolg van dit project is om kennis te ontwikkelen (m.b.v. pilots) om een optimalisatieslag in kosten versus baten in het bouwrijp maken te bewerkstelligen. Dit zal uiteindelijk leiden tot een verbeterde inrichting met een minimalisatie aan totale kosten voor aanleg en onderhoud. Daarnaast zullen de burgers minder overlast ervaren en eventueel minder onderhoud aan het particuliere terrein hoeven te verrichten. Geïnteresseerden kunnen zich via onze website www.bouwrijp.nl of per email [email protected] aanmelden!

Literatuur [1] Duskov, M. en Swets M. Niet op zand gebouwd; kosten-baten van lichtgewicht materiaal na 10 jaar, Geotechniek 2001, no.4, pagina 81. [2] Gemeente leert van rioolproblemen, www.OpUrk.nl


61

4

Leefbaarheid steden

Dr.ir. O.M. Heeres1.2 ing. H.E. Brassinga1 ir. J.G. de Gijt 1.2 ir. E.J. Broos1 ir. M.B. de Groot 3 dr. G.A. van den Ham3 ir. T. Schweckendiek 2.3

Abstract

Geotechnical aspects of a land reclamation in the

At the entrance of the Yangtzehaven in the port of Rotterdam a new reclamation has been carried out. The design of this reclamation was challenging due to the requirement of sufficient safety against liquefaction and subsequent slope instability, also during the possible occurrence of an earthquake. Vibroflotation has been applied to reduce liquefaction risk. Some sand pockets, however, could not be compacted. A sophisticated probabilistic analysis made clear that the realised reclamation meets the safety requirements.

Yangtze Haven in Rotterdam Introduction The site is situated at the entrance of the Yangtzehaven, see figure 1. The length and width are 800 m and 200 m respectively. In figure 1b the location is shown in more detail. The height of the slope is 30 m. The reclamation of the site has been carried out by Boskalis BV. Activities started in August 2006, and finished at the end of 2007. The reclamation was done by means of hydraulic filling. The slope of the reclaimed site has a height of 30 m with a steep angle of 1:2.6, determined by nautical requirements. For stability reasons the slope has been built up by a sequence of bunds consisting of steel slags. Large parts of the filling have been compacted by means of vibroflotation to meet the

62


Soil conditions

Furthermore, dredging operations where carried out for equipment testing. Part of the dredged material returned in the pits due to overflow from the hoppers, and deposited in the deepest areas. This resulted in an unpredictable and rather muddy soil profile.

Originally, the location was part of the North Sea with a bottom level of approximately NAP – 8 m. NAP is the reference level, approximately equal to the mean sea level. After 1960 the Maasvlakte has been reclaimed, until a level of NAP + 5 m. At the project location, no sand filling took place. After completion of the Maasvlake in the south east corner of the Yangtzehaven an area was dredged to a level deeper than NAP – 50 m, to serve as a anchorage berth for offshore equipment.

The traces of this history are still visible in the results of the soil investigations. First, below the bottom of the Yangtzehaven a mud layer with a maximum thickness of 2 m was found. Underneath, a loosely packed layer of fine sand with a maximum thickness of 10 m is present. Further, at some locations a clay layer is present with a thickness of 1 up to 3 m. The top level of the firm Pleistocene sand varies from NAP – 20 m to NAP – 34 m and locally even more deep.

safety requirements. This article presents an overview over the design, construction, and results. Future articles will present the various aspects in depth.

Boundary conditions The following boundary conditions were crucial for the design of the reclamation.

- Nautical requirements The site is located along the Yangtzehaven, which will be the entrance to the future Maasvlakte 2. To guarantee an undisturbed ship passage, Rotterdam Port Authority required a slope inclination of 1:2.6.

- Safety requirement The future user required a failure probability for constructions on the fill due to slope instability and subsequent damage to be smaller than 10-6 during a 50 years design life. Figure 1 Site location. Right: top view of the reclamation.

- Earthquake loading According to Eurocode 8 and data from the Royal Dutch Meteorological Institute KNMI (De Crook, 1996) the possibility of an earthquake had to be considered. Only a small earthquake is possible, with a maximum horizontal acceleration of 0.04 g and an occurrence of once per 10,000 years.

Last, when an instability has occurred, breaching may cause further slope deterioration (Mastbergen, 2006).

Reclamation design Failure mechanisms and analysis

The Deltares methodology (Stoutjesdijk et al., 1998; de Groot et al., 2007) has been applied to analyse liquefaction. In this method the ‘metastable region is computed, in which the combination of the stresses and the relative density is such that liquefaction may occur during undrained loading’. Major liquefaction risk parameters are the slope geometry, the used material, sand grading, the relative sand density, and the stress state. The earthquake has been accounted for as an additional load in the slope stability calculations

If no liquefaction is taken into account in the stability analysis, the Bishop stability factor is larger than 1.6. This changes as soon as liquefaction is also taken into consideration. From tests performed by Deltares and experience in the Port of Rotterdam (van Kuijk, 1989; van Rijt, 1991; de Gijt et al, 1999) it became clear that the combination of the steep slope and the used sand can initiate liquefaction inside the lower part of the slope, which may lead to instability.

