Waterpartijen in nieuwbouwplannen `bar

waterhuishouding & Waterbouw
Waterpartijen in nieuwbouwp
stijghoogte watervoerende laag (m)
maximaal stijghoogteverschil
deklaag
klei/veen
waterpartij
d (m)
Ing. F.M.R. Schrauwen
Waterschappen en hoogheemraadschappen
wijzen in nieuwe inrichtingsplannen op de
noodzaak een waterberging te realiseren. Vanwege de waterkwaliteit sturen zij aan op het graven van diepere en bredere watergangen. Ook
bij planvorming en voor de verkoop is water populair: Nederlanders wonen graag aan water. Dat
deze ontgravingen van waterpartijen risicovol
zijn, is bij weinig mensen bekend. Door graven
wordt het evenwicht in de bodem verstoord en
dreigen waterbodems op te barsten. Dit fenomeen onderkent men niet altijd bij de eerste
ontwerpen, zodat het noodzakelijk is veel plannen gedurende de uitwerking te herzien of kostbare uitvoeringsmaatregelen te nemen.
Risico op opbarsten
Een groot deel van laag Nederland kent een deklaag van klei/veen, waarop we leven. De gebouwen worden stevig gefundeerd in het zand onder deze slappe lagen. De klei- en veenlagen
verhinderen dat het water vanuit het diepere
watervoerende zandpakket naar het maaiveld
stroomt. Veelal liggen in de ‘maagdelijke’ uitleggebieden slootjes en greppels. In nieuwe plannen wordt voor de aanleg van nieuwe watergangen de deklaag verder weggegraven, waardoor
het ‘neerwaartse’ gewicht van de resterende deklaag afneemt. In de onderliggende diepere zand-
in 't kort - praktijk
• Binnen inrichtingsplannen wordt steeds meer
en omvangrijker water aangelegd
• Door opbarsten bodem welt diep grondwater
op, met extra belasting oppervlaktewater
• Sondering, boring, peilbuismeting en evenwichtsberekening brengen risico’s in beeld
• Verstandig om risicovolle gebieden te mijden,
technische maatregelen ten dele mogelijk
32
Land+Water nr. 9 - september 2010
∆h (m)
watervoerende
zandlaag
G
G
W
W
gevaar voor opbarsten als G ≤ W
OPBARSTEN
Principe van opbarsten: als de waterdruk (W = stijghoogte * veiligheidsfactor) de gronddruk
(G = volumiek gewicht * dikte * partiële materiaalfactor) overschrijdt, kan de bodem opbarsten.
lagen komen door de hogere stijghoogte ‘opwaartse waterdrukken’ voor, die onder tegen de
deklaag aan werken.
Bij diepere ontgravingen of op plaatsen waar
de deklaag van nature dunner is, zal door ontgraven uiteindelijk zo weinig gewicht over zijn
dat de deklaag zal ‘opbarsten’. Dit kan plotseling
plaatsvinden, bij overschrijding van een bepaalde grenswaarde, wat vooral bij uitvoering van
een werk een groot risico vormt. Of het kan meer
geleidelijk plaatsvinden, waarbij steeds meer
kwelwater uit het diepere zandpakket zal toestromen en de bodem verweekt. Veelal treden
deze verschijnselen op in een winterperiode bij
of tijdens een hoogwatergolf op een rivier, waarbij de stijghoogte relatief hoog is. Het kan echter
ook op een willekeurig ander moment plaatsvinden. Daar komt bij dat door de zeespiegelstijging ook de stijghoogte in de watervoerende lagen gemiddeld zal toenemen. Vooral in gebieden met een ‘labiel evenwicht’ kan hierdoor in de
toekomst alsnog een risico ontstaan. Binnen de
Watertoets – als onderdeel van de bestemmingsplanvoorbereiding – kijkt men naar deze effecten, maar het fenomeen opbarsten wordt nogal
eens onderschat in de planvorming.
Opwellend grondwater
Doordat de bodem opbarst, ontstaat een ‘kortsluiting’ tussen het oppervlaktewatersysteem en
het diepere watervoerende zandpakket. Hierdoor zal diep grondwater opwellen. Afhankelijk
van de omvang van de wel kunnen deze debieten fors oplopen; ze kunnen zelfs zand meevoeren. Een dergelijke wel is onomkeerbaar en blijft
ook in de toekomst water aanvoeren. Het huidi-
ge beleid van de waterbeheerders laat weinig
ruimte voor het toestaan van dit extra kweldebiet. Dit grondwater heeft meestal een afwijkende samenstelling – zuurstofarmer, zouter of
meer ijzerrijk –, waardoor het een milieubelasting geeft van het oppervlaktewatersysteem.
Het bevoegd gezag zal in veel gevallen bij de
Watertoets een negatief wateradvies uitbrengen,
waardoor het plan veelal opnieuw moet worden
voorbereid, met vertraging van de bestemmingsplanprocedure tot gevolg.
Vooral risicovol zijn de gebieden waar van nature een relatief hoge stijghoogte voorkomt ten
opzichte van het maaiveld, dus gebieden met
diepere polders of gebieden langs rivieren of bij
de kustwateren. Een extra risico ontstaat bij de
gebieden waar ondiep gelegen stroomruggen
van zand voorkomen. Deze zandbanen zorgen
veelal voor een direct contact met het diepere
watervoerende pakket. Op deze locaties is bovendien de deklaag erg dun, waardoor de kans
op opbarsten en kortsluiting groot is.
Herkennen
Door het uitvoeren van sonderingen krijgt men
een goed inzicht in de variatie in de dikte en
opbouw van de deklaag. Met boringen en laboratoriumproeven is het mogelijk meer informatie
te krijgen over de volumieke gewichten van het
klei/veenmateriaal, en door peilbuizen aan te
brengen krijgt men inzicht in de stijghoogte.
