secundair logo knw 1

80 tot 90 procent van de stadsuitbreidingen ligt in overstroombare gebieden: riviervalleien, kust- en deltagebieden. In deze gebieden nemen polders een speciale plaats in. Dit artikel geeft een samenvattend overzicht van de relevante aspecten, in de context van de historische ontwikkelingen en verwachtingen voor de toekomst.


Geschreven door Bart Schultz (emeritus hoogleraar Land and Water Development, IHE-Delft en voormalig topadviseur Rijkswaterstaat)


In 2007 stelde de Franse auteur Viollet [1] dat alle grote vroege beschavingen zijn ontstaan in riviervalleien en -delta’s – met name in de delta van de Eufraat en de Tigris en de valleien van de Nijl, de Indus en de Gele Rivier. Viollet stelde verder dat de grond in die valleien en delta’s vruchtbaar was, maar wel geïrrigeerd en gedraineerd moest worden, waarvoor een gecoördineerd waterbeheer nodig was.

Een ander gevolg was dat de bevolking in de buurt van rivieren werd blootgesteld aan overstromingen en dat daarom bescherming tegen hoogwater noodzakelijk was. In het licht hiervan verwees Viollet bijvoorbeeld naar het Babylonische epos van Gilgamesh uit de eerste helft van het tweede millennium voor Christus. In dit epos wordt verteld dat de dijken overstroomden, wat impliceert dat er tegen die tijd al polders in Mesopotamië moeten zijn geweest. Wagret [2] vermeldde dat de eerste polder omstreeks het vierde millennium v. Chr. in de omgeving van Ur, iets ten noordwesten van het huidige Bagdad, moet hebben gelegen.

Een Chinees boek over waterbouwkunde uit ongeveer 1.000 v. Chr. is geïllustreerd met tekeningen van afwateringssystemen. Andere vermeldingen van polders uit de oudheid zijn dat ondergrondse drainagetechnieken rond 400 v. Chr. bekend waren bij de Babyloniërs, die aarden leidingen schijnen te hebben gebruikt om hun velden te ontwateren, dat de Griekse historicus Herodotos eveneens in 400 v.Chr. wees op het toepassen van waterafvoer in de Nijlvallei, dat de Grieken in die tijd in landwinningsprojecten sloten toepasten, en dat in Mycene bewijzen zijn gevonden van goed geplande waterafvoer en ondergrondse drainage in polders. De Romeinen onderkenden het belang van bodeminformatie als basis voor het ontwerp van afwateringssystemen, en de voordelen van diepe en ondergrondse drainage onder bepaalde omstandigheden. 

Enkele veranderingen door de eeuwen heen
Het waterbeheersingssysteem in een polder bestaat uit een ontwateringssysteem, een afwateringssysteem en een uitwateringssysteem (afbeelding 1). Deze systemen bestaan respectievelijk uit greppels en/of sloten of ondergrondse drainage, sloten, tochten en vaarten, met daarin de nodige waterbouwkundige werken, zoals stuwen, duikers en bruggen en uitwateringsluizen of gemalen. Deze systemen dienen goed op elkaar afgestemd te zijn, om enerzijds voldoende water te kunnen bergen en anderzijds voldoende water te kunnen afvoeren onder natte omstandigheden. Vooral in aride en semi-aride gebieden zijn vaak ook irrigatiesystemen aanwezig. Tegenwoordig wordt ook in de gematigde klimaatzones, vooral tijdens droge zomers, in toenemende mate irrigatie toegepast.

Afbeelding 1. Schema van het waterbeheersing systeem in een polder

Aanvankelijk werd de ontwatering uitsluitend verzorgd door greppels en/of sloten. In het midden van de negentiende eeuw deed de ondergrondse drainage zijn intrede. De uitwatering werd aanvankelijk verzorgd door uitwateringsluizen, maar door de voortgaande bodemdaling, (in mindere mate) de zeespiegelstijging en de hogere eisen die aan het waterbeheer werden gesteld, vond de uitwatering in toenemende mate door bemaling plaats.

Hierbij hebben de polders het voordeel dat het streefpeil in de waterlopen binnen de polders doorgaans lager ligt dan in de waterlopen, meren, of rivieren in de omgeving, waardoor watertekorten eenvoudig kunnen worden aangevuld. De bemaling gebeurde sinds de zestiende eeuw door windmolens, vanaf het midden van de negentiende eeuw door stoomgemalen en sinds het begin van de twintigste eeuw door diesel- en elektrische gemalen. Tegenwoordig zijn de meeste gemalen geautomatiseerd.

