Achtergrond
Dijkversterking

Dijken: van aarden wal naar high-tech kering

De bijna-overstromingen van de grote rivieren in november 1993 en januari 1995 waren een wake-up call. Overheid en waterschappen realiseerden zich met een schok dat de bedreiging van het water niet alleen vanaf zee kwam maar ook vanuit het binnenland. In ijltempo werden plannen uitgerold om de kans op dergelijke calamiteiten te verkleinen. ‘Nederland heeft de juiste lijn gevolgd.’

Lang hebben de 23 Nederlandse water- en hoogheemraadschappen niet kunnen uitrusten van hun inspanningen om de afvoercapaciteit van de rivieren te vergroten (Ruimte voor de Rivier) en de dijken te versterken (Deltaplan Grote Rivieren, waarbij zo’n 350 km aan kwetsbare dijken onder handen is genomen). Al snel bleek dat door nieuwe kennis over bedreigingen als piping en macro-instabiliteit, en door de sterke economische groei in de afgelopen vijftig jaar de veiligheidsnormen sterk verouderd waren.

In combinatie met het Deltaprogramma 2015 heeft dit geleid tot het ambitieuze Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP). Een gezamenlijk investeringsprogramma van Rijkswaterstaat en de waterschappen. Ruwweg komt het erop neer dat de kans op een dijkdoorbraak niet groter mag zijn dan eenmaal per tienduizend jaar. Gevolg is dat er tot 2028 nog zo’n 1.100 km aan primaire zee- en rivierdijken en 256 sluizen, stuwen en gemalen moeten worden versterkt. De kosten bedragen maar liefst € 7,4 miljard. Rijkswaterstaat en waterschappen betalen elk 50 %. ‘Nederland heeft daarmee de juiste lijn gevolgd’, meent prof. dr. ir. Matthijs Kok, adviseur bij ingenieursbureau HKV in Lelystad en hoogleraar waterveiligheid aan de TU Delft. ‘Het ophogen en versterken van de dijken en overige waterkeringen heeft het grootste effect op de waterveiligheid, en op een aantal locaties kan dat goed in combinatie met preventieve maatregelen zoals Ruimte voor de Rivier. Met andere woorden: zorg ook voor extra afvoercapaciteit in rivierbeddingen en uiterwaarden.’

Kok houdt zich al ruim dertig jaar bezig met waterbeheer en dijkversterking. ‘In 1986 ben ik na mijn promotie aan de TU Delft begonnen bij het Waterloopkundig Laboratorium in Marknesse, daarna heb ik in 1995 samen met twee anderen HKV opgericht. In 2012 ben ik benoemd tot hoogleraar waterveiligheid bij de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen van de TU Delft.’

In de loop der jaren heeft Kok de aandacht voor de dijken in Nederland steeds meer zien toenemen, zeker na ‘1993’ en ‘1995’. ‘Vlak daarvoor, in 1992, pleitte de commissie Boertien al een forse versterking van de dijken maar zonder dat dat leidde tot strengere veiligheidsnormen. Dat was overigens een politieke keuze.’

Faalmechanismen

Destijds was de kans op een dijkdoorbraak gemiddeld ongeveer eenmaal per honderd jaar. Na 1995 heeft de overheid de waterkeringen eerst verhoogd naar de wettelijke eis van 1/1250 per jaar en per 1 januari 2017 zelfs naar 1/10.000. Op sommige plekken liggen die normen nog scherper. Kok: ‘Uiterlijk in 2050 moeten alle zee- en rivierdijken aan deze nieuwe normen voldoen. Dat lijkt weinig ambitieus maar het is nu eenmaal financieel en organisatorisch onmogelijk om alle dijken en waterkeringen binnen een paar jaar hieraan te laten voldoen. Daarom gaat men nu eerst de meest urgente locaties aanpakken. Overigens denk ik dat ruim vóór 2050 alle primaire waterkeringen op orde zijn.’

Er is terecht meer aandacht gekomen voor twee belangrijke bedreigingen van onze dijken: macro-instabiliteit en piping, meent Kok. Sterk wisselende belasting door extreem hoge en lage waterstanden kan de stabiliteit van dijken ernstig bedreigen. De grondsterkte kan afnemen, waardoor het dijklichaam kan wegschuiven. Problemen met macro-instabiliteit kunnen zowel aan de binnen- als aan de buitenzijde van de dijk optreden.

Mooi studiemateriaal

Het andere faalmechanisme, piping, ontstaat bij grote verschillen in de waterstand en dus in de waterdruk, aan de binnen- en buitenzijde. Het gevaar is dat er een waterstroming onderin de dijk ontstaat die ook zandlagen meevoert en zo de dijk van binnen uitholt. Er kunnen hierdoor steeds grotere ‘pipes’ ontstaan die kunnen leiden tot ernstige instabiliteit van de dijk of zelfs instorting of doorbraak. Vooral dijken op een zandbodem zijn kwetsbaar voor dit fenomeen.

Volgens Kok zijn er anno 2017 voldoende technologische mogelijkheden om dijken tegen bovenstaande gevaren te beschermen. ‘Dat kan bijvoorbeeld door het plaatsen van speciale schermen of geotextielen. Het grote voordeel van geotextielen is dat zij wel water maar geen zand doorlaten.’ De Delftse hoogleraar vindt het belangrijk om meer onderzoek te doen naar de interactie tussen hulpconstructies als damwanden en het grondlichaam. ‘Daar valt waarschijnlijk nog veel winst te halen, omdat men bij het ontwerp van damwanden de sterkte van de omliggende grond niet meeneemt.’

