Maatschappelijke vraag

Druk op de ruimte in de delta leidt tot andere woonvormen en andere concepten voor veiligheid tegen overstroming en bodemdaling. Toenemende verstedelijking vraagt om innovatieve en robuuste bouwoplossingen voor het benutten van de ondergrond. Klimaatverandering betekent dat er opnieuw gekeken moet worden naar de toekomstvastheid van bestaande infrastructuur. Wat zijn de nieuwe ontwerpcriteria voor nieuwe infrastructuur, havens en ondergrondse constructies?

Een tekort aan ruimte kan ertoe leiden dat er steeds meer functies naar de ondergrond of naar zee verschoven worden. Door de noodzaak in toenemende mate naar deze ongunstiger locaties uit te wijken nemen risico’s toe, bij de bouw, in de omgevings- beïnvloeding en de beschikbaarheid van materialen. Het vinden van duurzame en economische oplossingen en tools voor de inrichting van laaggelegen Nederland, zowel waar het gaat om bouwen in de diepte, als dat in de breedte is daarom van cruciaal belang voor de toekomst van Deltagebieden. De ondergrond biedt nog volop mogelijkheden tot nuttig gebruik; ook kustuitbreiding (landaanwinning), of zelfs eilanden op zee kunnen worden (her)overwogen. Op zee liggen ook nog onontgonnen mogelijkheden voor het slim combineren van verschillende functies.

Mondiale ontwikkelingen zoals de klimaatverandering, toenemend internationaal transport over zee en ruimtegebrek in kustgebieden (bijvoorbeeld in Sjanghai, Dubai, en Singapore) zijn een drijvende kracht achter de aanleg en uitbreiding van havens, inclusief de bouw van nieuwe golfbrekers en de aanleg van grote landaanwinningen, drijvende constructies en kunstmatige eilanden.

Ook in Nederland vraagt het veranderende klimaat om nieuwe investeringen in havens, waterkeringen en infrastructuur langs de Nederlandse kust en langs het IJsselmeer, zeker als het peil hiervan zal stijgen zoals de Commissie Veerman voorstelt. Ontwerp, aanleg, renovatie en onderhoud van waterbouwkundige constructies betreffen omvangrijke en

Rapportnummer Onderzoeksplan 2010 v03 Datum 27 november 2009 Pagina 85 van 125

economisch belangrijke activiteiten bij havens en landaanwinningen. Dit is een gebied waar het Nederlandse bedrijfsleven zeer actief is (al dan niet uiteindelijk voor Nederlandse- of buitenlandse overheden) waarbij Deltares voorziet in ondersteunende kennis en beschikbaarheid van onderzoeksfaciliteiten. Als gevolg van economische optimalisatie, scherpere milieueisen, aanleg op locaties met extremere (golfklimaat) belastingen, en toepassing van complexere bouwmethodes is er behoefte aan kennis en innovaties op dit terrein.

De laatste jaren groeit in toenemende mate het besef dat het beheersen van de risico’s, de beïnvloeding van de omgeving en het terugdringen van de faalkosten in de bouw een zeer hoge prioriteit moet krijgen. Het beter beheersen van de risico’s en het daardoor terugdringen van de faalkosten in de bouw is van groot economisch belang. De laatste tijd heeft dit onderwerp de aandacht gekregen die noodzakelijk is. Rijkswaterstaat heeft samen met marktpartijen, waaronder Deltares, een ambitieus en concreet programma gelanceerd onder de titel GeoImpuls. Het doel hiervan is het halveren van de geotechnische risico’s in 2015. Voor het thema Leven en Bouwen in de Delta is dit programma een belangrijk onderdeel van de vraagsturing. Ook in de waterbouw spelen de kosten voor realisatie en onderhoud van infrastructuur een zeer belangrijke rol; zoals bij alle infrastructuur is de overheid vrijwel altijd de eindgebruiker en worden de kosten dus door de samenleving gedragen. Door de grote omvang van de projecten betekent het terugbrengen van de huidige (faal)kosten met enkele procenten economisch al grote winst.

De vraag naar bouwen in de binnensteden zal in de toekomst blijven toenemen. Alleen al vanuit onderhoud en het aanpassen van stedelijke structuren is een enorme bouwinzet te verwachten. Dit zal worden gerealiseerd door verdichting in de steden, waardoor meer volume’s beschikbaar komen voor wonen en werken. Om daarvan ook nog de bereikbaarheid te garanderen, legt een extra druk op het stedelijke ruimtegebruik.

In Nederland is daarom de trend van ondergrond bouwen de afgelopen decennia ingezet. Het doel van meervoudig ruimtegebruik wordt daarmee meer en meer bereikt. Tegelijkertijd echter worden de eisen die aan bouwwerken worden gesteld, met name in stedelijk gebied alsmaar strenger en strenger. Bereikbaarheid van binnensteden en behoud van cultureel erfgoed staan onder druk als binnensteden verder worden bebouwd. Omgevingsbeïnvloeding wordt steeds minder geaccepteerd, zowel op lokale schaal waar het gaat om de omwonenden van een bouwput, als ook op regionale schaal in het kader van milieu effect studies van waterbouwkundig werken als de Tweede Maasvlakte.

