Waterschap Vallei en Veluwe I IJsseldijk en Grebbedijk

Uitgangssituatie en Ambitie

Uitgangssituatie dijkbeheerder

De primaire waterkeringen van het Waterschap Vallei en Veluwe zijn de IJsseldijk, de Grebbedijk, de Eemdijken en de Randmeerdijken. De versterking van de Noordelijke Randmeerdijk is in 2023 afgerond. De Grebbedijk zit anno 2025 in de versterkingsfase van het project. Delen van de IJsseldijk zijn in de laatste beoordelingsronde van het waterschap afgekeurd vanwege de faalmechanismen piping en macrostabiliteit. De kaart hieronder geeft een overzicht van de primaire, regionale en overige keringen van het waterschap in het beheergebied.

Ambitieniveau dijkbeheerder

De aanleiding voor monitoring is bij het Waterschap Vallei en Veluwe in eerste instantie de afkeuring van de IJsseldijk en de dominante rol daarin van de stijghoogte. Vanuit de beoordeling is het besluit genomen om te starten met monitoren. Uit een gevoeligheidsanalyse die is uitgevoerd na beoordeling van de IJsseldijk is gebleken dat de waterspanning de meest kritische parameter was. In de beoordeling was de waterspanning bepaald op basis van een model, dat vanwege ingebouwde zekerheid conservatieve uitkomsten gaf. Door het opzetten van een monitoringsprogramma, gericht op het verzamelen van gedetailleerde data kunnen deze conservatieve uitkomsten scherper bepaald worden. Hiermee kan een scherper ontwerp voor dijkversterking gemaakt worden.

Belangrijk bij het verzamelen van de waterspanningsdata zijn hoogwatermetingen. Tijdens hogere hoogwater wordt de meest waardevolle data verzameld voor de toepassing in de rekenmodellen. Deze situaties zijn te extrapoleren naar met de normsituatie en zijn daarom waardevol voor de simulatie.  Van hoogwater is sprake wanneer in ieder geval het gehele voorland (ruim) onder water staat. Monitoring is het meest effectief als het meerjarig kan worden ingezet, zodat de kans op het verzamelen van hoogwatermetingen in de meetreeks toeneemt.

Besluitvorming voor versterkingsmaatregelen

In de besluitvorming voor versterkingsmaatregelen speelt monitoring een belangrijke rol bij Waterschap Vallei en Veluwe. Het doel is om meer inzicht te krijgen waardoor het waterschap efficiënter en veiliger te werk kan gaan. Vanuit de initiële beoordeling van de IJsseldijk en de uiteindelijke versterkingsmaatregelen krijgt het waterschap een goed inzicht in de netto vermeden kosten. 

De ambitie van het waterschap is om scherpere analyses voor dijkbeoordelingen uit te kunnen voeren. Monitoring speelt hierin een grote rol, omdat het continu data oplevert die gebruikt worden om de toestand van de dijk te bepalen. Met deze data kunnen beslissingen beter worden onderbouwd waardoor versterkingsmaatregelen nauwkeuriger en effectiever kunnen worden uitgevoerd. 

Routeplanner Implementatie Dijkmonitoring

Om dijken goed te beheren en te onderhouden spelen meet- en monitoringstechnieken een belangrijke rol. Er zijn steeds meer technieken beschikbaar om dijken doelgericht te kunnen meten en monitoren. Met meet- en monitoringstechnieken wordt meer inzicht verkregen in de sterkte van een dijk. Het Netwerk Dijkmonitoring speelt een belangrijke rol in de implementatie van dijkmonitoring. Het Waterschap Vallei en Veluwe zet in op meer inzicht door dijkmonitoring.

De deadline om te voldoen aan de nieuwe strengere normen van de overheid is in 2050, daarmee is er nog veel tijd om de versterkingsmaatregelen van de IJsseldijk uit te voeren, echter dient wel actie te worden ondernomen. Er wordt nu ver voor het begin van het versterkingsproject gestart met monitoring. Bij de Grebbedijk wordt door het Waterschap Vallei en Veluwe monitoring ingezet sinds de start van het versterkingsproject. 

Monitoringsstrategie en -plan

Het Waterschap Vallei en Veluwe heeft meerdere doelstellingen die behaald dienen te worden door te meten en monitoren. Hieronder staan de belangrijkste doelstellingen van het waterschap.