and was treated in a probabilistic manner by considering the full range of accelerations and failure probability distributions. This approach is similar to the treatment of extreme water levels in dike safety calculations (GeoDelft, 2007). An earthquake may also serve as trigger. Stability has been analysed with the conventional Bishop method. It should be remarked that liquefaction analysis with finite elements requires programs in which not only equilibrium, but also the groundwater mass balance is discretized. Next, material models must be able to simulate densification. In terms of elastoplasticity this means that the model must be able to produce plasticity within the yield contour.

tan(φred ) [-]

=

bincounts [-]

+

bincounts [-]

bincounts [-]

Reduced strength histogram

tan(φred ) [-]

tan(φred ) [-]

Figure 2 Reduced strength histogram of Monte Carlo results for reclamation sand. Left: liquefiable subset of the outcomes. Middle: non-liquefiable subset. Right: complete set.


63

Geotechniek Special – Deltatechnologie

Figure 3 Zones where vibroflotation was applied. The zone below the first steel slag dam could not be densified.

During the last decades a host of research has been carried out and it is expected that in the coming years the first robust programs will be ready for use.

Material Relative density has been determined from CPT tests. From available relations (Baldi et al.,1982; Lunne et al.,1983; Schmertmann, 1976) Lunne’s relation was chosen as it yields the best results comparing to electrical conductivity measurements. The uncertainty in the relative density applied in the computations consists of two components: an uncertainty of the CPT correlation function and an uncertainty due to spatial variability within the soil body around a CPT. Resulting, the relative density is expressed in terms of an expectation and a standard deviation, serving as input in a probabilistic computation. In order to perform probabilistic stability analyses, the liquefied material shear strength has been expressed in terms of a probability distribution function. The reduced friction

angle has been determined as: p’ tan ϕ red = min tan ϕ , with ϕ red the apparent p’insitu

failure probability dramatically compared to a deterministic computation.

friction angle in the liquefied situation, p’min the minimum isotropic effective stress at the undrained stress path during liquefaction and p’insitu the representative in-situ isotropic effective stress. The value of p’min is a function of the relative density, the initial stress and a number of parameters. Expected values and standard deviations of these parameters have been derived from an extensive series of triaxial tests. The reduced friction angle has been determined from Monte Carlo analyses. Figure 2 depicts a resulting strength histogram. This histogram can be split into a histogram for liquefiable sand, and non-liquefiable sand, yielding the liquefaction susceptibility.

Measures and results

Table 1 illustrates this for liquefiable sand and compacted sand. As can be seen, the variation coefficient = (standard deviation/mean value) is very high in a liquefiable layer. This parameter has a major influence on probabilistic computations as large values increase the

mean ϕ [˚]

standard deviation of ϕ [˚]

variation coefficient

distribution

Liquefiable sand

11.3

5.0

44%

Lognormal

Compacted sand

35.9

1.1

3%

Normal

Table 1 Shear strength for a liquefiable and compacted reclamation sand.

64


The fill has been constructed in layers with a thickness of 2 to 3 m each. Directly at the slope bunds of steel slags have been made. Up to ca. 10 m behind these dams a hydraulic fill of coarse sand was applied. At larger distances from the bunds the (medium fine) reclamation sand was placed. The latter is known to be more susceptible to liquefaction due to its grain distribution and typical relative density in hydraulic fills. From the liquefaction investigation it turned out that measures were necessary to fulfill the required safety requirements. As the application of a less steep slope was not possible because of nautical reasons, it was decided to increase the relative density of the fill. For this purpose the ‘vibroflotation method’ was used. As construction had already started before the liquefaction aspects were fully recognized, this method could not be applied underneath the lowest steel slag dam, which had already been made. Also small areas directly behind the steel slag dams could not be reached for compaction. In figure 3 the areas of compaction are indicated (zones 1-4). The vibroflotation was applied in a triangular pattern of 3.5 m. The required relative density was 60% in the sand layers according to Lunne. The result was checked by means of CPT tests.

Figure 4 Left: Vibroflotation. Right: Two CPT's at small distance from each other. The left CPT is made before compaction. The right CPT is made after compaction. The effect on the sand layers is clearly visible. The line of 60% relative density is depicted for reclamation sand (Lunne et al., 1983). Photo: Keller

References

In Figure 4 the result of densification is illustrated. Due to their composition, clay, silty sand and clayey sand layers did not or almost not densify (Figure 4). This was confirmed by additional laboratory tests. The future constructions on the site will be constructed on a shallow foundation. In order to limit settlements, during a period of 4 months a preload of sand is applied on top of the fill with a height of 15 m (figure 5).