Omdat ondergronds bouwen nu nog vooral bouwen-vanaf-het-maaiveld is, is hier veel ruimte voor vermindering van omgevingshinder. Het maken van een ondergrondse ruimte moet vergelijkbaar worden met een kijkoperatie: door enkele kleine incisies kan het werk nagenoeg onzichtbaar worden uitgevoerd. De hinder bij het bouwen zal zodoende worden gereduceerd zodat trillingen, schade aan belendingen, geluidsoverlast, verkeers- problemen, schade aan kabels en leidingen en grondwaterbeïnvloeding tot het verleden gaan behoren. Nieuwe technieken zijn nodig die bij in Nederlandse omstandigheden (slappe bodem, hoge grondwaterstand) toch het werken in kleine ruimtes voldoende betrouwbaar maken. De ontwikkeling en toepassing van nieuwe of verbeterde monitoringstechnieken moeten de nu nog af en toe moeilijk controleerbare processen, zoals in de grond gevormde elementen (NZ-lijn!) en injectietechnieken een kwaliteitsimpuls geven om tot betrouwbare ondergrondse constructies te komen.

Niet alleen in de ondergrond maar ook op het maaiveld investeert Nederland jaarlijks miljarden in de aanleg en het onderhoud van lijninfrastructuur: hoofdwegen, secundaire wegen, gemeentelijke wegen en spoorwegen. “Sneller en Beter” is het motto van de

Rapportnummer Onderzoeksplan 2010 v03 Datum 27 november 2009 Pagina 86 van 125

overheid, met een groeiende rol voor marktpartijen. Beter betekent niet alleen een betere benutting door minder onderhoud en hinder, maar ook betaalbaar, meer duurzaam en beter aanpasbaar aan klimaat en gebruik. De bouwtijd, de aanlegkosten en de onderhoudskosten hangen sterk af van de vaak slappe en variabele ondergrond.

Enabling Delta Life betekent dat we in een kwetsbaar gebied de omgeving geschikt willen maken voor wonen, werken, recreëren en transporteren. De natuurlijke materialen die beschikbaar zijn in het ecosysteem om bijvoorbeeld in, op of mee te bouwen voldoen vaak niet aan de eisen. De ondergrond heeft te weinig draagkracht voor een constructie, of het materiaal van een waterbodem of vooroever is te slap en wordt gemakkelijk door het water weggeslagen en meegenomen. Gebrek aan geschikte materialen (zand, klei, stortsteen, zetsteen, …) dwingt tot innovatieve oplossingen die ook een duurzaam karakter moeten hebben. De maatschappelijke opgaven waarmee wij in de delta geconfronteerd worden vragen om een nieuwe benadering voor duurzaam gebruik van de bodem (Kennis agenda Dutch Soil Platform). Duurzaam bodemgebruik en “maakbare bodem” staan daarbij centraal.

Vanuit het oogpunt van duurzaam gebruik van de bodem heeft het grote voordelen om de plaatselijk aanwezige grond, het beschikbare materiaal, te gebruiken. Het materiaal moet dan zonodig wel geschikt worden gemaakt en voldoen aan de gestelde eisen. De inzet van biologische of microbiologische processen maken het mogelijk om de eigenschappen van grond ter plaatse aan te passen aan de gestelde eisen: versterken van de grond met een gelijkblijvende doorlatendheid, of juist afdichten van een grondlaag om ongewenste kwel tegen te gaan zijn maar enkele mogelijke toepassingen.

Een maatschappelijke vraag van een ander type is gelegen in het feit dat bouwen en construeren in de slappe en heterogene grond van deltagebieden wordt gekenmerkt door grote onzekerheden in veiligheid, kwaliteit, tijd en geld voor zowel opdrachtgevers (vaak overheden) als uitvoerders Daarbij worden permanent nieuwe inzichten en praktijk- ervaringen opgedaan. Deze worden echter maar weinig vastgelegd en teruggekoppeld en er wordt dus niet van geleerd. Ervaringen zijn in het algemeen ongestructureerd en daardoor slecht opnieuw te gebruiken door anderen, bij nieuwe (bouw)projecten, en zijn ze vaak moeilijk te koppelen aan theoretische kennis uit modellen. In veel projecten is de benodigde kennis om dit te voorkomen wel aanwezig maar wordt deze niet toegepast. Er is daarom behoefte aan een nieuwe generatie ontwerp- en beslisgereedschappen waarin ervaringskennis en expert-kennis worden gekoppeld aan resultaten van theoretische modelberekeningen. Naast een institutioneel geheugen creëert een dergelijke aanpak een werk- en leeromgeving voor de gehele sector.