Bevolkingsgroei en verstedelijking sinds de Tweede Wereldoorlog
Het leeuwendeel (ongeveer 75%) van de wereldbevolking leeft in de zogenoemde ‘opkomende economieën’, zoals Brazilië, China, India en Indonesië [3]. Bevolkingsgroei vindt vooral plaats in deze landen en in de minst ontwikkelde landen, die vooral in Afrika liggen.

De bevolkingsgroei is geconcentreerd in de stedelijke gebieden. Tevens is er sprake van migratie van het platteland naar de stad. 80 tot 90 procent van deze verstedelijking vindt plaats in overstroombare gebieden. Op basis hiervan kan worden verwacht dat binnen 50 jaar 80 procent van de wereldbevolking in overstroombare gebieden woont, waarvan de overgrote meerderheid in stedelijke gebieden. Waterbeheer en bescherming tegen overstromingen zijn dus van essentieel belang en doorgaans onvoldoende. Polders spelen bij dit waterbeheer een steeds grotere rol.

Polders in de wereld
In deltagebieden en overstromingsgevoelige kustgebieden zijn waterbeheer en bescherming tegen overstromingen vereist. Hierbij spelen een aantal aspecten een rol. Zo is de materiële waarde van publiek en privaat eigendom per oppervlakte-eenheid in stedelijke gebieden aanzienlijk hoger dan in landelijke gebieden en is door het verharde oppervlak de periode tussen neerslag en afvoer er veel korter dan in landelijke gebieden. Daarom zouden de ontwerpnormen voor waterafvoer en bescherming tegen overstromingen in stedelijke gebieden aanzienlijk hoger moeten zijn dan voor landelijke gebieden. Als gevolg van de snelle verstedelijking in de opkomende economieën en minst ontwikkelde landen ontstaan er dan ook steeds meer problemen bij het realiseren van adequaat waterbeheer en bescherming tegen overstromingen.

Polders in de wereld
Polders liggen wereldwijd vooral in riviervalleien, kust- en deltagebieden. Ook liggen er polders in depressies, bijvoorbeeld omringd door bergketens. Er zijn echter ook vele van de genoemde gebieden die geen risico lopen op overstromingen en waar daarom ook geen polders liggen. Bijvoorbeeld bergketens tot aan zee, en verhogingen, heuvels of bergen in deltagebieden. Ook zijn er overstroombare gebieden die niet zijn ingepolderd. Kortom: polders vormen een deel, maar wel een zeer belangrijk deel van de genoemde gebieden. Dit komt vooral door de doorgaans vruchtbare grond, de strategische ligging en de snelle verstedelijking. Dit artikel gaat specifiek over polders.

 

Bescherming tegen overstromingen zou op een veel hoger veiligheidsniveau moeten worden ontworpen dan waterberging en -afvoer, omdat de schade en aantallen doden en getroffen mensen als gevolg van overstromingen veel groter kunnen zijn dan als gevolg van inundaties door overschrijding van de bergings- en afvoercapaciteit van waterbeheersingssystemen. Bij daadwerkelijke maatregelen kan onderscheid worden gemaakt tussen structurele en niet-structurele maatregelen en tussen stedelijke en landelijke gebieden. De structurele maatregelen bestaan vooral uit dijken en dammen, de niet-structurele maatregelen uit voorspelling, waarschuwingssystemen en evacuatie.

De afgelopen jaren heeft de auteur veel gegevens verzameld over de polders in de wereld. Deze gegevens zijn onder andere samengebracht in een wereld polderkaart (afbeelding 2) en in 101 ‘landendocumenten’. Deze documenten bevatten in principe algemene informatie, een samenvatting van de klimatologische en geografische situatie, bestaande en voorgestelde polders en informatie over de waterbeheersingssystemen en de voorzieningen ter bescherming tegen overstromingen.

Van zo’n 60 landen worden de documenten gecompleteerd met door Adriaan Volker en de auteur gemaakte foto’s van poldergebieden. De tot nu toe geïdentificeerde landen met polders en de oppervlakte aan polders per continent zijn weergegeven in tabel 1. De landendocumenten zijn in het Nederlands en het Engels beschikbaar op de website van het Batavialand Museum in Lelystad [4].