Inzicht vergroten 

Een van de belangrijkste doelstellingen van het waterschap is om meer inzicht te krijgen in de dijksterkte. De waterspanning blijkt een kritische factor te zijn in de dijksterkte berekeningen. Om hier meer inzicht in te krijgen, was het noodzakelijk om te gaan meten en monitoren. Een beter inzicht in de waterspanning draagt bij aan het maken van scherpere en betrouwbaardere berekeningen.

Aanscherpen van de versterkingsopgave

Een tweede doelstelling is het aanscherpen van de versterkingsopgave door een nauwkeurige beoordeling. Door meer inzicht in de kritische parameters zoals de stijghoogte te verkrijgen kan de scope van grootschalige projecten mogelijk worden verkleind. Als op basis van monitoring een dijk minder sterk blijkt dan deze in eerste instantie was beoordeeld is dit ook waardevol.  Dit inzicht draagt bij aan de zorgplicht van het waterschap en helpt om de veiligheid voor bewoners te garanderen. Dit betekent dat de dijken moeten voldoen aan de normen om als veilig en betrouwbaar te worden beschouwd. De sterkte van dijken hoeft echter niet verder te gaan dan de gestelde norm: er worden geen hogere prestaties verwacht dan dat in de richtlijnen wordt vereist.

Verkleinen van onzekerheden en risico’s 

Een beter inzicht in de dijksterkte helpt om onzekerheden en risico’s te verkleinen. Hiermee kunnen onnodig dure versterkingsmaatregelen voorkomen worden, maar wanneer het nodig blijkt kunnen er ook extra versterkingsmaatregelen worden genomen. Op deze manier kan door monitoring de veiligheidsmarge bepaald worden. Het verkleinen van onzekerheden is ook van belang om te voorkomen dat bewoners onnodig hun huis moeten verlaten. Het is van belang om bewoners duidelijkheid te verschaffen. 

De doelstellingen van monitoring zijn gericht op het verkrijgen van nauwkeurige gegevens, een reëel beeld van de waterveiligheid, het vergroten van de efficiëntie van dijkversterkingen en het minimaliseren van de impact op de omgeving: maatwerk leveren en kosten besparen. 

Mix van basismonitoring en aanvullende innovatieve metingen

Voor het waterschap is het van belang om meet- en monitoringstechnieken te combineren. Door methoden te integreren, kunnen nauwkeurige en lokaal relevante uitkomsten gevonden worden. Dit biedt inzicht in de specifieke condities en risico’s op verschillende locaties langs de dijk. Het meten en monitoren van dijken is een iteratief proces.

Meettechnieken

Om de doelstellingen van het dijkmonitoringsprogramma te behalen zijn bij Waterschap Vallei en Veluwe verschillende meettechnieken ingezet om meer informatie over de dijk te verzamelen. Een meting is een eenmalige handeling om specifieke informatie te krijgen. Om meer informatie over dijken te verzamelen moeten parameters bepaald worden. Deze parameters worden bepaald door verschillende grondonderzoeken uit te voeren. De onderstaande metingen zijn uitgevoerd tijdens de beoordeling van de dijken. 

De beoordeling van de primaire keringen moest in een korte tijdsperiode uitgevoerd worden. Er was geen tijd voor monitoring, daarom is ingezet op geotechnisch onderzoek dat op relatief korte termijn kon worden uitgevoerd. Er wordt gewerkt vanuit de bestaande richtlijnen en protocollen om de benodigde parameters te bepalen. Met deze meettechnieken kunnen de parameters worden bepaald die het belangrijkst zijn als input voor de berekeningen. De locaties worden bepaald aan de hand van de uitkomsten van de beoordelingen. Eerst is het belangrijk om de meest zwakke plekken in beeld te krijgen. Verder is het van belang om een representatief beeld van het hele dijktraject te krijgen. Op basis van deze twee overwegingen worden de plekken van de metingen gekozen. 

LiDAR

Light Detection And Ranging (LiDAR) is een lasermeting die ingezet wordt om de geometrie van een waterkering op afstand in te kunnen meten. De LiDAR sensor meet de afstand tot een groot aantal punten in de omgeving. Dit resulteert uiteindelijk in een nauwkeurig ingemeten 3D-beeld van de dijk.

Boringen

Boringen zijn een techniek om de bodemopbouw van de dijk in kaart te brengen. Hierbij wordt een holle buis in de grond geduwd en eruit gehaald om een monster van de grond te krijgen. Vervolgens wordt dit visueel geïnspecteerd en naar het lab gestuurd. In het laboratorium kunnen verschillende proeven worden gedaan voor classificatie van de grond. In het lab wordt de korrelgrootte bepaald en worden triaxiaalproeven uitgevoerd. Deze proeven worden toegepast om de schuifsterkte van de grond te berekenen en de interne wrijvingshoek en de cohesie te bepalen. De wrijvingshoek is een belangrijke input voor stabiliteitsberekeningen. 