Conclusions The stability design of the embankments was highly influenced by its height and slope, the required low probability of failure, and the soil conditions. The stability was determined by the possibility of static liquefaction. The use of steel slags and the compaction led to a design which fulfilled the demands. 1

Public Works Rotterdam Delft University of Technology 3 Deltares 2

– Baldi G., Bellotti R., Ghionna V., Jamiolkowski M., Pasqualini E. (1982), Design parameters for sands from CPT, Proc. 2nd European Symposium on Penetration Testing, Amsterdam. – De Crook (1996), A seismic zoning map conforming to Eurocode 8, and practical earthquake paraeters for the Netherlands, Geologie en Mijnbouw, 75, pp. 11-18. – De Groot, M.B., Stoutjesdijk, T.P., Meijers, P. & Schweckendiek, T. (2007). Verwekingsvloeiing in zand. Geotechniek, oktober 2007, pp 54 - 59. – Gijt J.G. de, Boer L. de, Boxhoorn J.J. (1999), Construction of a sanddam with a height of 50 m in the Europaharbour in Rotterdam, 12th International Harbour Congres, Antwerp, September 6th-12th. – Eurocode 8, part 4 (NVN ENV 1998-4), Design of structures for Earthquake resistance. – GeoDelft (2007), Probabilistic treatment of earthquake loads, GeoDelft memo CO425460-0062. – GeoDelft (1994), Handboek Zettingsvloeiingen, GD-report CO 353260/10. – Kuyk E.G.J. van, Rijt C. van, Gijt J.G. de (1989), Onderzoek en evaluatie van zandstorten onderwaterdam ECT/Sealand Maasvlakte, Gemeentewerken Rotterdam, november 1989. – Lunne T, Christoffersen H.P. (1983), Interpretation of cone penetrometer data for offshore sands, Proc. of the Offshore Technology Conference, Richardson, Texas, paper no. 1464.

– Mastbergen D.R. (2006), Oeverstabiliteit in zandwinputten – rekenmodel HMBreach, Delft Cluster report DC 04 43 11, WL/Hydraulics Z4141.20. – Rijt C. van, Kuijk E.G.J. van, Gijt J.G. de, (1991), Construction of an underwater sanddam for the building excavation for the E.C.T./Sealand Container Terminal on the Maasvlakte, Rotterdam CEDA-PIANC Conference, Accessible Harbour Proceedings. – Schmertmann J.H. (1976), An updated correlation between relative density Dr and Fugro type electric cone q, Contract report. DACW39-76-M6646 WES, Vicksburg. – Stoutjesdijk, T.P,.de Groot, M.B., Lindenberg, J. (1998). Flow slide prediction method: influence of slope geometry. Can. Geotechn. J. 35, pp 34.


65

4

Leefbaarheid steden

Colm Heidstra Henry de Leeuw

Inleiding Ingenieursbureau Amsterdam (IBA) is in opdracht van projectbureau IJburg druk bezig met de voorbereiding voor de tweede fase IJburg. De eerste fase IJburg is al opgespoten en wordt op dit moment in rap tempo ingericht en bebouwd. De tweede fase bestaat uit vier eilanden: Centrumeiland, Middeneiland, Strandeiland en Buiteneiland. Gestart wordt met het westelijk deel van Middeneiland (circa 45 ha).

Ingenieursbureau Amsterdam werkt aan tweede fase IJburg Sproeien van zand tot de waterspiegel.

Ophoogbare waterkeringen Het maaiveld van de eilanden komt op anderhalf tot twee meter boven water. De hoogte wordt voornamelijk bepaald door de te verwachten grondwaterspiegel in een maatgevende situatie. Hoewel het maaiveld ruimschoots boven water ligt, krijgen de eilanden primaire waterkeringen. De indeling van het maaiveld wordt zodanig dat de waterkeringen ophoogbaar zijn, afhankelijk van de stijging van het Markermeer in de komende 100 jaar.

Driehoeksmossel Vooruit lopend op het landmaken zijn maatregelen genomen door projectbureau IJburg om het bodemleven in het IJmeer niet te verstoren. Het gaat hierbij vooral om de driehoeksmossel, de Dreissena polymorpha. Op dit moment heeft IBA al 28 ha mosselbank aangelegd buiten de randen van de toekomstige eilanden. De mosselbanken zijn bedoeld om de voedselvoorraad van foeragerende vogels in stand te

66


Fotograaf Luuk Kramer.

houden. De mosselbanken bestaan uit een hard substraat, waar de mosselen zich aan hechten, op een laag zand. Dit om te voorkomen dat het substraat wegzakt in de aanwezige sliblaag.

ophoging. Wanneer voldoende zetting is bereikt, wordt de overhoogte verwijderd en het materiaal hergebruikt.

Voorkomen slib Oergeul De eilanden van de tweede fase IJburg worden op dezelfde manier opgehoogd als de eilanden van de eerste fase. Het zand voor de eilanden wordt laagsgewijs aangebracht op de bodem. Om de zetting te versnellen en de stabiliteit te vergroten worden verticale drainages en overhoogten aangebracht. Dwars onder het geplande Middeneiland loopt een uitloper van de stroomgeul van het Oer-IJ, de Oergeul. In deze strook ontbreken de eerste en de tweede zandlaag. In de 200 tot 300 meter brede strook is een uitgebreid stramien van diverse inbrengdieptes van de verticale drainage geplant. De inbrengdieptes variëren van NAP -8,00 m tot -12,00 m. In de randen van de ophoging wordt een geotextiel aangebracht voor de stabiliteit van de

Bij het sproeien van zand voor het landmaken, wordt slib uit het ophoogzand verspreid. Uitgangspunt is om de verspreiding van het slib tijdens het landmaken te voorkomen, zodat in de directe omgeving geen sliblaag wordt afgezet op de nieuw aangelegde mosselbank, de bodem en de flora & fauna. Diverse maatregelen waarbinnen de eilanden worden opgehoogd zijn mogelijk, zoals ringdijken van slibarm zand en slibschermen. Meer weten over de tweede fase IJburg? Kijk op www.iba.amsterdam.nl of neem contact op met: – Henry de Leeuw, telefoon 020-251 1332, [email protected] of – Colm Heidstra, telefoon 020-251 1345, [email protected].