‘Ik denk dat ruim vóór 2050 alle primaire waterkeringen op orde zijn’

Al deze vraagstukken zijn volgens Kok prachtig studie- en onderzoeksmateriaal voor zijn studenten in Delft. ‘Momenteel ben ik als programmaleider van het onderzoeksprogramma All-risk van NWO-TTW betrokken bij veertien promovendi en vier postdoscs die zich op deelonderwerpen storten van het Hoogwaterbeschermingsprogramma. Dat gebeurt in nauwe samenwerking met de Universiteit Twente, de Universiteit Utrecht en de Radboud Universiteit.’

Overigens vindt Kok wel dat vooral de waterschappen afwachtend zijn wat betreft toepassing van innovaties. ‘Dat is jammer want er zijn tegenwoordig voldoende financiële mogelijkheden. Via het Hoogwaterbeschermingsprogramma hoeft een waterschap zelf maar 10 % van de kosten te betalen, Rijks­waterstaat en de overige waterschappen betalen de rest. Bij innovatie gaat de eigen waterschapsbijdrage zelfs naar 0 %.’ Ook Richard Jorissen, programmadirecteur van het Hoogwaterbeschermingsprogramma, laat zich in soortgelijke bewoordingen uit.

Damwanden bezwijken

Tijdens de Dijkwerkersdag, eerder dit jaar op 23 mei in Utrecht waren er presentaties van nieuwe technologieën die als demonstratieproject van het HWBP kunnen worden uitgevoerd. Een intrigerend project dat eind dit jaar moet plaatsvinden, is de zogeheten bezwijkproef met damwanden bij Eemnes. Het gaat om een demonstratieproject van het HWBP, uitgevoerd door Deltares en Witteveen+Bos. Doel is om een speciaal geconstrueerde, cirkelvormige proefdijk van 110 m op te bouwen. Daarbij krijgt één zijde wel, de andere zijde geen stalen damwanden. Door aan de binnenzijde van de dijk het waterniveau stapsgewijs te laten stijgen, willen beide partners goed in beeld krijgen wanneer zo’n damwand bezwijkt. Een uitgebreid netwerk van sensoren staat via een datalogger in verband met het computernetwerk waar de onderzoekers de gegevens op afstand kunnen uitlezen.

‘Dankzij de proef weten we straks precies op welk punt de damwanden bezwijken’, aldus onderzoekers Myra Kremer en Len Hazeleger. ‘Zo kunnen we de dijken in heel Nederland beter, sneller en goedkoper maken.’ De proef zal een week zal duren.

Bijzonder is ook het plan van Wouter Bron, eigenaar-oprichter van GeoPhix in Rotterdam. Inhakend op de opmerking van Kok wil hij graag een demonstratieproject en later een industriële productielijn opzetten om afgedankte autobanden te gebruiken als geotextielen. Dit ter versterking van de dijken. Geotextielen zijn doorlaatbare textielen die in combinatie met grond worden gebruikt in de gww-sector. Ze worden vooral gemaakt van kunststoffen als polypropeen en polyester, maar ook polyetheen, nylon en glasvezel komen voor. Incidenteel gaat het om natuurlijke materialen als jute, kokos en hennep.

Wouter Bron denkt echter dat er goede kansen liggen voor nuttig hergebruik van autobanden, verpakt in een folie, waarmee vele duizenden autobanden een nieuw leven zouden krijgen. Zaak voor hem is nu om voldoende geld en partners te vinden voor een inzamelingssysteem van oude autobanden en het opzetten van een productielijn. ‘Hierover ben ik al in contact met Autorecycling Nederland en andere bedrijven,’ zegt hij. Overigens ziet Bron ook andere toepassingen voor oude autobanden, bijvoorbeeld als erosiebescherming van zeedijken, havens en windturbines op zee.

Integrale aanpak

Op de vraag of Nederland nog altijd leidend is in de wereld als het gaat om kustverdediging, waterbeheer en dijkversterking, zegt Kok: ‘Dat is een lastige vraag, ook elders is de technische kennis enorm toegenomen. Dan denk ik aan landen als Duitsland, het Verenigd Koninkrijk en de VS. Wel denk ik dat Nederland nog altijd voorop loopt als het gaat om het maken en uitvoeren van een integraal ontwerp. Neem bijvoorbeeld de Nederlandse baggerbedrijven. Vroeger brachten zij vaak ernstige schade toe aan natuurgebieden, nu zie je dat de natuur en het milieu er vaak beter van worden.’

Deel deze pagina
Abonnement

Wilt u lid worden, een los nummer aanvragen of een adreswijziging doorgeven? Neem dan contact op met MijnTijdschrift (088-2266622). 

Of bekijk ons aanbod van abonnementen.

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Vision & Robotics

Vision & Robotics is hét onafhankelijke vakblad voor machinebouwers, system integrators en eindgebruikers van productielijnen in de maak- en agro-/foodindustrie. 

Graag meer lezen over onderwerpen zoals robotica, sensoren, kunstmatige intellegentie en nog veel meer klik hier

Vision & Robotics heeft ook een nieuwsbrief! klik hier om je in te schrijven.

Naar boven