Invloed van omgevingsfactoren op kwelbeheersingsmaatregel Zand-Bentoniet-Mengsel

Joep Witteman, afgestudeerd in Civiele Techniek aan de TU Twente, is genomineerd voor de prestigieuze Waterbouwprijs 2024. Zijn scriptie over de invloed van omgevingsfactoren op de doorlatendheid van Zand-Bentoniet-Mengsel (ZBM) toont veel potentie voor de waterbouwsector. Witteman onderzocht de toepasbaarheid van ZBM als maatregel tegen kwel in uiteenlopende omgevingsomstandigheden.

“Het is een eer om genomineerd te zijn voor de Waterbouwprijs en erkenning te krijgen voor mijn onderzoek naar ZBM en de beheersing van kwel in waterwegen,” aldus Witteman. De winnaar van de Waterbouwprijs wordt bekendgemaakt tijdens de Waterbouwdag op 17 oktober.

Joep Witteman, afgestudeerd in Civiele Techniek aan de TU Twente, is genomineerd voor de prestigieuze Waterbouwprijs 2024. Zijn scriptie over de invloed van omgevingsfactoren op de doorlatendheid van Zand-Bentoniet-Mengsel (ZBM) toont veel potentie voor de waterbouwsector. Witteman onderzocht de toepasbaarheid van ZBM als maatregel tegen kwel in uiteenlopende omgevingsomstandigheden.

“Het is een eer om genomineerd te zijn voor de Waterbouwprijs en erkenning te krijgen voor mijn onderzoek naar ZBM en de beheersing van kwel in waterwegen,” aldus Witteman. De winnaar van de Waterbouwprijs wordt bekendgemaakt tijdens de Waterbouwdag op 17 oktober.

Onderzoek naar kwelbeheersing in Nederlandse waterwegen

In veel regio’s in Nederland ligt het waterpeil in waterwegen hoger dan het omliggende grondwaterpeil. Dit verschil kan leiden tot kwel, wat op zijn beurt zou kunnen resulteren in dijkfalen door piping of ongecontroleerde stijging van het grondwaterpeil. Om kwel te verminderen zou ZBM mogelijk kunnen worden toegepast als afdeklaag op de bodem van waterwegen. “De ZBM-laag verhoogt de hydraulische weerstand van de bodem en vermindert zo de doorlatendheid van het bodempakket,” legt Witteman uit.

Praktijkvoorbeeld: ZBM in het Twentekanaal

Gezamenlijk onderzoek van Rijkswaterstaat, Van Heteren Weg- en Waterbouw B.V. en Deltares toonde aan dat ZBM succesvol kan worden toegepast als maatregel tegen kwel in het Twentekanaal, waar het in 2022 en 2023 succesvol is toegepast. Na dit succes kwamen er vragen over de toepasbaarheid van ZBM in andere omgevingen.

“Mijn onderzoek richtte zich op de invloed van verschillende omgevingsfactoren, zoals de grofheid van de ondergrond en de chemische samenstelling van het water, op de waterdoorlatendheid en het gedrag van ZBM,” aldus Witteman. Door kleinschalige en grootschalige experimenten uit te voeren, werden de effecten van deze factoren beoordeeld.

Beïnvloeding door zoutgehalte en ondergrondgrofheid

Uit deze experimenten bleek dat wanneer ZBM aangebracht wordt bovenop een grove ondergrond, deze door de grove laag een zakt. Dit was zelfs het geval bij een fijne steensorteringen. “Het was opvallend dat wanneer ZBM door de grove laag heen zakte, er een scheiding plaatsvond van de lichtere en zwaardere deeltjes van het ZBM”, licht Witteman toe. Desondanks werd in het grootschalige experiment op een grove ondergrond de laagste waterdoorlatendheid waargenomen.

Bovendien bleek uit een experiment met verhoogd zoutgehalte dat een hogere zoutconcentratie het krimpen van de ZBM-laag versnelde, wat leidde tot de (tijdelijke) vorming van scheuren en een toename van de waterdoorlatendheid. Ook toonden de proeven aan dat ZBM de pH-waarde van het omringende water kan beïnvloeden door de uitwisseling van H+-ionen.

Kritisch evalueren van omgevingsfactoren bij de toepassing van ZBM

“Deze bevindingen tonen aan dat de doorlatendheid en het gedrag van ZBM afhankelijk zijn van omgevingsfactoren,” concludeert Witteman. “Dit betekent dat ZBM niet zonder meer in alle omgevingen kan worden toegepast en dat resultaten van eerdere toepassingen niet direct overdraagbaar zijn naar andere locaties.”

Het onderzoek van Witteman benadrukt dat inzichten in de invloed van de omgevingsfactoren essentieel zijn om de effectiviteit en toepasbaarheid van ZBM’s in verschillende omgevingscontexten te waarborgen. Deze inzichten zijn van groot belang voor waterbouwprojecten waar ZBM in nieuwe, onbekende omstandigheden wordt toegepast.

Witteman hoopt dat zijn onderzoek bijdraagt aan een beter begrip van de toepassing van ZBM in de waterbouw en dat het als basis kan dienen voor verdere studies. “Het zou mooi zijn als mijn onderzoek helpt om ZBM breder inzetbaar te maken als betrouwbare maatregel tegen kwel. Zo kunnen we de omgeving en de dijken rondom de waterwegen nog beter beschermen tegen de gevolgen van kwel en daarmee bijdragen aan de veiligheid van onze infrastructuur.” Met zijn onderzoek zet Witteman een belangrijke stap richting innovatieve oplossingen voor waterbeheer in Nederland.

 
Wilt u meer weten? Kom op 17 oktober naar de Waterbouwdag. U kunt zich aanmelden via Waterbouwdag.org.

Foto: Sabine Bison (Bisonder Producties)