Hoofdstuk

5

Vak voor de toekomst

5


Jos van der Burg

Samenvatting Bij een nieuw vak hoort een nieuwe opleiding. Rector magnificus Jacob Fokkema (60) van de Technische Universiteit Delft verwacht dat over vijf jaar de masteropleiding Deltatechnologie bestaat. ‘Deltatechnologie is de nieuwe Deltawerken voor de civiele techniek.’

Jacob Fokkema: De liefde van de TU voor deltatechnologie Het is moeilijk om niet enthousiast te worden als prof. dr. ir. Fokkema praat over de kansen en uitdagingen van deltatechnologie. Zijn jarenlange verleden als hoogleraar technische geofysica bij de sectie aardwetenschappen verloochent zich niet. Fokkema weet hoe hij kennis moet overdragen. Dat hij bijna zeven jaar rector magnificus is, heeft zijn liefde voor de wetenschap niet aangetast. Aan tafel zit geen bestuurstijger, maar een bevlogen wetenschapper die midden in de samenleving staat. Door zijn jarenlange ervaring heeft Fokkema een uitstekend inzicht in de veranderende sociale rol van de technische wetenschappen. De verandering is immens, stelt Fokkema vast. ‘Vroeger zeiden ingenieurs tegen de samenleving: “Hier is de stoommachine en dat was het dan”. Civiele techniek was traditioneel een van de funderende faculteiten van de TU. De trots. Denk aan de inpoldering van de Zuiderzee en de Deltawerken. Civiele ingenieurs bedachten oplossingen voor problemen, waarna hun taak erop zat. Die tijd is voorbij en deltatechnologie

68


is daarvan de uitdrukking. Wij leven in Nederland in een kwetsbare, complexe delta, waarin de veiligheid niet meer alleen wordt bepaald door de civiele techniek, maar ook door de bestuurstechnologie. Dat aspect van governance, het beheersen van de complexe maatschappij, hoort ook bij deltatechnologie.’ De verandering van het vakgebied heeft het werk van de civiele ingenieur grondig veranderd, meent Fokkema. ‘Als ingenieur moet je je ervan bewust zijn dat je in een sociale context werkt. Je werkt niet in een isolement, maar in een maatschappij. Aan een apparaat of ontwerp worden niet alleen technische eisen gesteld, maar ook sociale en politieke. Accepteert de samenleving de oplossing? Vroeger sloten we de Zuiderzee af om het water buiten te houden, maar dat zou de samenleving nu niet meer accepteren. Burgers willen dat het land veilig is, maar eisen ook dat de ecologische gesteldheid intact blijft. Het gevolg is dat we nu niet meer praten over het buitensluiten, maar over het accomoderen van de zee.’ Naast het sociale aspect en het interdisciplinaire karakter ziet Fokkema nog een derde

aspect aan deltatechnologie: ‘Het biedt kansen aan nieuwe technologieën, zoals bijvoorbeeld zogenoemde self-healing materials en het versterken van duinen door het verkleven van bacteriën.’

Cocktail Zelden werd een woord zo snel omarmd als deltatechnologie. In de politiek, het bedrijfsleven en de wetenschap is het begrip snel ingeburgerd. Dat is mooi, maar roept ook scepsis op, want verstaat iedereen er hetzelfde onder? Fokkema denkt van niet. ‘Iedereen voelt dat er iets nieuws aan de hand is en stopt er iets van zichzelf in. Daardoor loop je de kans dat je zoveel interpretaties krijgt dat deltatechnologie een nietszeggend begrip wordt.’ Hij wil het gevaar niet overdrijven. ‘Zo gaat het altijd met nieuwe zaken. In het begin is er wildgroei en zet iedereen hekjes, maar uiteindelijk komt het tot één overtuigende definiëring. Het wordingsproces kun je niet ontlopen, maar dat is niet erg.’ Ook een mogelijke wildgroei in opleidingen deltatechnologie kan Fokkema niet verontrusten. ‘Ik zie dat niet als

