Onderzoek piping Hedwigepolder. Foto: Dennis Peters / Deltares

Onderzoek naar piping in dijken kan 100 miljoen euro besparen

Als er grote hoeveelheden water door kanaaltjes in de zandige ondergrond van dijken stroomt, kan dat de dijk ernstig verzwakken. Naar ontstaan van die kanaaltjes, piping genaamd, doen Fugro en Deltares nu aanvullend onderzoek in de Zeeuwse Hedwigespolder. Als getijdenzand inderdaad beter bestand is tegen piping dan rivierzand, dan kan er mogelijk zo’n 100 miljoen euro worden bespaard op dijkversterking.

Piping is een van de faalmechanismen waarop Nederlandse waterkeringen worden beoordeeld. Dit verschijnsel hoeft geen probleem te zijn al de waterstromen beperkt zijn. Maar hoe meer water er door de kanaaltjes stroomt, hoe groter de kans dat er zand wordt meegevoerd en dat de dijk in kwestie verzwakt raakt. “Bij de laatste toetsronde zijn veel dijken op basis van de huidige rekenregels afgekeurd, onder andere vanwege het risico op piping”, legt Fugro uit. “Over dit faalmechanisme ontbreekt nog de nodige gedetailleerde praktische kennis, waardoor extra onderzoek nodig is.”

Het onderzoek dat in de Hedwigespolder plaatsvindt, borduurt voort op een soortgelijk project aan de Friese Waddenkust. Daaruit bleek dat door de zee aangevoerd zand veel minder gevoelig lijkt te zijn voor piping dan zand dat door rivieren is afgezet. Dijken worden nu ontworpen en beoordeeld met rekenregels gebaseerd op rivierzand. “Als getijdenzand sterker blijkt te zijn, hoeven minder dijken versterkt te worden of kunnen de versterkingen goedkoper worden uitgevoerd, met minder impact op omgeving en milieu”, aldus Fugro, dat ook in Friesland samenwerkte met Deltares.

Resultaten beschikbaar in 2022

Het vervolgonderzoek moet duidelijk maken of getijdenzand inderdaad beter bestand is tegen piping dan rivierzand. Die opgedane kennis kan dan worden gebruikt bij het beoordelen en versterken van waterkeringen. Fugro en Deltares hebben inmiddels op basis van bodemopbouw en eigenschappen van de ondergrond een testlocatie bepaald, waar zich een geschikte, natuurlijk afgezette getijdenzandlaag bevindt. De proef wordt in 2021 uitgevoerd en in 2022 moeten de resultaten beschikbaar zijn. Het uitgebreide onderzoek wordt gesteund met een subsidie aan waterschap Hollandse Delta van 5 miljoen vanuit het Hoogwaterbeschermingsprogramma.

Die investering kan volgens de betrokkenen een flinke besparing opleveren. Dijkversterking kost gemiddeld 6 miljoen euro per kilometer. Als door dit onderzoek het risico op piping beter in kaart kan worden gebracht, dan kan er op die kosten mogeijk flink worden bespaard. Projectmanager Marco Boer van Hollandse Delta: “We hopen en verwachten dat dijken met getijdenzand in de ondergrond minder vaak versterkt hoeven te worden. Dat kan voor heel Nederland een besparing van naar schatting 100 miljoen euro opleveren en de impact op milieu en omgeving beperken.” Als er minder ruimte en materiaal nodig is om dijken te versterken, zorgt dat bovendien ook voor een flinke verlaging van de milieubelasting.

Opbouw grond gedetailleerder in beeld

Fugro voert het geotechnisch en hydrologisch onderzoek uit op basis waarvan het proefontwerp wordt opgesteld. Dat gebeurt in nauwe samenwerking met de projectpartners. Een belangrijk aspect is de doorlatendheid van het getijdenzand. Dit wordt gemeten met de innovatieve AMPT-sondeertechniek, die Fugro zelf heeft ontwikkeld. Projectmanager Gert-Ruben van Goor legt uit dat dit staat voor “anisotrope mini-pompproef, een efficiënte aanvulling op Hydraulic Profiling Tool of HPT-sonderingen.”

“Het voordeel van deze methode is dat de opbouw van de ondergrond veel gedetailleerder in beeld komt. De doorlatendheid kan zowel horizontaal als verticaal nauwkeuriger worden gemeten dan met andere, grootschalige technieken. Hierdoor worden niet alleen de verschillende lagen in de bodem in kaart gebracht, maar zelfs ook de variatie in doorlatendheid binnen afzonderlijke grondlagen. Hiermee stellen wij een zeer natuurgetrouw digitaal 3D-model van de ondergrond samen. Deltares gebruikt onze meetgegevens voor een 3D-grondwaterstromingsmodel, dat een nauwkeurig inzicht biedt in de waterstromen door het zandpakket. Dit geeft vervolgens betere resultaten bij de piping-risicoanalyse, op basis waarvan Fugro en Deltares hun adviezen naar aanleiding van deze proef zullen opstellen.”

Foto: Dennis Peters / Deltares

Lees ook:

Auteur: Vincent Krabbendam

Vincent Krabbendam is de vaste redacteur van Infrasite. Daarnaast is hij hoofdredacteur Personenvervoer & Verkeer bij online vakbladuitgeverij ProMedia.