Pipingproef Hedwigepolder: experimenteren voor een betere hoogwaterbescherming

De locatie van de proef, in een polder die wordt omgevormd tot getijdennatuur, biedt een unieke kans om innovatieve onderzoeken uit te voeren op het gebied van waterveiligheid. Zoals deze proef rond het faalmechanisme piping. Regelmatig worden dijken in Nederland afgekeurd op deze ongewenste vorming van kanaaltjes onder de dijk. Maar mogelijk is dit bij dijken op getijdenzand onterecht. Als dit klopt, wordt de dijkversterkingsopgave in Nederland fors minder: tientallen miljoenen euro’s aan dijkversterkingen kunnen dan worden bespaard, omwonenden hebben minder overlast van dijkversterkingsprojecten en het milieu wordt minder belast.

Kanaaltjes

Bij piping stroomt er, door het verschil in waterstanden aan de buiten- en binnenkant van de dijk, water met zanddeeltjes onder de dijk door. Hierdoor ontstaan kanaaltjes (‘pipes’) in de zandige ondergrond van een dijk. Als het gaat om kleine hoeveelheden is dat geen probleem. Maar een grotere waterstroom die zand meevoert, kan een dijk ernstig verzwakken of zelfs doen instorten.

Doordat getijdenzand veel minder doorlatend is dan rivierzand en veel meer kleideeltjes en kleilaagjes bevat, stroomt het water langzamer en komen zandkorrels minder snel in beweging dan bij rivierzand. De verwachting is dat hierdoor ongewenste vorming van kanaaltjes grotendeels voorkomen kan worden, of in ieder geval pas bij veel hogere waterstanden optreedt.

Technieken

Met Wetterskip Fryslân voerden Fugro en Deltares eerder al een proef uit naar de sterkte van getijdenzand in relatie tot piping. Waar de proef in Friesland werd uitgevoerd in een dunnere meer kleiige getijdenplaatafzetting, is die in de Hedwige-Prosperpolder in een dikkere meer zandige getijdengeulafzetting. Dat maakt de gecombineerde resultaten van beide proeven zowel in Nederlands als internationaal breder toepasbaar.

In het afgelopen half jaar is in de Hedwige-Prosperpolder een unieke kunstmatige dijk van één voetbalveld groot en ruim zeven meter hoog gebouwd. Om hoogwater te simuleren wordt via vier verticale buizen water geïnfiltreerd in de laag getijdenzand. In de kunstmatige dijksloot kan het ontstaan van een zandmeevoerende wel worden gemonitord. Met een combinatie van innovatieve technieken als waterspanningsmeters, glasvezelsensoren, elektrische weerstandsmetingen en infraroodmetingen, wordt zo optimaal en compleet mogelijk in beeld gebracht hoe een eventuele pipe vormt en opbouwt. Daarbij wordt vooral gekeken naar het waterstandsverschil ‘buitendijks’ (in dit geval de buizen) en ‘binnendijks’ (de kunstmatige dijksloot). Tijdens de proef kan dit verschil tot meer dan 10 meter worden opgevoerd; veel meer dan bij een ‘echte’ dijk mogelijk zou zijn.

Slimmer en goedkoper

Deltares, waterschap Hollandse Delta, het Hoogwaterbeschermingsprogramma en Fugro bundelen hun specialistische kennis en ervaring om met deze innovatieve proef een betere beoordeling van het faalmechanisme piping mogelijk te maken. De kennis en inzichten uit deze proef kunnen worden gebruikt voor de beoordeling en versterking van dijken in heel Nederland, maar ook in andere landen in gebieden met vergelijkbare afzettingen, zoals in België, Duitsland en de Mississippi-delta. Daarmee levert deze innovatieve praktijkproef een waardevolle bijdrage aan de verdere ontwikkeling van waterveiligheid, nu en in de toekomst.

De uitgewerkte resultaten van de proef worden verwacht in het eerste kwartaal van 2022.