Afbeelding 2. Geïdentificeerde polders in de Wereld (Bron: Batavialand Museum)

Tabel 1. Landen met polders en de oppervlakte per continent (Bron: Batavialand Museum)

 Continent  Landen met polders  Oppervlakte in 1.000 hectare
 Afrika  26  1.480
 Amerika's  16  1.020
 Azië  21  62.400
 Europa  34  5.200
 Oceanië  2  13
 Totaal  101  70.400

 

Zeespiegelstijging en bodemdaling
Wereldwijd zijn er regelmatig verontrustende berichten over de invloed van klimaatverandering op bijvoorbeeld de zeespiegelstijging. Deze stijging ligt nu in de orde van grootte van 3 millimeter per jaar en zou onder de meest extreme voorspellingen van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) aan het eind van deze eeuw kunnen oplopen tot 1 centimeter per jaar (afbeelding 3).

Afbeelding 3. Prognoses zeespiegelstijging

Nagenoeg niet in de publiciteit komt het feit dat de bodemdaling in de kust- en deltagebieden doorgaans vele malen sneller gaat dan de zeespiegelstijging. Enkele voorbeelden hiervan zijn weergegeven in tabel 2. Klimaatverandering speelt inderdaad een rol, maar deze rol is relatief beperkt vergeleken met wat mensen zelf wereldwijd doen in de overstroombare gebieden.

Tabel 2. Enkele gegevens over bodemdaling in kust- en deltagebieden [6]

 Locatie  Bodemdaling
 in cm per jaar

 Tokio

 Semarang, Surabaya

 Zuidwest-Taiwan, Jakarta

 Bangkok

 San Francisco-baai, Bolivar-kustpolders (Venezuela)

 Houston-Galveston, Ho Chi Minh stad

 Manila, New Orleans, Shanghai, Gangesdelta

 Mekongdelta, Mississippidelta, Venetie:

 1-24

 6-20

 3-17

 4-12

 0,2-10

 4-5

 2-4

 1-4

 

Ontwerpnormen voor waterafvoer
Ontwerpnormen voor waterbeheersingssystemen in polders kunnen worden onderverdeeld in drie onderdelen:

gewenste situatie onder normale omstandigheden. Voorkeurswaterstanden en regels voor het opereren van de waterbouwkundige kunstwerken. Dit is sterk gekoppeld aan bodemtype en landgebruik;
ontwerpnormen voor natte omstandigheden. Normen waarop ontwerpen van waterbeheersingssystemen zijn gebaseerd. Deze worden doorgaans geformuleerd als overschrijding van voorkeurswaterstand(en), de duur van overschrijding en de kans per jaar dat de overschrijding kan optreden;
extreme omstandigheden. Over het algemeen is dit geen ontwerpnorm, maar worden controleberekeningen uitgevoerd voor de omstandigheden in extreme situaties. Vaak wordt hierbij uitgegaan van waterstanden tot op het maaiveld.

Tegenwoordig worden ontwerpen van waterbeheersingssystemen vaak geoptimaliseerd, waarbij de kosten voor aanleg en beheer van de systemen worden afgewogen tegen de te verwachten schade. Voor plattelandsgebieden wordt de schade vooral bepaald door vermindering van de gewasopbrengsten en schade aan bebouwing en infrastructuur. In kustgebieden speelt daarbij ook het risico op overstromingen met zout water een rol. In stedelijke gebieden is de schade per oppervlakte-eenheid vaak vele malen groter dan in landelijke gebieden. Daarbij speelt de snelle verstedelijking in polders in opkomende economieën en in de ontwikkelde landen, zoals Nederland, ook een belangrijke rol. Dit zou tot aanzienlijk hogere ontwerpnormen moeten leiden.

Ontwerpnormen voor bescherming tegen overstromingen
Zoals gezegd zouden de ontwerpnormen voor de bescherming tegen overstromingen aanzienlijk hoger moeten zijn dan de ontwerpnormen voor de waterbeheersingssystemen. Met uitzondering van Nederland liggen in vele landen de werkelijke niveaus echter bij een kans op optreden van 1/25 tot 1/200 per jaar (tabel 3). Dit heeft voor de polders geleid tot een ernstig risico op verlies van een groot aantal mensenlevens, een groot aantal getroffen mensen en enorme schade als zich werkelijk een extreme situatie voordoet. In de publiciteit wordt daarbij vaak verwezen naar de invloed van klimaatverandering. De hoofdredenen worden echter vaak gevormd door deze veel te lage normen voor de bescherming van stedelijke gebieden.