Het jaar 2010 zal voor het onderzoeksprogramma van Deltares binnen dit thema voor een deel in het teken staan van afronden van de lopende Delft Cluster programma’s Beheerst Benutten van de Ondergrond, Nieuw perspectief voor Funderingen en Bouwputten en Onderhoudsarme Infra. Het onderzoek op deze gebieden wordt voortgezet mede gebaseerd op nieuwe vragen uit het Geo-Impuls programma. Daarnaast wordt een aantal waardevolle ontwikkelingen uit lopende onderzoeken worden gecontinueerd om tot verbeterde inzichten en producten te komen.

In het kader van het mede door RWS-Dienst Infrastructuur geïnitieerde Geo-Impuls programma heeft een inventarisatie plaatsgevonden van de geotechnische problemen en bijbehorende kennisbehoefte. Dit heeft geresulteerd in een twaalftal geprioriteerde en geclusterde projectvoorstellen. Voor het thema Leven en Bouwen in de Delta is een aantal van deze onderwerpen van belang. In onderstaande tabel zijn de vragen aangegeven en in welke roadmap deze zijn meegenomen. Daarnaast zijn vragen ontleend aan de Nationale

Rapportnummer Onderzoeksplan 2010 v03 Datum 27 november 2009 Pagina 87 van 125

kennis- en innovatieagenda Water, aan de Kennisagenda van het Dutch Soil Platform en aan een overleg met RWS- DI over vragen op waterbouwkundig gebied.

Bron Onderwerp/ vraag in Roadmap

Dutch Soil Platform Duurzaam omgaan met ondergrond Aanpassing grondeigenschappen

GeoImpuls 4 Verbeteren kwaliteitscontrole in de grond gevormde

elementen

Ondergrondse Constructies

GeoImpuls 8 Betrouwbaar Ondergrond Model Wegen in de Delta

GeoImpuls 9 Langetermijn metingen en modelverbetering Wegen in de Delta

GeoImpuls 10 Showcase Observational Methods Ondergrondse Constructies

GeoImpuls 11 Leren van het Buitenland Ondergrondse Constructies

Joint Industry

Project OSCAR

Veilige installaties en booroperaties op zee Offshore ontwikkelingen

Joint Industry

Project Ropes

Veilig en efficiënt inzetten van havens en bepaling golfbelastingen op oevers agv passerende schepen (veiligheid, ook NKIAW F7, F13)

Toegang en Transport over Water

Lokale (haven)

autoriteiten

Interpretatie van stroomvelden en het ontwikkelen van hulpmiddelen/methoden daarvoor

Toegang en Transport over Water

NKIAW vragen gelinkt aan binnenvaartwegen Toegang en Transport over Water

NKIAW A5 Verantwoorde verdeling investering aanleg/onderhoud

(A5)

Toegang en Transport over Water

NKIAW A7 Vroegtijdig betrekken markt (A7) Toegang en Transport over Water

NKIAW B8 Aanleg op fysisch ongunstige locaties (B8) Toegang en Transport over Water

NKIAW D2 Benutten van in het buitenland aanwezige kennis (D2) Offshore ontwikkelingen

NKIAW F12 Expliciet maken marges in ontwerpen (F12) Toegang en Transport over Water

NKIAW F13 Onzekerheidsanalyses en beslisstheorie hydraulic

engineering (F13)

Offshore ontwikkelingen

NKIAW J5 Experimenten met duurzame energie (J5) Offshore ontwikkelingen

NKIAW J9 Verkenning van duurzaamheid en toegang tot

grondstoffen (J9)

Offshore ontwikkelingen

NKIAW K7 Onderzoek risicobewust en innovatief bouwen aan de

kust (K7)

Offshore ontwikkelingen

NKIAW P1 Concept duurzame inrichting van de Noordzee (P1) Offshore ontwikkelingen

NKIAW P2 Kansen voor duurzame mariene productie (P2) Offshore ontwikkelingen

RWS – DI Waterbouwvragen

diverse p.m.

Noordzee Economische waarde van olie en gasexploratie,

scheepvaart, duurzame energie, veiligheid

Offshore ontwikkelingen

Samenwerking met beheerders

Evaluatie Nederlandse demonstratiewindparken Offshore ontwikkelingen

NKIAW – Nationale kennis- en innovatieagenda Water DSP - Kennisagenda van het Dutch Soil Platform (2008)

Noordzee - -RWS Waterdienst: Verkenning economische en ruimtelijke ontwikkelingen Noordzee ; en VenW, EZ, LNV, VROM: Integraal beheerplan Noordzee

Rapportnummer Onderzoeksplan 2010 v03 Datum 27 november 2009 Pagina 88 van 125

In document Deltares Onderzoeksprogramma 2010 (pagina 90-94)