Sonderingen

Bij een sondering wordt een kegelvormige punt (de conus) de grond ingedrukt. De conus meet de weerstand die het voelt bij het wegdrukken van de grondlaag. Aan de hand van de resultaten wordt bepaald hoe de bodemopbouw eruitziet. Verder geeft de sondering inzicht in de draagkracht van verschillende grondlagen.

Pompproeven

Om de doorlatendheid van grondlagen te bepalen kunnen pompproeven worden uitgevoerd. Dit kan nodig zijn als er niet genoeg informatie over doorlatendheid is verkregen met andere metingen. Bij een pompproef wordt water onttrokken uit een watervoerende laag. Tijdens en na de proef wordt de stijghoogte in peilbuizen op zoveel mogelijk punten om de pomp gemeten. Door het continu meten van de verlaging van het grondwaterpeil kan informatie over de doorlatendheid worden verzameld.

Monitoringstechnieken

Bij het monitoren van de dijken worden continu gegevens verzameld over een langere periode. Het starten van de opzet van een monitoringnetwerk volgde bij het waterschap uit de beoordeling van de dijken, maar dijken worden ook intensief gemonitord bij hoogwatersituaties. De verschillende ingezette technieken waarvoor is gekozen en waarom worden in dit hoofdstuk toegelicht.

Peilbuizen

Een peilbuis is een object dat gebruikt wordt om de grondwaterstand of de stijghoogte in de grond te kunnen monitoren. Het waterschap maakt gebruik van apparatuur die de grondwaterstand in de peilbuis opneemt en de data telemetrisch verstuurt. In 2020 werd bij de start van het monitoringsproject gewerkt met handmatig uit te lezen loggers. Het nadeel is dat dit arbeidsintensief is. Daarom is er bij de start van het uitbreiden van het peilbuisnetwerk voor gekozen om alles volledig te automatiseren met telemetrie.

GeoBeads/waterspanningsmeters

Bij de Grebbedijk zijn door het waterschap in de kleidijk waterspanningsmeters geplaatst. Dit is een monitoringssysteem dat door middel van een sensornetwerk een dijk continu kan monitoren. De waterspanning, temperatuur en inclinatie worden gemeten met de GeoBeads. Deze monitoringstechniek lijkt wat betreft het eerste punt veel op het gebruik van peilbuizen. Een waterspanningsmeter meet de druk die het grondwater uitoefent op de bodem terwijl een peilbuis de stijghoogte meet. De waterspanningsmetingen worden omgerekend naar een fictieve stijghoogte.

Monitoring van de grasmat

Het monitoren van de sterkte van de grasmat wordt gedaan door de grastoets. De grastoets bestaat uit twee onderdelen, de vegetatiebeoordeling en de sterkte van de zode. Voor de beoordeling van de vegetatie worden vegetatieopnames gemaakt en de sterkte wordt bepaald aan de hand van de bedekkingsgraad in combinatie met de zodekwaliteit. De resultaten van het monitoren geven een beeld van de samenstelling en de structuur van de vegetatie die aanwezig is op de dijk. 

Monitoring van de hoogte van de kering op basis van AHN

Het waterschap is bezig met het opzetten van een monitoringsysteem om de hoogte van een waterkering blijvend te monitoren. Met het Algemeen Hoogtebestand Nederland (AHN) kan men een goede eerste indruk van de hoogte krijgen. Op dit moment wordt het nog niet actief gemonitord, maar het waterschap is bezig met het opzetten van deze monitoring.

Drones met Infraroodcamera

Samen met andere waterschappen wordt bij hoogwatersituaties een drone ingezet. Met de drone worden infraroodbeelden verzameld om de temperatuur van het water te bepalen. Als op de beelden een gebied wordt geïdentificeerd waar het veel warmer is kan dit een indicatie zijn voor een wel. Dit wordt ingezet bij hoogwatersituaties die nog niet eerder zijn voorgekomen. Wanneer de waterstand al eerder is voorgekomen, wordt aangenomen dat de situatie al in kaart is gebracht.

