Waterschap Drents-Overijsselse Delta en kennisinstituut Deltares zijn begonnen met het tweede deel van de zogeheten opbarstproef bij het Reevediep in Kamperveen. Als de test duidelijk maakt dat de deklaag achter de dijk bij hoogwater veel meer stabiliteit geeft dan tot nu toe aangenomen, kunnen er honderden miljoenen euro’s worden bespaard op de verdere uitvoering van het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP).
Bij het Reevediep in Kamperveen is de testlocatie van verre te zien. Op een verhoogd dijkdeel staan 10 blauwe containers als een stilstaande trein in de zon. Achter de dijk liggen naast elkaar twee testvakken, elk vol gezet met buizen, draden en ander meetapparatuur.
In het testvak direct achter de dijk wordt nu door 8 infiltratiepompen water in de bodem gebracht, vertelt Ulrich Förster, manager van het pilotproject en geotechnisch expert bij Deltares. “We gaan kijken hoe de deklaag van ongeveer 4 meter dik wordt opgedreven. We willen weten hoe dat proces de stabiliteit van de dijk beïnvloedt.”
Het is de tweede proef bij het Reevediep. De eerste werd in juli gehouden in een testvak op meer afstand van de dijk. Toen werd gekeken hoe de kleiige ondergrond reageerde op het verhogen van het grondwaterpeil. Meer precies: of en hoe de 4 meter dikke deklaag gaat vervormen en scheuren als de grondwaterdruk toeneemt.
In de tweede proef wordt in een hoogwatersimulatie het proces van de toenemende grondwaterdruk herhaald, maar nu in een vak aan de teen van de dijk. Daarvoor wordt een deel van de oude IJsseldijk gebruikt die na aanleg van een nieuwe kering geen functie meer heeft. De dijk van Waterschap Drents Overijsselse Delta (WDOD) is verhoogd en verzwaard met containers, legt Förster uit.
Ulrich Förster
Hypotheses
Overal in het proefveld zijn sensoren en meetinstrumenten aangebracht. In een container naast het veld staan een tiental desk- en laptops opgesteld om alle gegevens die vrijkomen bij de proef te registreren en visualiseren. Al deze data worden gebruikt om in de navolgende analyse te bepalen hoe het proces van opdrijven en opbarsten is verlopen en of deze praktijk overeenkomt met de hypotheses die in aanloop naar de veldproef in een lang vooronderzoek met computermodellen zijn uitgewerkt.
'Het is een kwestie van alles meten om het hele proces goed in de vingers te krijgen'
In laboratoria en ook in de nieuwe GeoCentrifuge van Deltares zijn proeven gedaan. Op de veldproeflocatie is maanden gewerkt om de twee testvakken te prepareren voor de opbarstproeven. Tijdens de tweede proef maakt een drone elke dag opnames om de profielen in te meten, vertelt Förster. En als straks de proef is gedaan en het water is gezakt worden alle scheuren en glijvlaktes middels ‘forensisch engineering’ minutieus in kaart gebracht. Förster: “Het is een kwestie van alles meten om het hele proces goed in de vingers te krijgen. We gaan de waterspanning, de waterdruk meten. We meten horizontale, verticale verplaatsingen en of er scheuren ontstaan en hoe ze lopen.”
Schuiven
Want dat is nu de vraag: ontstaan er door toename van de waterdruk scheuren in de toplaag achter de dijk en zo ja, wat is de impact daarvan op de stabiliteit van de kering. Er wordt net zo lang water ingebracht totdat de deklaag opdrijft en de dijk gaat schuiven. En wanneer dat precies gebeurt, weet niemand bij de start van de proef.
Förster: “We nemen tot nu toe aan dat als het achterland opdrijft, dus als de deklaag loskomt van de ondergrond, de dijk geen steun meer heeft en gaat afschuiven. Van een dunne deklaag tot zo’n 2 meter weten we dat die weinig stabiliserende werking heeft. En we gaan er nu nog vanuit dat dat ook geldt voor deze deklaag van zo’n 4 meter. Maar als uit deze proef blijkt dat deze deklaag toch meer tegendruk opbouwt en meer stabiliteit geeft, dan zijn de dijken met deze ondergrond sterker dan we dachten. Dan kun je bij de beoordeling van de macro-stabiliteit van de dijken andere criteria toepassen. Daarmee bespaar je bij de versterking van een dijk van 25 kilometer toch al zo’n 150 miljoen euro.”
'We hebben in Oost- en Noord-Nederland veel dijken met achterliggende deklagen van deze dikte'
Wat de eerste proef al heeft geleerd, blijkt uit de toelichting van Förster, is dat er tijdens het opdrijven geen sprake was van opbarsten in de deklaag. Förster: “We hebben geen doorgaande scheuren van beneden naar boven gezien. Het forensisch onderzoek moet dit echter nog bevestigen. Dat zou betekenen dat in deze deklaagdiktes het risico op piping, op zandtransport, dus kleiner is dan aangenomen. En daar waren we niet zeker van in deze lagen met diktes van 2 tot 4 meter.”
Groot bedrag
Het hele onderzoeksproject kost 8,5 miljoen euro, vertelt Förster desgevraagd. Dat komt ten laste komt van het innovatiefonds van het HWBP. Het is een groot bedrag, maar tegelijk een goede investering als uit de proef blijkt dat de deklaag van zo’n 4 meter meer steun geeft aan de dijk dan waar tot nu toe in de toetsingscriteria van wordt uitgegaan. De nieuwe kennis zou tot een grote besparing kunnen leiden in het HWBP - dijkversterkingen kunnen minder robuust worden uitgevoerd. “We hebben in Oost- en Noord-Nederland veel dijken met achterliggende deklagen van deze dikte”, schetst Förster. In het werkgebied van WDOD gaat het alleen al om 80 kilometer dijk.
Maar zover is het nog niet. Na de afronding van de praktijkproef, volgen de uitwerking van de data, de vergelijking met de aannames op basis van rekenmodellen en laboratoriumproeven en de uiteindelijke bevindingen en conclusies, die aan een klankbordgroep met deskundigen worden voorgelegd. Pas als er consensus is over de uitkomsten kunnen de nieuwe inzichten ingang vinden in het beoordelings- en ontwerpinstrumentarium voor nieuwe dijkversterkingen. Dan zijn we een tot twee jaar verder, schat Förster.
UPDATE 18 AUGUSTUS
David van Raalten, directielid van Waterschap Drents Overijsselse Delta, plaatst een tweet over de voortgang van de opbarstproef:
In Nederland zijn er een aantal bedrijven die dezelfde technolgie leveren.
Waarom wordt er niet samengewerkt met Nederlandse bedrijven?