een gevaar. Wetenschap bedrijf je niet uit zwakte, maar uit sterkte. Laat opleidingen maar concurreren, want dat leidt tot sterke opleidingen. Ik denk dat wij op de TU het beste uitgerust zijn voor een opleiding deltatechnologie, maar onderdelen ervan kunnen natuurlijk ook elders gebeuren. Utrecht richt zich op milieuonderzoek. Wageningen heeft oog voor de inpassing in het landschap en werkt samen met onze Faculteit Bouwkunde. Op watermanagementgebied werken we samen met de Universiteit Twente. Ik hoop op collegiale samenwerking.’ Hoe de studie deltatechnologie eruit moet zien? ‘Ik vind het belangrijk dat studenten duidelijk de uitdagingen kunnen formuleren in de context van deltatechnologie. Het gaat om een combinatie van oude waterbouwkundige vakken, zoals dijkbouw en baggertechnologie, en nieuwe vakken. Studenten moeten zich bewust worden van de regelgeving en de landschapsaspecten van ingrepen. Als we een stuk land onder water zetten, is dat dan een zinvolle ingreep om de waterhuishouding te reguleren of een symbolische daad; een doekje voor het bloeden? En offeren we in dat geval een stuk natuurgebied op of creëren we juist een natuurgebied? Begrijp je waar ik heen wil? Ingrepen vinden altijd plaats in de maatschappij. In een sociale context. Je trekt hier, je duwt daar.’ De TU is nog niet klaar met het samenstellen van het vakkenpakket, vervolgt Fokkema. ‘Er is ook het aspect van veiligheid. Welke risico’s vinden we aanvaardbaar? En natuurlijk hoort duurzaamheid thuis in deltatechnologie. Welke materialen gebruiken we? Wat is de impact van bepaalde materialen? Kortom, deltatechnologie is een cocktail van vakken.’

Techniek en Aardwetenschappen is er natuurlijk bij betrokken.’ Wanneer er een volwassen opleiding deltatechnologie zal zijn? ‘Voorlopig gaat het om een combinatie van vakken, die later kan uitgroeien tot een master deltatechnologie.’ Fokkema voelt niets voor overhaaste stappen. ‘Pas als het vak rijp genoeg is, kun je overwegen er een volwaardige masteropleiding van te maken. In dat geval moet je een duurzame kwaliteit kunnen garanderen. In de tussentijd kunnen studenten deskundigheid verwerven via deelvakken. Ik denk ook aan deelmasters in bepaalde vakken, zoals civiele techniek en materiaalonderzoek.’ Fokkema is geen profeet, maar hoopt dat over vijf jaar de eerste studenten hun master halen in deltatechnologie. ‘Ik denk dat we drie jaar nodig hebben om goed gedefinieerde vakken bij elkaar te krijgen. Twee jaar later zouden we de opleiding bij de overheid kunnen accrediteren. Nogmaals: we doen dat pas als er een deugdelijke opleiding is.’ Fokkema benadrukt dat het slagen van een opleiding deltatechnologie ook afhangt van het bedrijfsleven. ‘Zien zij brood in zo’n opleiding? Nemen zij afgestudeerden in dienst? Zorgen zij

Hollywoodsprookje Fokkema rekent in de ontwikkeling van de opleiding deltatechnologie op het bedrijfsleven, twijfelt niet aan zijn studenten (‘We hebben de beste studenten’) en verwacht veel van zijn hoogleraren. We missen de overheid. Wat verwacht Fokkema van haar? ‘De overheid moet voorlopig niets doen. Het gaat om een wetenschappelijke uitdaging. Ik wil eerst aantonen dat deltatechnologie een volwaardige zaak is. Daarna stappen we naar het stadhuis om ons door de overheid te laten trouwen met deltatechnologie, zodat de opleiding geaccrediteerd is.’ De happy end klinkt als een zoet Hollywoodsprookje, maar op de valreep wil Fokkema een irritatie kwijt. ‘Ik hoef geen extra geld van Den Haag, maar wel de erkenning dat technische wetenschappen volwaardige wetenschappen zijn. Ontwerpen en construeren zijn wetenschappelijke disciplines. Men denkt soms in Den Haag dat alles wat men niet tegenkomt in de tijdschriften Sciene en Nature toegepaste wetenschappen zijn. Ik wil credits voor het wetenschappelijke gehalte van de technische wetenschappen. Het gemak waarmee men de tegenstelling maakt tussen fundamentele en technische wetenschappen stoort mij. Men begrijpt niet altijd goed dat een creatieve technische wetenschapper even wetenschappelijk innovatief is als een fundamentele onderzoeker.’ Voor wie nog twijfelt aan het belang van deltatechnologie, heeft Fokkema een praktijkvoorbeeld. ‘De TU brengt in New Orleans in kaart wat er nodig is om de stad te beschermen tegen het water. Dat gebeurt niet op ad hoc-basis, maar door strukturele betrokkenheid. Het gaat niet alleen om technische oplossingen, maar om alle aspecten. De nieuwe civiele ingenieur zegt ook tegen de overheid van New Orleans dat zij haar verantwoordelijkheid niet heeft genomen. Dat ze haar bevolking in gevaar heeft gebracht. Dat is deltatechnologie in de praktijk. Het is het vak van de toekomst.’

Wetenschap bedrijf je niet uit ‘‘ zwakte, maar uit sterkte. Laat opleidingen maar concurreren, dat leidt tot sterke opleidingen.