Visuele inspecties van dijken

Het waterschap maakt ook gebruik van visuele inspecties door de buitendienst. Standaard worden de dijken twee keer per jaar geïnspecteerd. Dit gebeurt aan het begin en aan het einde van het hoogwaterseizoen. Tijdens deze inspecties wordt gelet op beschadigingen aan de dijk, zoals kale plekken of graverijen door dieren. Ten tijde van hoogwater en extreme droogte kunnen ook, wanneer nodig, dijkwachten worden ingezet. Een dijkwacht is een getrainde vrijwilliger die de dijken inspecteert en schades meldt. 

Het monitoren van stijghoogtes, de grasmat en de hoogte van de kering wordt gedaan om de actuele/werkelijke sterkte van de dijk beter in kaart te brengen. Het verval van de stijghoogte tijdens hoogwater zegt veel over de dijk. De monitoring met drones en visuele inspecties wordt gedaan in uitzonderlijke situaties om de veiligheid te waarborgen en te voorkomen dat dijken falen.

Technische randvoorwaarden en specificaties

De technische randvoorwaarden zijn de specifieke technische eisen, beperkingen en voorwaarden waaraan de monitoringstechnieken moeten voldoen. De specificaties gericht op dijkmonitoring gaan over wat de sensoren moeten kunnen waarnemen. In deze paragraaf ligt de focus op peilbuizen, wat de meest toegepaste monitoringstechniek van het waterschap is.

Meetfrequentie

Automatische loggers van de peilbuizen kunnen constant worden uitgelezen. Bij hogere waterstanden kunnen hogere meetfrequenties nodig zijn. Bij het meest recente project heeft het waterschap een meetfrequentie van eens in de 6 uur als basis aangehouden. De meetfrequentie bij hoogwater is belangrijk als input voor stabiliteitsberekeningen. In die situatie wil je de hoogwatergolf goed kunnen volgen, daarom wordt de grondwaterstand in de peilbuis bij hoogwater elk half uur uitgelezen. 

Meetnauwkeurigheid

Om de meetnauwkeurigheid van de peilbuizen te garanderen worden waterdichte peilbuizen ingezet. Dit zorgt ervoor dat bij hoogwater de peilbuis in de buitenteen en de peilbuis in het voorland niet kunnen volstromen en de metingen beïnvloeden. Sinds 2023 maakt het waterschap ook gebruik van automatische loggers (telemetrie). Dit maakt dat data regelmatig en nauwkeurig kan worden verzameld. Verder wordt de uitgelezen informatie gekalibreerd en gevalideerd.

Kalibratie en validatie

De kalibratie en validatie worden grotendeels uitgevoerd door de externe beheerder. In het Flood Early Warning System (FEWS) wordt de data verzameld. Dit programma is ontwikkeld door Deltares en wordt voor elke organisatie ingericht naar haar eigen wensen. FEWS wordt vooral gebruikt als database voor de monitoringsdata en de waterstanden van de IJssel. Tijdens de data-acquisitie controleert het systeem de gegevens op basis van vooraf ingestelde grenswaarden. Als metingen buiten het bereik van deze grenswaarden vallen, worden ze gemarkeerd met een waarschuwingssymbool om aan te geven dat de meting mogelijk niet klopt. Voor extra controle voert het waterschap steekproeven uit om te kijken of de data er nog logisch uitziet. 

Monitoring in uitvoering

Bij het Waterschap Vallei en Veluwe zijn er twee primaire dijken waar monitoring wordt ingezet. Dit zijn de IJsseldijk en de Grebbedijk. Dijkmonitoring wordt door het waterschap op dit moment een verbeterproject en als voorbereiding van een verbeterproject. Dit wordt gedaan omdat het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP) monitoring subsidieert voor beoordeelde dijktrajecten die niet aan de norm voldoen. Wanneer dijkmonitoring niet gekoppeld is aan een versterkingsproject, valt het in principe binnen de zorg taak van het waterschap en daarmee voor rekening va het waterschap. De monitoring is bij beide dijken ingezet in andere fases en deels gesubsidieerd. Hieronder wordt per dijk toegelicht hoe de monitoring is ingezet en op welke locaties. 

Inwinning van de data

Een opdrachtnemer plaatst en beheert de peilbuizen en stuurt de verzamelde data naar FEWS. De waterstand van de IJssel wordt bij een aantal meetpunten gemeten. Met deze punten kan een geïnterpoleerde waterstand per kilometer worden berekend. In onderstaand figuur is een voorbeeld van de peilbuisdata in FEWS te zien.

