Met hoogwater is kwel een normaal verschijnsel in het Rivierengebied, stelt ir. Harm Kool, beleidsadviseur waterkeringen bij Waterschap Rivierenland. „Het water stroomt dan onder de dijk door naar het achterland. Op sommige plaatsen kan de kwelstroom behoorlijk sterk zijn, zoals bij Lent in de Betuwe. Het grondwaterpeil kan er flink stijgen. Op sommige plekken staat het zelfs blank en lopen kelders vol water. Het waterschap moet dan extra pompen om het overtollige water af te voeren.”

Gevaarlijk is kwel gewoonlijk niet. Het is een gevolg van de wet van de communicerende vaten: als het water buitendijks hoog staat, ontstaat er een stroom naar het binnendijkse gebied, net zolang tot het waterpeil buiten- en binnendijks gelijk is. Zo ver wil het waterschap het uiteraard niet laten komen.

Een evaluatie van orkaan Katrina schudde de Nederlandse waterschappen in 2005 wakker: de meeste dijken bij New Orleans waren niet bezweken door overspoeling of doorbraken, maar door ”piping”, een verschijnsel waaraan tot die tijd nauwelijks aandacht werd gegeven.

„Veel dijken in het bovenrivierengebied –van Gorinchem tot de Duitse grens– zijn aangelegd op een dunne laag klei van 1 à 2 meter. Daaronder ligt zand. Wanneer het rivierwater bij hoogwater contact maakt met deze zandlaag, is piping mogelijk: de kwelstroom neemt zand mee van onder de dijk. Daar ontstaat een ”pipe”, een kanaal waaruit zand is weggespoeld. De dijk wordt ondermijnd en kan vervolgens inzakken”, legt de beleidsadviseur uit.

Piping komt voor onder 80 procent van de dijkringen in het bovenrivierengebied, weet Kool. „In 2011 hebben we met hoogwater op achttien plekken een zogeheten zandmeevoerende wel aangetroffen. Daar komt binnendijks een fonteintje aan het oppervlak waaruit zand en water omhoogborrelen. Meestal zie je die pas na vijf à zes dagen verschijnen, aan het einde van een hoogwaterperiode.”

Het blijkt erg moeilijk om te voorspellen waar piping zal optreden. Kool: „In alle gevallen is er sprake van een dunne laag klei op een laag fijn zand. Om een impressie te geven van het type locaties: één ligt aan de voet van de dijk bij Hurwenen in de Bommelerwaard, een andere in de stadsgracht van Tiel.”

Vorige maand presenteerde Waterschap Rivierenland een onderzoek van ingenieursbureau Arcadis naar de risico’s van piping bij zeven waterschappen in het bovenrivierengebied. Daaruit bleek dat alleen al bij Waterschap Rivierenland 267 kilometer van de onderzochte 450 kilometer rivierdijk om deze reden zou moeten worden aangepakt.

„Nieuwe technieken hebben het mogelijk gemaakt om de overstromingskansen veel nauwkeuriger te berekenen dan zo’n twintig jaar geleden. Een kans van 1 op 1250 is de norm. Maar nu we het verschijnsel piping erbij betrekken, blijkt de kans op een overstroming groter, volgens het rapport ”Veiligheid Nederland in kaart-2”. Het is dus onveiliger dan we dachten, al kunnen we daar nog geen concrete getallen aan hangen”, vat Kool de huidige situatie samen.

Hij wil de verbetering van de veiligheid van het Rivierengebied toevoegen aan het Deltaprogramma, het Deltaplan van de 21e eeuw om Nederland te beschermen tegen overstromingen. „Daarin moet niet alleen iets worden opgenomen over piping. Ook de veiligheidsnormen voor het Rivierengebied moeten omhoog. En we moeten ons voorbereiden op de gevolgen van de klimaatverandering. Als we kans zien dat in één keer te regelen, hoeven we de dijken niet in drie opeenvolgende ronden te versterken.”

Intussen denkt het waterschap hard na over mogelijk oplossingen om piping tegen te gaan. Een van de oplossingen is het plaatsen van zandzakken om de wel. Daardoor ontstaat meer tegendruk, waardoor de kwelstroom afneemt. „Dat kan echter niet overal”, vervolgt Kool. „In een stadsgracht kunnen we geen zandzakken plaatsen.”

Traditioneel werkt het waterschap met grond. Is een dijk te laag, dan komt er een extra laag bovenop; is hij instabiel dan verbreedt het waterschap hem. Ook piping is te bestrijden met grond, legt de beleidsadviseur uit. „Een bredere berm binnendijks zou een oplossing kunnen zijn. Maar vanwege de enorme afstanden die het water ondergronds kan afleggen, moeten de bermen ten minste 100 meter breed worden. Dat is meestal niet te realiseren.”

Daarom is het plaatsen van damwanden binnendijks volgens hem een reëlere optie. „Je dwingt het water als het ware om onder de damwand door te gaan. Daardoor stopt het zandtransport. Een nadeel is dat damwanden duur zijn en slechts 100 jaar meegaan.”

Een nieuwe methode is het binnendijks plaatsen van zogeheten geotextiel, een kunststof doek dat water wel doorlaat, maar zand niet. „Het idee is dat de zandstroom stopt, zodat de veiligheid van de dijk gegarandeerd is. Kwelwater stroomt gewoon door. Maar dat is het probleem niet”, aldus Kool. De eerste testen zijn volgens hem succesvol verlopen. Volgend jaar staan er proeven gepland om te kijken hoe het plaatsen van geotextiel in de praktijk uitpakt.

Als geotextiel bruikbaar blijkt in de strijd tegen piping, kunnen ook de kosten van het dijkherstel flink naar beneden. Het Expertise Netwerk Water (ENW) had becijferd dat de werkzaamheden 1,4 miljard euro zouden moeten kosten. „Dat bedrag klopt wanneer het totaal van 1100 kilometer rivierdijk versterkt zou moeten worden met damwanden en brede binnenbermen”, legt Kool uit.

„Wanneer we echter alleen de probleemdijken in het Rivierengebied herstellen gaat het slechts om 540 kilometer dijk. Gebruiken we geotextiel in plaats van damwanden, dan kunnen de kosten met een factor vijf omlaag. Bovendien smeren we de investering uit over een periode van dertig jaar. Waar hebben we het dan nog over? Een bedrag 4,5 miljoen per jaar. Aan zorgkosten zijn we jaarlijks een veelvoud daarvan kwijt.”