Weerbare waterwerken

In de stromende regen sjouwen Deltares-onderzoekers Migena Zagonjolli, Jelle Molenaar en Dennis Peters meetapparatuur naar de voorhaven van de sluis van Sambeek. Langs de oostelijke kade plaatsen ze lasers in waterdichte kastjes en kabels om de snelheid van passerende binnenvaartschepen vast te leggen. Dit onderzoek doen ze in opdracht van Rijkswaterstaat.

Risico's op aanvaring

Dit sluizencomplex in de Maas, op de grens van Noord-Brabant en Limburg, stamt uit 1929 en wordt jaarlijks gepasseerd door 23.000 binnenvaartschepen. Het doel van de metingen is om sluizen, stuwen en andere zogenaamde natte kunstwerken beter bestand te maken tegen aanvaringen, vertelt Migena Zagonjolli, expert rivierkunde en binnenvaart bij Deltares. “De metingen van vaarsnelheden zijn in de jaren negentig voor het laatst gedaan. Sinds die tijd is de vloot veranderd. Binnenvaartschepen zijn bijvoorbeeld groter en sneller geworden.”

Het aanvaren van gesloten deuren van een schutsluis kan leiden tot grote schade aan zowel de sluisdeuren, de sluisconstructie als het schip, maar zelfs tot verlies van de waterkerende functie. Migena: “Het risico op aanvaringen is een belangrijke bedreiging voor onze waterveiligheid. Rijkswaterstaat heeft daarom nieuwe gebruikersinformatie nodig om te besluiten hoe renovatie, onderhoud of nieuwbouw van sluizen slimmer en efficiënter aangepakt kan worden.”

Geautomatiseerd meten

Vroeger maakten medewerkers van Rijkswaterstaat lange dagen langs de sluizen om informatie te krijgen over de snelheid van passerende schepen. Daar heeft Deltares nu een geautomatiseerd meetsysteem voor ontworpen. Migena licht toe: “Drie sets van twee lasers meten op vaste locaties langs de kade in de voorhaven het tijdstip waarop een schip de laser passeert en registreren dit meteen in een tekstbestand. De apparatuur krijgt stroom via een zonnepaneel. Deze meetmethode bespaart tijd en geld. Zo kunnen wij de vaarsnelheid berekenen op een paar plekken tegelijk in de voorhaven.”

Door deze snelheidsdata te combineren met geanonimiseerde informatie uit het scheepvaartverkeerssysteem, zijn nieuwe kansberekeningen te maken van aanvaarsnelheden en de impact die een aanvaring van een binnenvaartschip heeft op gesloten sluisdeuren. Migena: “Met behulp van de nieuwe data kunnen wij ook de bestaande kennis van Rijkswaterstaat en het gebruik van de data uit het automatisch identificatiesysteem valideren, om zo in de toekomst betrouwbare analyses te kunnen maken.”

Migena en haar collega’s kijken nu alleen nog naar vaarsnelheden buiten de sluis, voor het volledige beeld zouden ook metingen in de kolk moeten worden uitgevoerd.

Natte kunstwerken

Rijkswaterstaat werkt de komende jaren aan vervanging en renovatie van de bestaande infrastructuur, waaronder de sluizen. De huidige stuwen en sluizen in de Maas zijn aan het eind van hun levensduur en zullen binnenkort worden vernieuwd of vervangen. “We zien onze ‘natte kunstwerken’ altijd als betrouwbaar, maar toch kan het misgaan”, weet Migena. “Sinds de bouw van deze kunstwerken is er zowel in Nederland als wereldwijd veel veranderd.”

Ze noemt klimaatverandering, operationele praktijken zoals van lokaal en handmatig naar automatisch en op afstand bediend, en andere eisen van gebruikers. Daarbij is het niet alleen drukker geworden op de vaarweg, maar is ook het soort lading veranderd. Bovendien maken tegenstrijdige regelgeving of ontwikkelingen uit verschillende sectoren de situatie nog ingewikkelder. Migena: “Dat zie je bij recente aanvaringen zoals bij de brug in het Amerikaanse Baltimore of, langer geleden, bij de stuw in Grave. Daarom moeten we zwakke plekken op onze vaarwegen in kaart brengen, net zoals we dat doen met dijken.”

Beter ontwerpen

Incidenten zoals die in Baltimore brengen aanvaarrisico’s onder de aandacht. “De urgentie wordt nu meer gevoeld”, ziet Migena. “Calamiteiten zoals aanvaringen van sluizen hebben grote economische en maatschappelijke gevolgen. Bepaalde vaarroutes zijn daardoor maandenlang niet beschikbaar door reparaties. Dat belemmert optimaal goederentransport, waardoor spullen niet in de winkels komen of duurder worden. Als automobilist heb je er ook last van, want je moet omrijden. Meer kennis over aanvaarrisico’s helpt ons beter te ontwerpen voor de toekomst.”

Meer gevoel

De sluis in Sambeek is als meetlocatie gekozen, omdat schepen hier niet lang hoeven te wachten om binnen te varen, aldus Migena. “Ook zitten de lasers en kabels niemand in de weg en is hier weinig kans op verstoring van de laserstralen.” Helaas moesten Migena en haar collega’s ter plekke toch nog wat aanpassingen doen om de metingen nauwkeuriger te maken. Zo is een laser verplaatst, werd de stroomvoorziening verbeterd en is hoge begroeiing op de oevers verwijderd.

Migena: “Jammer, maar het hoort erbij, bepaalde omgevingsfactoren krijg je namelijk niet mee achter je bureau. Pas als je op de plek zelf bent, krijg je een goed overzicht. Veldwerk geeft je als onderzoeker meer gevoel voor je onderwerp. Door meer kennis van de omgeving, verbeter je je onderzoek en krijg je ook betere resultaten.”