Nul-monitoring

IJsseldijk

De realisatie van het monitoringsprogramma bij het traject IJsseldijk begon na de beoordeling. In 2020 en 2021 zijn meerdere monitoringspunten geplaatst om te beoordelen of dit waardevol was bij het berekenen van de dijksterkte. Dat bleek waardevol. Daarom is in 2023 gestart met het verder uitrollen van een monitoringsnetwerk om te zorgen dat de IJsseldijk in 2050 zal voldoen aan de norm. Bij de beoordeling is de IJsseldijk voornamelijk afgekeurd op macrostabiliteit binnenwaarts en piping. De initiële beoordeling die mogelijk aangescherpt kan worden vormde, de basis voor het uitrollen van het monitoringsnetwerk over een traject van 30 kilometer, gekoppeld aan de voorziene dijkverbetering. Daarnaast wil het waterschap ook nog 30 kilometer monitoren vanwege de zorgtaak.

Het monitoringsprogramma is gericht op het verkrijgen van nauwkeurige en bruikbare gegevens om de berekeningen te kunnen aanscherpen. Stijghoogte is in de toetsing voor zowel macrostabiliteit als piping een belangrijke parameter. Daarom is het monitoren met peilbuizen een logische keuze. De stijghoogte is een belangrijke parameter voor macrostabiliteit omdat het de waterdruk in de ondergrond beïnvloedt. Een grote waterdruk kan de schuifsterkte van de grond verminderen en verhoogt het risico op afschuiving. 

De locaties voor het monitoren worden bij het Waterschap Vallei en Veluwe gekozen op basis van meerdere overwegingen. Het belangrijkste is om de dijkvakken te monitoren die afgekeurd zijn op piping en/of macrostabiliteit. Daarnaast worden veel landschappelijke aspecten meegenomen in de overweging; de aanwezigheid van een kolk, de dikte van de waterremmende laag, de deklaag en de verdere opbouw van de ondergrond.

De expertise van de dijkbeheerders wordt ingezet om meetraaien strategisch te plaatsen. In één meetraai staan vier peilbuizen, echter soms ook drie of twee. De binnenteen en de buitenteen van de dijk zijn de standaardlocaties. In het voorland en achterland kunnen ook nog peilbuizen geplaatst worden. Op deze manier wordt het gehele effect van voorland en achterland meegenomen om een zo volledig mogelijk beeld van de grondwaterstroming te verkrijgen. Op het moment zijn bij de IJsseldijk 35 meetraaien geplaatst. Dit meetnet wordt verder uitgebreid met 25 nieuwe meetraaien van vier peilbuizen per meetraai om het volledige grondwaterverloop in kaart te brengen. Bij deze uitbreiding worden de huidige meetraaien waar mogelijk ook aangevuld tot vier meetraaien, omdat dit een beter inzicht geeft in het stijghoogteverloop.

Grebbedijk

Het meten en monitoren van de Grebbedijk heeft een lange geschiedenis. In 2011 zijn tijdens hoogwater zandmeevoerende wellen geconstateerd. Om dit te verklaren heeft het waterschap gemonitord voor het Project Livedijk Grebbedijk. Er is gemonitord met waterspanningsmeters en op enkele locaties met peilbuizen ter controle voor de stijghoogtes. Aan de hand van hoogwatermetingen werd het inzicht in de dijk vergroot en kon de actuele sterkte beter bepaald worden, wat de toetsing verbeterde. De GeoBeads-sensoren waren gevoelig genoeg om de veranderingen in waterspanningen waar te kunnen nemen. 

Voor het versterkingsproject zijn in 2015 oude peilbuizen opnieuw in gebruik genomen. In 2017 zijn ook nieuwe peilbuizen geplaatst en in gebruik genomen. De data is benut voor het analyseren van meerdere faalmechanismen. Het is gebruikt voor het schematiseren van het stijghoogteverloop voor het faalmechanisme binnenwaartse macrostabiliteit, het verhang bepalen bij piping en het afleiden van de schematiseringsfactor van macrostabiliteit. 

Data-analyse

In FEWS kunnen wel analyses uitgevoerd worden, maar de analyses voor het berekenen van de dempingsfactor worden in Excel of in Python uitgevoerd. Met de dempingsfactor kan worden inzien wat de vertragende werking van het voorland is. De dempingsfactor wordt gebruikt in de software om de faalkans van de dijk te bepalen. Het waterschap maakt gebruik van Riskeer, D-GEO Flow en D-Stability. De applicatie Riskeer wordt gebruikt voor een gedetailleerde risicobeoordeling voor het faalmechanisme piping. D-GEO Flow richt zich ook op het faalmechanisme piping, dit programma is gedetailleerder in het bepalen van de faalkans. Dit is nog niet gebruikt in de beoordeling, maar het waterschap is bezig met de implementatie. D-Stability wordt gebruikt om de faalkans door macrostabiliteit te bepalen.

