Piping vormt in het rivierengebied een enorm deel van de dijkversterkingsopgave. Traditionele oplossingen kosten veel ruimte of veel geld. Deltares bedacht een elegante techniek: een barrière van grof zand. Koen Volleberg en Harm Rinkel vertellen hoe die innovatie nu klaar is voor brede toepassing.
Het werkingsprincipe is verrassend eenvoudig. Aan de binnenzijde van de dijk wordt een sleuf gegraven en aan de onderzijde gevuld met grof zand. Dat zand werkt als filter: het laat water door, maar voorkomt dat fijn zand wegspoelt. Daarmee wordt piping – het ontstaan van kanaaltjes onder de dijk die uiteindelijk kunnen leiden tot het verzwakken van de dijk – gestopt.
Harm Rinkel en Koen Volleberg
“Het elegante van een grofzandbarrière is dat die een stuk goedkoper kan zijn dan een stalen oplossing”, vertelt Koen Volleberg, innovatiemanager bij het programma Sterke Lekdijk van Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden. “Je hoeft geen staal te gebruiken, wat duurzaamheidswinst oplevert én bij de uitvoering minder hinder in de omgeving met zich meebrengt.”
Waarom innoveren?
Innoveren is bij het HWBP geen luxe, maar noodzaak. “We hebben beperkte middelen en een enorme opgave”, zegt Harm Rinkel, die bij de programmadirectie verantwoordelijk is voor processen rond subsidiëring en begeleiding van innovaties. “In 2050 moet de boel op orde zijn. Het is simpelweg onvermijdelijk om te innoveren.”
Bij piping zijn de alternatieven vaak ingrijpend. Harm: “Als je genoeg ruimte hebt, ligt een grondoplossing voor de hand. Maar als je beperkte ruimte hebt, zijn de traditionele opties met name stalen damwanden of kunststof damwanden.” De grofzandbarrière biedt een uitweg. “Het is een hele goede toevoeging voor de toolbox die wij als dijkwerkers hebben”, zegt Koen.
Typisch Nederlands
De uitdaging is typisch Nederlands te noemen. “Het probleem is dat de ruimte beperkt is”, legt Harm uit. “We hebben hele strenge normen, we houden rekening met extreme gebeurtenissen waarbij we toch veilige dijken willen hebben. Daardoor hebben we maatregelen nodig.”
Daarbij komt de cultuurhistorische waarde van onze dijken. Koen: “Het zijn 900 jaar oude dijken. In Duitsland graven ze hem gewoon af en bouwen ze hem opnieuw op. Dat willen wij hier niet, omdat die dijken en alles wat er op, in en tegenaan staat waarde hebben.”
Van lab naar Gameren
De eerste echte toepassing van de grofzandbarrière vond plaats bij Gameren, langs de Waal. Een wereldprimeur. Waterschap Rivierenland durfde het aan. Maar de techniek was nog niet concurrerend met traditionele oplossingen. Het zand dat werd gebruikt was speciaal vuurgedroogd materiaal. Effectief, maar duur en niet bepaald duurzaam. “Voor een labonderzoek of veld-pilot is dat prima uitlegbaar”, zegt Koen. “Maar wil je dit productiegewijs toepassen, dan moet je iets anders bedenken.”
Die doorontwikkeling loopt nu in een Kennis- en Innovatieagenda (KIA) onderzoek, uitgevoerd door HWBP, HDSR, aannemer Van Oord en Deltares. Het goede nieuws: proeven tonen aan dat natuurlijk zand uit Duitse groeven vergelijkbare eigenschappen heeft als het vuurgedroogde materiaal. Dat maakt de techniek direct goedkoper én groener. Tegelijk wordt door marktpartijen gewerkt aan een nieuwe aanbrengmethode waarmee de grofzandbarrière sneller gerealiseerd kan worden. Harm: “Bij de doorontwikkeling zijn we aan het kijken of we de grofzandbarrière niet op veel meer verschillende manieren kunnen realiseren?”
"Het elegante van een grofzandbarrière is dat die een goed stuk goedkoper kan zijn dan een stalen oplossing."