Samenspel Er zal nog veel water door de Nederlandse delta stromen voordat de eerste studenten hun master halen in deltatechnologie. Fokkema: ‘Het heeft tijd nodig. Vergelijk het met offshore technologie. Dat vak is een combinatie van werktuigbouwkunde en civiele techniek. Het bestaat al jaren, maar pas sinds kort noemen we het een vak. Zoiets moet groeien. Deltatechnologie bestaat nu nog uit veel mandjes, maar moet één mand worden.’ Fokkema somt de mandjes op: ‘Een aantal hoogleraren bij Techniek, Bestuur en Management (TBM) heeft te maken met deltatechnologieprocessen, de Faculteit Civiele

’’

voor interessante afstudeerprojecten? Willen zij betalen om zaken uitgezocht te zien?’ De rector magnificus verwacht een interessant samenspel van fundamenteel en toegepast onderzoek. ‘Ik heb zelf fundamenteel onderzoek gedaan, waarbij ik seismische data van de oliemaatschappijen mocht gebruiken. Ik heb me nooit belemmerd gevoeld door de industrie. Ik verwacht ook geen problemen bij deltatechnologie.’ Dat een studierichting deltatechnologie onder studenten populair zal zijn, lijdt volgens Fokkema geen twijfel. ‘Uit deltatechnologie spreekt betrokkenheid op de wereld. Het gaat om kwetsbare deltagebieden in de hele wereld en daar woont een belangrijk percentage van de wereldbevolking. Dat spreekt studenten aan, daar gaan ze voor, daar willen ze bij horen.’


69

5


Joost van Kasteren

Samenvatting

Pinguins in de polder

De Kennisbron voor Deltawerkers is een initiaitief van de Hogeschool Zeeland en de Open Universiteit Nederland waarbij kennis van civiele techniek en ecologie samenkomen met kennis over bestuur en beleid. De kennisbron biedt professionals in alle stadia van hun carriere mogelijkheden om zich te verdiepen en verbreden en tegelijkertijd de kennisbron zelf te vullen. De combinatie met praktijkprojecten in de Zuid-Westelijke Delta zorgt voor toegepaste kennisontwikkeling waarbij de praktijk uitgangspunt en toetssteen is. Via de Kennisbron voor Deltawerkers komt de ontwikkelde kennis van Delft Cluster nu ook terecht bij de huidige en toekomstige generatie deltaprofessionals.

Tux de Pinguin is het beeldmerk van het besturingsprogramma Linux, maar staat tevens model voor de ‘open source’-beweging van wie kennis vrijelijk gebruikt, verbeterd en uitgebreid mag worden. Rietje van Dam-Mieras, lid van de Wetenschappelijke Adviesraad van Delft Cluster, stak samen met anderen, de eerste spade in de grond voor een ‘open source’ voor Deltawerkers, de Kennisbron. Van Dam, inmiddels lid van het College van Bestuur van de Universiteit Leiden, was drie jaar geleden Hoogleraar bij de Faculteit Natuurwetenschappen van de Open Universiteit Nederland. ‘In die hoedanigheid kwam ik in contact met Anja de Groene, lector duurzame ontwikkeling van de Hogeschool Zeeland in Vlissingen’, vertelt ze. ‘Zij vertelde dat de Hogeschool bezig was met het ontwikkelen van een masterprogramma voor Delta-professionals. Mensen die iets weten van civiele techniek en ecologie, maar ook van bestuur en beleid.’

Foto: Thomas Bles

De plannen van de Hogeschool Zeeland sloten mooi aan bij ideeën die bij de Open Universiteit Nederland leefden voor het ontwikkelen van leerwegen voor mensen die in hun beroep bezig zijn met water. Dat kunnen medewerkers zijn van provincie of waterschap, maar ook mensen die werken in de waterbouw of bij een drinkwaterbedrijf. Dat er behoefte is aan dergelijke Delta-professionals bleek trouwens eens te meer op een bijeenkomst in april jongstleden, waar zo’n 150 mensen uit de praktijk zich bogen over de competenties waarover zulke professionals zouden moeten beschikken.

70


Rietje van Dam-Mieras.

Beide initiatieven leidden tot een gezamenlijk project, de Kennisbron voor Deltawerkers. De Hogeschool Zeeland was, zoals gezegd, vooral geïnteresseerd in het ontwikkelen van een Masterprogramma, dat in januari 2009 van start gaat. De Open Universiteit is meer gericht op het ontwerpen van bouwstenen die flexibel ingepast kunnen worden in opleidingstrajecten van professionals. Beiden kunnen echter putten uit de Kennisbron voor Deltawerkers. Van Dam: ‘Ook anderen hebben inmiddels belangstelling getoond. Mijn eigen universiteit Leiden bijvoorbeeld is samen met de Technische Universiteit Delft bezig met het opzetten van een opleiding op het gebied van waterbeleid en -management.’ Een bron, ook een Kennisbron voor Deltawerkers moet gevoed worden. Niet alleen met resultaten van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek, maar liefst ook met ‘hands on’ toegepaste kennis over waterbeheer en beleid. Deltatechnologie, zeg maar. Nu wil het geval dat min of meer tegelijkertijd met de ontwikkeling van de opleidingen voor Deltaprofessionals ook een KennisNetwerk DeltaWater is ontstaan.