Vervolgmonitoring

IJsseldijk

Bij de IJsseldijk zijn de peilbuizen geplaatst voor de beoordelingsfase om beter inzicht te krijgen in de huidige staat van de dijk. Vanuit het project wordt het monitoringsnetwerk uitgebreid langs de IJsseldijk. Het doel is om na de afronding van het project de representatieve peilbuizen aan te houden (mits mogelijk), omdat dit blijvend inzicht geeft in de sterkte van de dijk. Belangrijk is om hier budget voor vrij te maken, want het beheren en onderhouden van peilbuizen brengt kosten met zich mee. Na een verbeteringsproject kunnen er ook peilbuizen zijn die niet voldoen of niet voldoende inzicht geven, dan worden deze weggehaald. 

Grebbedijk

Het meten en monitoren is gebruikt voor de versterkingsopgave van de Grebbedijk. Dit project zit nu in de startfase van de uitvoering. Het waterschap wil de peilbuizen behouden en beheren, omdat de data in volgende toetsingen gebruikt kan worden. 

Over het algemeen plaatst het waterschap de peilbuizen voor langjarige monitoring. Deze data wordt gebruikt voor toekomstige toetsingen, onderhoud en nieuwe verbeteringsprojecten. Door de peilbuizen te blijven gebruiken is er een continu inzicht in de staat van de dijk. De implementatie van het monitoringsnetwerk gebeurt dus op dit moment vanuit een project, maar na het voltooien is de ambitie om over te gaan tot basismonitoring. Dit betekent dat het waterschap toewerkt naar monitoring voor de gehele levensduur van een dijk, dit wordt in de vakterm ook wel Life Cycle Monitoring genoemd. Het schema hieronder geeft een overzicht van de vier levensfases van de dijk en de rol van monitoring hierin. WSVV zet de monitoring in fase twee en drie van de levenscyclus in. Daarna wordt het systeem blijvend gebruikt voor de nieuwe levenscyclus van de dijk.

Financiën

Monitoring ten behoeve van het beheer, beoordeling en versterking

Er zijn tijdens de laatste beoordelingsronde een aantal dijken van Vallei en Veluwe afgekeurd op de faalmechanismen piping en macrostabiliteit. Onderzoek heeft uitgewezen dat monitoring van deze keringen gericht op piping en macrostabiliteit belangrijk kan bijdragen aan het verfijnen van de scope van de versterkingsprojecten die worden voorbereid. Deze conclusie is getrokken tijdens berekeningen bij het doorlopen van de ingangstoets van het HWBP over dijkmonitoring van de IJsseldijken van Vallei en Veluwe. WSVV heeft daarom besloten om doelgericht en doelmatig langjarige monitoring op en rond de primaire waterkeringen te realiseren. Met een objectieve en gedegen onderbouwing kan data-gedreven dijkversterking worden gerealiseerd.

Kosten in €

De realisatie van de monitoringsinfrastructuur kan worden onderverdeeld in twee hoofdpunten, namelijk ten behoeve van de voorbereiding voor versterkingsprojecten en ten behoeve van het (dagelijks) beheer, de beoordeling van de waterkeringen en de zorgtaak.

Bij de realisatie van de infrastructuur als voorbereiding van een versterkingsproject is een beroep gedaan op de regeling subsidiabiliteit Dijkmonitoring van het Hoogwaterbeschermingsprogramma.

De monitoringsinfrastructuur ten behoeve van het (dagelijks) beheer komt voor rekening van het waterschap. De exploitatie van het monitoringssysteem en de data-acquisitie komen eveneens voor rekening van het waterschap.

Kosten in tijdsbesteding

De tijdsbesteding voor de realisatie van het monitoringsnetwerk richt zich primair op het ontwerp van het monitoringssysteem, de inkoop daarvan en de daadwerkelijke realisatie in het veld. 

Tijdens de exploitatie- en data-acquisitiefase wordt het functioneren van het monitorings-netwerk gecontroleerd en wordt geacquireerde data gecontroleerd, verwerkt en geanalyseerd. 

Kosten in €

De totale omvang van het project is geraamd op ongeveer €1.500.000.