Vervolgens bieden evenwichtsberekeningen inzicht in het risico voor opbarsten. Dit geohydrologisch onderzoek is zeer eenvoudig te combineren met het onderzoek voor het bouwrijp
maken. Door de onderzoeksgegevens ruimtelijk
illustratie: fugro
Risico bij het ontgraven van
waterpartijen is dat de deklagen van klei of veen opbarsten, waardoor diep grondwater kan opwellen. In
kwetsbare gebieden kan
geohydrologisch onderzoek,
gecombineerd met het onderzoek voor bouwrijp maken,
inzicht bieden in de risico’s.
klei
veen
Ligging
stroomgeul
STROOMGEUL
Doorsnede van een stroomgeul: bij ondiepe
zandinsluitingen ontstaat een vergroot risico op
opbarsten bij ontgraving; bij voorkeur buiten
deze zones blijven met het watersysteem.
Onderzijde
deklaag
(m t.o.v. NAP)
te presenteren op de stedenbouwkundige ondergrond, worden de aandachtsgebieden direct
zichtbaar.
-3,0
-3,5
-4,0
-4,5
-5,0
-5,5
-6,0
-6,5
-7,0
-7,5
-8,0
-8,5
-9,0
-9,5
-10,0
-10,5
-11,0
Voorkomen
Wanneer een wel is ontstaan, is er niet erg veel
meer aan te doen. Dan is het kwaad geschied.
Als de wel zand meevoert, treedt onder water
kratervorming op en kan een doorgaand bezwijken optreden. Door toepassing van een ballastlaag in combinatie met een filterdoek en/of injectietechnieken, is het mogelijk verdere erosie
en kwelwatertoetreding te voorkomen. Deze
technieken zijn echter kostbaar en worden voor
waterpartijen bij voorkeur niet toegepast.
Voor het creëren van extra oppervlaktewater
binnen het nieuwe inrichtingsgebied komt men
voor een lastige keuze te staan. De opgaaf te
voorzien in extra waterberging, is duidelijk.
Naast voldoende kwantiteit moet ook ter verbetering van de waterkwaliteit voldoende diep water worden aangelegd. Er zijn wel een paar regels
die men in acht kan nemen. Neem, indien mogelijk, voldoende afstand tot de rivier en het kustwater om een lagere stijghoogte te krijgen,
waardoor het risico afneemt. Blijf uit de zones
waar zandruggen voorkomen en projecteer de
watergangen en riolering in de gebieden met
een relatief dikke deklaag. Beperk de diepte van
het oppervlaktewater en kies als berging bijvoorbeeld voor plasbermen of kies voor een
wad(i). Ook kunnen waterbergingen in het wegcunet uitkomst bieden. In sommige gevallen kan
een technische maatregel zoals een ballastlaag
een oplossing zijn. Hierbij wordt lichter klei/
veenmateriaal vervangen door zwaarder zand of
zelfs door betonmatten. Het vervangen door klei
heeft wat betreft gewicht minder effect. Vanzelfsprekend neemt het risico eveneens af als het
maaiveldniveau en polderpeil hoger kunnen
worden gekozen.
Sondering
SONDERINGEN
Stroomgeul uitgekarteerd met sonderingen, die een beeld geven van de dikte en opbouw van de
deklaag.
herinneringen aan de situatie van de hoogwatergolven van 1995 en 1998 zijn sprekend. Ook als
men de genoemde regels in acht neemt, zijn
problemen niet altijd te voorkomen. Door de variatie in de bodem, het ontgravingsniveau en de
breedte en de wisselende stijghoogte, is het lastig de grens van het labiele evenwicht te leren
kennen en te weten wanneer het ook werkelijk
fout kan gaan. Daarnaast kan ook bij een opbarstsituatie de omvang van de kwelstroom nog
wel eens meevallen, waardoor de schade mogelijk wordt overschat. In zo’n geval is het goed een
praktijkproef uit te voeren, waarbij men in-situ
bekijkt wat er met een bodem gebeurt en deze
praktijkgegevens naast de voorspelling legt.
Praktijkproef
Tijdig overleg
aandacht te hebben voor de geohydrologische
situatie en voor het fenomeen opbarsten, is het
mogelijk ook binnen deze gebieden te komen
tot een duurzaam en veilig ontwerp van het
watersysteem.
Een voorwaarde is dat de uitkomsten van het
bouwrijpmaakonderzoek een input of bijsturing
leveren aan het inrichtingsplan. Door vroegtijdig
overleg tussen gemeente, waterbeheerder, ontwikkelaar en stedenbouwkundige is een tijdige
planaanpassing mogelijk. Alleen op deze manier
kan men op een verantwoorde wijze een noodzakelijke toename en inpassing van de waterpartij realiseren. Kennis van de ondergrond vormt
de fundatie, ook bij het ontwerp van het oppervlaktewatersysteem. Op deze manier blijft water
ook in de toekomst beheersbaar.
Diverse gemeenten en waterbeheerders hebben
ervaring opgedaan met wellen en met opbarsten van bodems van watergangen. Vooral de
Achteraf gezien zegt men vaak dat het logisch is
dat bepaalde gebieden nog niet bebouwd waren. Door tijdens het bouwrijpmaakonderzoek
Robert Schrauwen is hoofd van de afdeling Hydrologie bij Fugro Ingenieursbureau in Leidschendam.
Land+Water nr. 9 - september 2010
33
illustratie: fugro
zand
bron: geologische kaart nederland
plannen ‘barsten op’