Een netwerk van overheden, bedrijven en onderwijs- en onderzoeksinstellingen, gericht op het toepassen van kennis over duurzaam waterbeheer in de Zeeuwse context. Uitgangspunt van het KennisNetwerk is dat de Zuid-Westelijke Delta een bijzondere regio is waar zout en zoet water bij elkaar komen en waar mensen leven, werken en recreëren met water. Aangezien echter meer dan de helft van de wereldbevolking leeft in laaggelegen delta’s kan het gebied ook dienen als een soort openlucht laboratorium, waar deltakennis wordt omgezet in kunde. En uiteindelijk in omzet natuurlijk, want Zeeland moet er ook van profiteren. Daarbij gaat het niet alleen om innovatieve ideeën voor kustveiligheid, maar bijvoorbeeld ook om onderzoek naar mogelijkheden voor natuurontwikkeling, toerisme of naar de perspectieven voor aquacultuur. Van Dam: ‘Het gaat om onderzoek in een bepaalde context, waarbij de praktijk uitgangspunt en toetssteen is.’

ding is zo dat de mensen eerst een half jaar worden ingewijd in water als totaalsysteem. De Zeeuwse Delta fungeert daarbij als praktijkvoorbeeld voor het bestuderen van de verschillende aspecten van het systeem, zoals het beheer van zout en zoet water en grondwater, de ecologische en economische aspecten, de effecten van klimaatverandering en de mogelijkheden voor duurzame ontwikkeling.’ In de masteropleiding van Hogeschool Zeeland kunnen de studenten vervolgens kiezen voor hetzij een ‘major’ in civiele techniek (‘Delta technology’), hetzij een ‘major’ in beleid (‘Governance’). Aan de Open Universiteit kunnen de studenten kiezen voor een aantal modules, afhankelijk van vooropleiding, ervaring en behoefte. In beide gevallen wordt gebruik gemaakt van praktijkvoorbeelden die spelen in de Zeeuwse Delta. De resultaten van de leeren onderzoeksprojecten vormen weer input voor het KennisNetwerk. Zeker voor de Open Universiteit denkt Van Dam aan nieuwe vormen van ‘blended learning’, een combinatie van contact- en afstandsonderwijs, waarbij veelvuldig gebruik gemaakt wordt van nieuwe vormen van kennisoverdracht, bijvoorbeeld via ‘serious games’. Langs de weg van het KennisNetwerk kan ook de kennis die in Delft Cluster is ontwikkeld tot waarde worden gebracht. Niet zozeer in de vorm van octrooien die veel geld opbrengen, maar vooral als bijdrage aan het oplossen van maatschappelijke problemen. Van Dam: ‘Voor een deel zal de kennis die binnen Delft Cluster is ontwikkeld, landen bij de professionals van Deltares. Voor een deel ook in universiteiten, hogescholen en bedrijven waar de aio’s van Delft Cluster komen te werken. Via het KennisNetwerk DeltaWater komt die kennis nu ook terecht bij de huidige en – via de Kennisbron – ook bij de toekomstige generatie delta-professionals. Daar hebben we allemaal profijt van.’

Het KennisNetwerk DeltaWater biedt uitstekende mogelijkheden voor interactie van opleiding met praktijk. Van Dam: ‘De opzet van de oplei-



Bouw- en Ondergrond, TU Delft, Unesco


sleutelpositie in bij het beheersen en verbe-

IHE en KIWA Water Research heeft deze


teren van alle aspecten van de deltaproble-

problemen vanuit bètadisciplines en alfa-


matiek. Die kennis kan alleen ontwikkeld

en gammadisciplines aangepakt.


worden in interactie met bedrijven en over-



heden, die ze implementeren en gebruiken,


er ervaring mee opdoen en deze terugkop-


pelen naar de ontwikkelaars. Delft Cluster,


het kennisprogramma van Deltares, TNO-


71

5


Ir. W.J. van Niekerk

Voorzitter Afdeling voor Geotechniek van KIvI Niria

Samenvatting

Deltatechnologie: nieuw vak, rijk verleden en rijke toekomst

72


Deltatechnologie is in Nederland zo oud als Nederland zelf en de waardering voor de beoefenaars van het vak gaat waarschijnlijk zo ver terug als de uitoefening van de verschillende aspecten van het vakgebied. Bescherming tegen het water en gebruik maken van grond als bouwmateriaal zit de Nederlandse geotechnici dan ook in de genen. De kennis van het bouwen met grond is waarschijnlijk een exportproduct zo oud als de VOC en nog steeds kennen de beoefenaars van ons vakgebied een grote handelsmentaliteit. Deltatechnologie is een exportproduct van jewelste. De Nederlandse baggeraars en ingenieursbureaus horen bij de grootste van de wereld en ook de Nederlandse aannemerij is nog steeds actief in delta’s in de hele wereld.