Baten

De volgende baten zijn geïdentificeerd:

• Inzicht in het functioneren van het lokale grondwatersysteem, interactie met het grondwatersysteem Veluwe;
• Het verkrijgen van basisdata voor de bepaling dempingsfactoren ten behoeve van berekeningen naar bijvoorbeeld piping;
• Het verkrijgen van langjarige meetreeksen als basis voor het bepalen van dijksterkte voor specifieke faalmechanismen ten behoeve van dijkversterkingsprojecten en het beheer.
• Met de langjarige meetreeksen wordt inzicht verkregen in het gedrag van de kering mede onder veranderende omstandigheden wanneer deze optreden in de meetperiode (droogte, natte, etc.). Afwijkend gedrag kan naar verwachting beter worden geduid met de beschikbare data.
• De scope voor de dijkversterking wordt verwacht scherper te kunnen stellen op basis van de monitoringsdata.

Zoals hiervoor aangegeven, wordt bijvoorbeeld het inzicht in de netto vermeden kosten voor de IJsseldijk verkregen uit het verschil tussen de initiële beoordeling en de uiteindelijke ontworpen versterkingsmaatregelen. Dit kan pas na voltooiing definitief worden bepaald, maar in de tussentijd kunnen natuurlijk wel schattingen worden gemaakt.

Tijdlijn Waterschap Vallei en Veluwe

• 2011: In 2011 zijn tijdens hoogwater zandmeevoerende wellen geconstateerd. Om dit te verklaren heeft het waterschap gemonitord voor het project livedijk Grebbedijk.
• 2012: In de Grebbedijk zijn in 2012 20 zogenaamde GeoBeads aangebracht. Deze sensoren meten de waterspanning, temperatuur en helling/verplaatsting.
• 2015: Voor het versterkingsproject zijn in 2015 oude peilbuizen opnieuw in gebruik genomen.
• 2016-2020: Langs de Eemdijken zijn tijdens de versterkingen (2016-2020) meerdere peilbuizen gezet. Deze zijn na de versterkingen weer verwijderd.
• 2016-2023: In de periode 2016-2023 zijn de waterkeringen beoordeeld volgens het WBI2017. De uitkomsten van de beoordeling geven een beeld van de huidige overstromingskans van de keringen. Geconcludeerd wordt dat een aantal dijktrajecten langs de IJssel niet aan de norm voldoet. Voor de Grebbedijk is al een versterkingsproject gestart.
• 2017: In 2017 zijn ook nieuwe peilbuizen geplaatst en in gebruik genomen. De data van het monitoren zijn benut voor de analyse van meerdere faalmechanismen.
• 2017: Langs de Grebbedijk   zijn in meerdere raaien ruim 20 peilbuizen gezet voor de versterking van de kering. Deze peilbuizen zijn in 2017 gezet.
• 2018: In de beoordeling zijn met een grondradar metingen uitgevoerd om verschillende bodemlagen te identificeren. Deze meettechniek is toegepast in de zomer van 2018, door deze droogte is met de radar alleen maar zand geïdentificeerd.
• 2018: In de grebbedijk zijn 8 waterspanningsmeters aangebracht die de freatische waterlijn meten. Deze meters zijn in 2018 geplaatst
• 2020-2021: Langs de IJsseldijken zijn in 2020 en 2021 in totaal 30 peilbuizen in 9 raaien over de waterkering geplaatst. Deze peilbuizen zijn allemaal opgenomen in de applicatie FEWS. Op basis van de gegevens van deze peilbuisraaien is een businesscase uitgewerkt als onderbouwing voor uitbreiding van het monitoringssysteem.
• 2023:Nieuwe subsidie regeling HWBP, verkennende gesprekken gevoerd
• 2023: Bres in kade Apeldoornskanaal, door bevergraverij
• 2023: plaatsen 29 peilbuizen langs de IJsseldijken
• 2024: 1e en 2e werkatelier voor de subsidiering HWBP, beschikking gekregen met voorwaarden
• 2024: plaatsen 37 peilbuizen langs de IJsseldijken
• 2025: plaatsen 45 peilbuizen langs de IJsseldijken
• 2025: Aanbesteding afgerond, aanbrengen 140st apparatuur
• 2026: Gestart aan PvA voor onderzoek naar fibre optic monitoren van o.a. bevergraverij
• 2026: subsidiering HWBP ingediend en verrekend
• 2026-2027: Plaatsen 100 peilbuizen en 60 opp.watermeetpunten
• 2029: Werkscope 1e project
• 2029-2037: Eerste dijkversterking IJsseldijk (verkenning-realisatie), 4 jaar alvorens start verkenning, 8 jaar tot 'stabiele scope' voor projectbesluit.
• 2050: Trajectaanpak en toekomstige dijkverbetering (25-30 km) in 2050 op orde

Leerpunten en adviezen aan anderen

Het waterschap is in 2023 begonnen met het uitrollen van een grootschalig monitorings-netwerk. Het meten en monitoren van dijken is een complex proces dat veel uitdagingen en belangrijke lessen met zich meebrengt. Op basis van de ervaringen van het Waterschap Vallei en Veluwe worden leerpunten en adviezen gedeeld.

