Pipingproef in de Hedwigepolder voor betere hoogwaterbescherming

Kunstmatige dijk in de Hedwige-Prosperpolder, van ruim zeven meter hoogte. Om hoogwater te simuleren wordt via de vier verticale buizen water geïnfiltreerd in de laag getijdenzand.

Op donderdag 9 september geeft waterschap Hollandse Delta het officiële startsein voor een grootschalig, innovatief onderzoek: een pipingproef in de Hedwigepolder. Centraal staat daarbij de vraag of dijken op getijdenzand (zand aangevoerd door getijden) beter bestand zijn tegen ‘piping’ dan dijken op rivierzand. De proef is een nauwe samenwerking tussen waterschap Hollandse Delta, het Hoogwaterbeschermingsprogramma, Fugro en Deltares.

De locatie van de proef is een polder die wordt omgevormd tot getijdennatuur. Dat 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, is dat goed nieuws voor de dijkversterkingsopgave in Nederland. Die kan dan fors minder uitvallen: dat zou tientallen miljoenen euro’s aan dijkversterkingen kunnen besparen. Bovendien zou het minder overlast voor omwonenden betekenen, en een kleinere milieubelasting.

Kanaaltjes

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

piping mechanisme

Getijdenzand is veel minder doorlatend dan rivierzand en bevat veel meer kleideeltjes en kleilaagjes. Daardoor 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. De proef in Friesland is uitgevoerd in een dunnere, meer kleiige getijdenplaatafzetting. Die in de Hedwige-Prosperpolder in een dikkere, meer zandige getijdengeulafzetting. Dat maakt de gecombineerde resultaten van beide proeven beter toepasbaar, zowel in Nederlands als internationaal.

In het afgelopen half jaar is in de Hedwige-Prosperpolder een unieke kunstmatige dijk gebouwd, van één voetbalveld groot en ruim zeven meter hoog. 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. Een combinatie van innovatieve technieken als waterspanningsmeters, glasvezelsensoren, elektrische weerstandsmetingen en infraroodmetingen, brengt zo volledig mogelijk in beeld  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

Waterschap Hollandse Delta, het Hoogwaterbeschermingsprogramma, Fugro en Deltares bundelen hun specialistische kennis en ervaring voor dit onderzoek. Zo kan deze innovatieve pipingproef in de Hedwigepolder een betere beoordeling van het faalmechanisme piping mogelijk maken. De kennis en inzichten uit deze proef zijn bruikbaar voor de beoordeling en versterking van dijken in en buiten Nederland. Er zijn meerdere landen met 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.