Tabel 3. Enkele ontwerpnormen voor de bescherming tegen overstromingen [6]

 Stad/land  Kans per jaar

 Dhaka, Bangladesh

 Verenigde Staten en Verenigd Koninkrijk
 (incl. New Orleans na de Katrina-overstroming)

 India: stedelijk gebied en industrie
         landelijk gebied

 China: grote steden
          steden
          landelijk gebied

 Brits-Columbia in Canada

 Nederlandse kust

 1/50

 1/100

 1/100

 1/25

 1/200

 1/100

 1/20

 1/200

 1/10.000

 

Effecten van klimaatverandering en menselijke activiteit
De effecten van klimaatverandering die voor het waterbeheer en de bescherming tegen overstromingen in polders van belang zijn betreffen zeespiegelstijging, verandering in rivierregimes en piekafvoeren, en toename van jaarlijkse en extreme neerslag. Deze effecten betreffen, voor zover van belang voor de waterbeheersingssystemen en de voorzieningen ter bescherming tegen overstromingen, een toename in de orde van grootte van 10 tot 45% per eeuw.

Kijkend naar de effecten van menselijke activiteit in polders valt te denken aan een toename in de waarde van privaat en publiek eigendom, bevolkingstoename en toename in de waarde aan gewassen. Deze toename gaat vele malen sneller dan de toename door de effecten van klimaatverandering en ligt in de orde van grootte van 100 – 1.000% per eeuw.

Conclusie
In tenminste 101 landen bevinden zich polders, met een geïdentificeerde oppervlakte van tenminste 70 miljoen hectare, waarvan veruit het merendeel in Azië. Het werkelijke oppervlak moet aanzienlijk groter zijn. Opvallend hierbij is dat vooral de normen voor bescherming tegen overstromingen in Nederland vele malen hoger zijn dan voor poldergebieden in de andere landen. Gevreesd moet worden dat vooral de snelle verstedelijking in de poldergebieden in opkomende economieën zal leiden tot grote risico’s op overlijden, evacuaties en economische schade.


Samenvatting
Terwijl er wereldwijd grote zorgen bestaan over de stijging van de zeespiegel, meer extreme rivierafvoeren en neerslag, vindt de bevolkingsgroei in de wereld vooral plaats in kwetsbare, stedelijke gebieden. 80 tot 90 procent van de stadsuitbreidingen ligt in overstroombare gebieden: riviervalleien, kust- en deltagebieden. In deze gebieden nemen polders een speciale plaats in vanwege de benodigde beheerste waterafvoer en de bescherming tegen overstromingen. Dit artikel geeft een samenvattend overzicht van de relevante aspecten, in de context van de historische ontwikkelingen en verwachtingen voor de toekomst.


REFERENTIES
1. Viollet, P.L. (2007). Water engineering in ancient civilizations: 5,000 years of history. IAHR Monographs, CRC Press, London, United Kingdom.
2. Wagret, P. (1959). Les polders. Collection la nature et l’homme. Dunod, Paris, France.
3. Schultz, B. (2018). ‘Impacts of man-induced changes in land use and climate change on living in coastal and deltaic areas’. Irrigation and Drainage, 67 (suppl. 1), 6-18.
4. Batavialand Museum. Waterbeheer en polders: https://www.batavialand.nl/kennis-en-collecties/waterbeheer-en-polders en Water management and polders:
https://www.batavialand.nl/en/cornelis-lelycentrum/water-management-polders.
5. Intergovernmental Panal on Climate Change (IPCC) (2021). Climate change 2021. The physical science basis. Working Group I contribution to the Sixth Assessment Report of the IPCC.
6. Schultz, B. (2019). ‘Role of safety standard and land subsidence in sustainable integrated development and management of tidal areas. An inventory’. In: Proceedings 3rd World Irrigation Forum, Bali, Indonesia. International Commission on Irrigation and Drainage. New Delhi, India.

Typ je reactie...
Je bent niet ingelogd
Of reageer als gast
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Laat je reactie achter en start de discussie...

h2ologoprimair    PODIUM

Podium is een platform voor opinies, blogs en door waterprofessionals geschreven artikelen (Uitgelicht). H2O draagt geen verantwoordelijkheid voor de inhoud van deze bijdragen, maar bepaalt wel of een bijdrage in aanmerking komt voor plaatsing. De artikelen mogen geen commerciële grondslag hebben.

(advertentie)

Laatste reacties op onze artikelen

Bedankt Bas! Bij deze een link naar dat artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32729940/  
Duidelijk artikel met interessante observaties!
Mbt referentie #2 zou het beter zijn te verwijzen naar Bil et al., 2021 (https://doi.org/10.1002/etc.4835).
Prachtig initiatief! Nu het hele stroomgebied van de Berkel als ruimtelijke eenheid bekijken ,vervuilers opsporen en voorstellen voor ruimtelijke ontwikkeling (incl. bescherming)met elkaar bedenken.cf kaderrichtlijn water.
Geweldig resultaat. Draagt mijn handelen bij aan een Drinkbare Rivier of niet? Dat is de simpele vraag.