Leerpunten

In 2020 en 2021 zijn door het waterschap de eerste monitoringspunten geplaatst om te beoordelen of dit effectief was voor scherpere berekeningen. Deze peilbuizen zijn geplaatst met handmatige loggers, die niet voorzien waren van een waterdichte afsluiting. Dit zorgde voor problemen bij hoogwater, aangezien de peilbuizen onderliepen en geen relevante gegevens meer konden registreren. Het ophogen van de peilbuizen (voorkomen dat deze inlopen met IJsselwater) en het automatiseren van de metingen bleek een ingewikkeld proces, maar dit was essentieel voor het verbeteren van de datakwaliteit en de betrouwbaarheid van de metingen. Wanneer de monitoringsdata op orde is, kan er een aangescherpt en nauwkeurig beeld worden gevormd van de conditie van de dijken, , zelfs tijdens hoogwateromstandigheden. Bij de uitbreiding van het meetnet is gekozen voor het gebruiken van waterdichte peilbuizen. 

Voor het opzetten van een meet- en monitoringsnetwerk moet tijd vrijgemaakt worden. Naast urgente projecten en toetsingen was het wel bekend dat het snel starten met verzamelen van data cruciaal was. Hoe eerder er wordt gestart met het verzamelen van data, hoe langer de meetreeksen zijn en hoe gunstiger dit is voor de uiteindelijke uitkomsten. 

Een ander belangrijk leerpunt was het toepassen van een grondradar. In de beoordeling zijn met een grondradar metingen uitgevoerd om verschillende bodemlagen te identificeren. Deze meettechniek is toegepast tijdens de zeer droge zomer van 2018, waarbij de uitgedroogde klei als zand werd geïdentificeerd. Dit project is daarom ook stopgezet. 

Bij de Grebbedijk is gewerkt met waterspanningsmeters. Door het gebruik van peilbuizen is het gebruik van waterspanningsmeters komen te vervallen. Peilbuizen zijn makkelijker in gebruik, de data van waterspanningsmeters moeten eerst worden omgerekend naar stijghoogten.

Adviezen

Het allereerste advies aan ieder waterschap is om meer te meten en monitoren. Specifiek als waterschappen veel te maken hebben met de faalmechanismen macrostabiliteit en piping is monitoring van grote waarde. Het vergroten van inzicht is cruciaal om versterkingsmaatregelen gerichter te kunnen uitvoeren. Met monitoring kan meer grip gekregen worden op de werkelijke sterkte van de dijken, zo kan er meer focus komen op de dijkvakken niet aan de vereiste sterkte voldoen. In 2050 moeten alle dijken weer aan de eisen voldoen, dit is haalbaar met de juiste focus. 

Het tweede advies is om het uitgebreid en ruim voor de start van een versterkingsproject te initiëren. In de praktijk wordt er vaak beperkt en te laat gestart met het meten en monitoren. Dit levert een te korte meetreeks op waardoor het onvoldoende benut kan worden. Wanneer er een lange goede meetreeks beschikbaar is kan het effectief gebruikt worden voor het aanscherpen van berekeningen; de extrapolatie naar normomstandigheden zijn beter te maken. 

Om meer en eerder te meten en monitoren is geld nodig. Hieruit volgt ook een oproep voor het HWBP vanuit het waterschap om monitoring makkelijker en sneller te gaan subsidiëren. Dit is bij het Waterschap Vallei en Veluwe wel gebeurd, maar heeft wel de nodige energie gekost. Door een standaard hoeven bewezen technieken zoals peilbuizen niet telkens te worden verantwoord. In vergelijking met dijkversterkingsprojecten is het monitoren van dijken een kleine investering voor het HWBP. Het verkrijgen van budgetten voor monitoring is een uitdaging en meestal alleen mogelijk wanneer er een versterkingsproject loopt. Als dit proces makkelijker wordt gemaakt komt er meer inzicht in de daadwerkelijke versterkingsopgaven. Dit kan veel tijd en geld schelen in de dijkverbeteringen tot 2050.