Alle partijen aansluiten
Een belangrijke les uit het innovatietraject: betrek alle partijen vroegtijdig. “Hoe zorg je ervoor dat een innovatie toegepast wordt? Zorg dat je alle partijen aansluit, van de kennisontwikkelaars bij Deltares tot aan de toepassers in de praktijk”, zegt Harm. “Daarom vinden wij het zo belangrijk dat zo'n doorontwikkeling direct door een waterschap in een project gedaan wordt. Daarmee zorg je voor draagvlak.”
De beheerder is daarin erg belangrijk. “Die beheerder moet uiteindelijk de dijk weer in beheer nemen nadat al die machines weg zijn”, benadrukt Harm. “In de eerdere fase ging dat hartstikke goed. Beheerders waren goed aangesloten, konden direct terecht met al hun vragen, en er werd serieus naar hen geluisterd.”
Draagvlak bij beheerders
Een innovatie toepassen is één ding. Zorgen dat beheerders erop vertrouwen, bijvoorbeeld tijdens een hoogwatersituatie, is iets anders. “Ik werk aan een versterkingsproject, ben straks klaar en dan ga ik iets anders doen”, zegt Koen. “Maar mijn collega-beheerders hebben daarna nog 50 tot 75 jaar die dijk te beheren. Die moeten tijdens een calamiteit kunnen vertrouwen dat dat ding zijn werk doet.” Dat vertrouwen groeit met elke toepassing. “Hoe meer je het toepast, hoe meer gemeengoed het wordt”, aldus Koen. Harm: “We kunnen niet opleggen: gij zult een grofzandbarrière toepassen. Het enige wat we kunnen is zorgen dat projecten hem afwegen.”
Innovatiescans
Om projecten te helpen bij die afweging, voert de Innovatieversneller (DIV) zogenoemde innovatiescans uit. Koen: “Dan gaan we al in de verkenningsfase met een projectteam samen kijken: wat is je lokale situatie? Wat is je versterkingsopgave? Welke technieken zijn voor deze specifieke plek kansrijke innovatieve oplossingen? De grofzandbarrière wordt daarbij altijd meegenomen en aangedragen, als dit voor die locatie een kansrijke toepassing is.”
Tegelijk waarschuwt Koen voor tunnelvisie. “Je moet niet op één paard wedden. Bij Sterke Lekdijk zijn ook andere filtertechnieken ontwikkeld, zoals het Prolock-filterscherm. Het werkingsprincipe hiervan is hetzelfde, maar de toepassing en materiaalgebruik is anders. Je hebt gewoon een veel uitgebreidere gereedschapskist nodig om goed onderbouwd te kunnen kiezen voor de meest doelmatige oplossing.”
Grenzen en mogelijkheden
De grofzandbarrière is niet overal toepasbaar. Koen: “Er zijn geologische aspecten zoals de dikte van de deklaag in het achterland die het toepassingsbereik beperken. Je moet altijd onderzoek doen naar je lokale situatie.”
Maar waar het wél kan, zijn de voordelen overtuigend volgens Koen: “Stalen damwanden zijn afhankelijk van hoe hoog de waterstand buitendijks is. Door klimaatverandering kan zo'n damwand op een gegeven moment mogelijk niet meer voldoen. De grofzandbarrière is daar onafhankelijk van. Veel robuuster en toekomstvaster. Je bent op de lange termijn kostenefficiënter bezig.”
Omwonenden enthousiast
Tijdens informatieavonden blijkt dat ook bewoners de techniek waarderen. “Er zijn meerdere mensen geweest die zeiden: doe mij die grofzandbarrière”, vertelt Koen. De redenen zijn praktisch: snelheid en minder kans op schade door trillingen. “Wij spraken bijvoorbeeld mensen met een oude op staal gefundeerde boerderij. Die maakten zich terecht zorgen over trillingen en schade.”
De volgende stap
De komende jaren verwachten Koen en Harm dat de techniek veel vaker wordt toegepast. Harm: “We zien dat de grofzandbarrière op aspecten als duurzaamheid, uitbreidbaarheid en robuustheid veel beter scoort dan de alternatieven. Maar uiteindelijk draait het allemaal om euro's., vandaar die doorontwikkeling.”
Die ontwikkeling werpt vruchten af. “Door de doorontwikkeling wordt hij ook financieel steeds concurrerender”, besluit Harm. “Het wordt steeds lastiger om te zeggen: ik pas hem niet toe.”