Deltatechnologie is inmiddels duidelijk meer dan bouwen. Het is zeer specifiek gericht op de optimale balans tussen economische en maatschappelijke gebiedsontwikkeling ten opzichte van de technische mogelijkheden waarover we inmiddels beschikken. Vanuit het vakgebied van de geotechniek hebben we wetenschappelijk onderbouwd hoe en waarom we stabiele dijken en dammen kunnen bouwen, hoe en hoeveel de bodemdaling zal bedragen en waar en wanneer de grootste risico’s op bezwijken van de grond zullen optreden. We kunnen berekenen wat de interactie is met de bebouwde omgeving en kunnen alternatieve grondconstructies ontwerpen die land en landschap sparen. Bovenal kunnen we alternatieven ontwikkelen die bestuurders in de gelegenheid stellen de meest opportune oplossing te kiezen en te laten realiseren. Geotechniek is een écht ingenieursvak. Het vakgebied wordt nog steeds gekenmerkt door veel experimenteel en toegepast onderzoek en interpretatie van meetgegevens om daar waar nodig bij te sturen. Het ambachtelijke karakter van het vakgebied heeft een zekere romantiek die past bij het avontuurlijke karakter van een globale probleemstelling: geotechnici spreken wereldwijd dezelfde taal en werken met dezelfde formules en schematiseringen. Bijzonder daarbij is dat een groot gedeelte van deze taal vanuit de Nederlandse praktijk is ontwikkeld en wereldwijd toepasbaar blijkt. Vandaag de dag is Nederland nog steeds een geotechnische wereldspeler. Het is mijn verwachting dat Deltatechnologie een zelfde toekomst heeft. Kenmerkend voor de Nederlandse aanpak is het beschikbaar hebben van de technologie en de capaciteit om deze toe te passen. Wij kunnen alles waar Deltatechnologie voor staat toepassen door de bestuurlijke kaders te koppelen aan technische kaders, in Nederland bijvoorbeeld vanuit de Waterschappen. Het is dan wel van essentieel belang dat we er ons van bewust zijn dat we voldoende mensen en kennis hebben en houden om onze aanpak te exporteren. Geotechnici zijn razend populair, in ieder geval in personeelsadvertenties. Er zijn beduidend meer functies dan functionarissen en dat betekent in economische termen schaarste. Het is opmerkelijk te constateren dat Nederlandse experts in het buitenland actief zijn, terwijl we de problemen in Nederland nu erkennen. Kennelijk zijn de geotechnische uitdagingen en waardering (in welke vorm dan ook) elders groter dan in ons eigen land. Dat is niet alleen bijzonder maar ook bedenkelijk.

Bron: BeeldbankVenW.nl, Rijkswaterstaat

De inbedding van de geotechnische kennis in Nederlandse beleids- en uitvoeringsprocessen is van grote waarde. Niet alleen omdat dit tot besparingen kan leiden bij de ontwikkeling van de Nederlandse delta’s, maar vooral ook omdat daarmee de risico’s voor toekomstige generaties verder kunnen worden gekwantificeerd, beoordeeld en waar mogelijk verkleind. Het leefbaar houden van de Deltasteden vanuit technisch perspectief, feitelijk alle steden in de Randstad, is zonder geotechnici vrijwel ondoenlijk. Nu al merken we de problemen met de relatieve grondwaterstandstijging in binnensteden maar ook op doorgaande wegen. Slappe bodems en delta’s zijn vrijwel altijd onlosmakelijk verbonden en Nederland is daarin een voorbeeld en kan daarin een gidsland zijn. Maar niet zonder een intensieve wisselwerking tussen bestuurders en technici. Voorbeelden van die wisselwerking zijn te vinden in de besluitvormingsprocessen rondom bouwen in laaggelegen gebieden, bij rioleringsprojecten, bij wegenbouw, bij gebiedsontwikkeling in het algemeen, bij de verdere ontwikkeling van luchthavens, (hoge snelheids-) treinen etc.

Het wordt een enorme uitdaging de komende jaren de benodigde technische kennis beschikbaar en toepasbaar te houden in ons land. De verwoording van de technische uitdagingen naar bestuurlijke keuzen vraagt om een blijvende instroom van veelzijdige ingenieurs in ons vakgebied en gelukkig worden zij ook opgeleid en blijven zij leren. Interactie tussen geotechniek, bouwkunde, waterbouw en waterbeheer is vanzelfsprekend en noodzakelijk voor een succesvolle toekomst. Het is mijn overtuiging dat bij een toenemende vraag naar kennis vanuit de Nederlandse Deltatechnologische uitdagingen, de ontwikkelingen inspirerend genoeg zijn om het vakgebied hier verder uit te bouwen. Zo niet, dan is de Nederlandse ingenieur creatief genoeg om zijn waardering in het buitenland te vinden en te krijgen. Zo ver hoeft het niet te komen. Als de kennis van de Nederlandse geotechnische ingenieurs consequent wordt ingebracht in de besluitvormingsprocessen rondom Deltatechnologie en als de Delta verder ontwikkeld wordt. En wie kan daar nu tegen zijn?


73

12 E JAARGANG DELTATECHNOLOGIE OKTOBER 2008 THEMA-UITGAVE

Recommend Documents