Dammen die aan het begin van de 20e eeuw zijn gebouwd, nieuwe aarden dammen, maar ook dammen in armere landen moeten in de gaten gehouden worden. Ze lopen een verhoogde kans op falen. Met name in landen met een laag bruto binnenlands product zijn dammen kwetsbaar, een risico dat wordt vergroot door almaar extremere regenval als gevolg van klimaatverandering.
Dit blijkt uit onderzoek van Deltares, IHE Delft en het Imperial College London, dat 7 maart in Nature Water is gepubliceerd. De studie laat zien welke factoren van invloed zijn op de veiligheid van grote dammen, en wat de veiligheidstrends op lange termijn zijn.
Dammen bieden bescherming tegen overstromingen en kunnen cruciale schakels zijn voor watermanagement, energievoorziening en voedselzekerheid. Wanneer een dam echter doorbreekt of anderszins faalt, kunnen de gevolgen catastrofaal zijn. In recente jaren hebben falende dammen aan tienduizenden mensen het leven gekost en grote economische schade veroorzaakt in onder andere Vietnam, Laos, Libië en Oekraïne.
Faalkansen
Oorzaken van zulk falen kunnen gebreken in ontwerp- en bouwtechnieken zijn, natuurrampen (zoals aardbevingen) of oorlogsgeweld. Richtlijnen voor veiligheid, ontwerp, beheer en onderhoud dienen falen te voorkomen, maar verschillen sterk per land. Het bewaken van damveiligheid is bovendien een complexe en kostbare taak, waarvoor het sommige landen aan kennis en geld ontbreekt. Om overheden te helpen prioriteren, hebben de Britse en Nederlandse onderzoeksinstituten in kaart gebracht op welke risico’s zij het best hun vizier kunnen richten.
Volgens de laatste telling van de International Commission on Large Dams (ICOLD) zijn er wereldwijd zo’n 62.000 grote dammen. Een dam mag van deze commissie groot heten, wanneer hij minstens 15 meter hoog is ten opzichte van zijn fundering, of minstens 5 meter hoog in combinatie met een inhoud van meer dan 3 miljoen m3. In het World Register of Dams houdt het ICOLD historische gegevens bij over de eigenschappen en breuken van dammen wereldwijd. Grootschalige statistische analyse van de data uit deze inventaris heeft de onderzoekers in staat gesteld trends te ontdekken in de veiligheid van grote dammen tussen 1900 en 2020.
De faalkans van grote dammen daalde in de 20e eeuw gestaag. Per decennium nam deze kans consequent af met gemiddeld 30 procent. Met name in de naoorlogse tweede helft was deze afname te danken aan verbeterde ontwerp- en bouwtechnieken en steeds strengere veiligheidseisen.
Jonge dammen falen het vaakst
De kans dat een dam faalt blijkt groter in de eerste 5 jaar na de bouw, dan in de 45 tot 55 jaar daarna. Zulk vroegtijdig falen (infant mortality) is vaak te wijten aan gebreken in het bouwmateriaal. Een recent voorbeeld is de doorbraak van een zadeldam in Laos in 2018, veroorzaakt door incorrecte voorbewerking van de aarde waarmee hij gebouwd was. Met name aarden dammen zijn kwetsbaar; bij betonnen dammen is het risico op kinderziektes flink afgenomen.
Het onderzoek laat geen grote toename van dambreuken veroorzaakt door ouderdom zien. Wel hebben dammen die aan het begin van de 20e eeuw zijn gebouwd een grotere kans op falen.
Opvallend is dat de gemiddelde faalkans van nieuwe (pas opgeleverde) dammen sinds 2000 voor het eerst in honderd jaar gestegen is. Deze trend verklaren de onderzoekers door het feit dat welvarende landen hun dammen nu wel zo’n beetje gebouwd hebben, terwijl armere landen juist in rap tempo dammen aan het bouwen zijn. Lagere veiligheidsstandaarden en kleinere budgetten in die landen, gecombineerd met de verhoogde faalkans van ‘jonge’ dammen, zorgen tezamen voor deze stijging van de faalkans.
Rijke landen konden leren van rampen
In landen met een hoog bruto binnenlands product (BBP) werden pieken in faalincidenten enkele decennia later duidelijk gevolgd door een piek in verbeterde damveiligheid. In de tussenliggende decennia werd er van dambreuken geleerd, en bood de hoge koopkracht deze landen de kans om de opgedane kennis toe te passen.
Minder goed geschud zijn de kaarten van landen met een laag BBP en een door regenseizoenen beheerst klimaat. Daar werden de hoogste percentages dambreuken waargenomen. Ook waarschuwen de onderzoekers dat met name in deze landen een toename in extreme neerslag door klimaatverandering de kans op dambreuken nog verder zal vergroten.
Voorspelling
Wanneer de jaarlijkse faalkans van een grote dam meer dan 1/10.000 bedraagt, wordt hij als groot risico beschouwd. Momenteel heeft 4.4 procent van de grote dammen een faalkans die daarboven ligt. Op basis hiervan achten de onderzoekers het aannemelijk dat er tussen 2023 en 2035 23 grote dammen zullen falen.
Het onderzoek was afhankelijk van de gegevens die landen aan het ICOLD leveren voor opname in het dammenregister. Hierin valt op dat China tussen 1900 en 2022 opmerkelijk weinig faalincidenten heeft gemeld, en de geografische coördinaten van haar dammen niet kenbaar heeft gemaakt. Over Chinese dammen was hierdoor dusdanig weinig bekend, dat de onderzoekers zich genoodzaakt zagen China van de statistische analyse uit te sluiten, om een vertekend beeld door een incomplete dataset te voorkomen.
VERVOLGONDERZOEK
In een vervolgonderzoek gaan Deltares en het Imperial College London inzetten op het gebruik van kunstmatige intelligentie en remote sensing, waarmee de risico’s van damfalen sneller en preciezer in kaart kunnen worden gebracht.
