Baggervolume bepaling

SIKB-richtlijn ‘Baggervolumebepalingen op basis van handmatige metingen’


Hoe reproduceerbaar is een baggervolumebepaling?

Bij het inmeten van het volume slib blijkt dat het bepalen van de overgang slib naar vaste bodem een grote spreiding laat zien. Dit hangt niet zozeer af van de toegepaste meettechniek, maar vooral van de persoon die de metingen uitvoert en zijn interpretatie van de overgang van bodemlagen.
Dat is de voornaamste conclusie uit het validatieonderzoek wat in opdracht van het SIKB is uitgevoerd door een samenwerking tussen Tijhuis Ingenieurs BV, Hussem Consultancy en Guido Ritskes, programma-manager water van het SIKB. 

Hieronder leest u een samenvatting van het artikel wat in januari 2016 gepubliceerd is in het vakblad Bodem.blz1Bodemfeb2016blz2Bodemfeb2016
blz3Bodemfeb2016

meerderemeetbedrijvenzelfdelocatieDoel
De hoeveelheid baggerspecie levert bij baggerwerkzaamheden vaak discussies op tussen opdrachtnemer en opdrachtgever. Een tweede meting in dezelfde watergang, maar door een andere partij uitgevoerd, levert in veel gevallen een significant ander baggervolume op. De reproduceerbaarheid van baggervolumebepalingen is een groot aandachtspunt. 

De SIKB-richtlijn ‘Baggervolumebepalingen op basis van handmatige metingen’ moet zorgen voor meer uniformiteit en transparantie het bepalen van het baggervolume. Het doel is om de reproduceerbaarheid te vergroten en zo het vertrouwen tussen opdrachtnemer en opdrachtgever te versterken. De eerste versie van de richtlijn is nu bijna drie jaar in gebruik. In 2014 is SIKB gestart met een eerste evaluatie van de richtlijn. Onderdeel daarvan was een validatie-onderzoek met metingen in de praktijk. Er is onderzocht hoe reproduceerbaar verschillende methoden van baggervolumebepaling zijn en welke factoren de reproduceerbaarheid beïnvloeden. De kennis die in het hier beschreven validatie-onderzoek is opgedaan wordt verwerkt in een nieuwe versie van de richtlijn. 

Aanpak
Voor het validatie-onderzoek zijn meettechnieken en -locaties geselecteerd en is het aantal benodigde meetploegen per techniek bepaald. Elke meetploeg is afkomstig van een ander meetbedrijf. De meetlocaties bestaan uit watergangen met verschillende typen ondergrond (klei, veen en zand). De focus van het onderzoek lag op het bepalen van de reproduceerbaarheid bij het meten door verschillende personen en met verschillende technieken. 

Verschillende meettechnieken
Voor een goede vergelijking is het onderzoek uitgevoerd met diverse wijzen van meten. In het onderzoek is de keuze gemaakt tussen de meest gangbare handmatige meettechniek: een standaard peilstok met voetplaat. Conform de huidige richtlijn wordt de overgang van slib naar vaste ondergrond, zoals deze met de peilstok is bepaald, geverifieerd met een zuigerboor. controleboring

Vanwege het opkomende gebruik van sonarbootjes (op afstand bestuurbare peilbootjes uitgerust met GPS en singlebeam echolood) zijn deze meegenomen in het onderzoek. Multibeam systemen zijn ingezet om de waterbodem vlakdekkend in beeld te brengen en inzicht te krijgen in het effect van het meten in profielen. Zowel de sonarbootjes als de multibeam kunnen alleen de bovenkant van de sliblaag inmeten. Grondradar is toegepast om de laagovergang slib naar vaste bodem elektronisch vast te leggen.

Bij de inzet van elektronische meettechnieken moet rekening worden gehouden met locatie specifieke omstandigheden als  bevaarbaarheid, diepte en de aanwezigheid van waterplanten.

Resultaten handmatige technieken

Waterstanden
Bij de meting met GPS van zowel het vaste punt als van de waterlijn is het maximale verschil tussen de meetploegen op elke locatie circa 5 cm. Het opmeten van de afstand van het vaste punt naar de waterlijn gaf maximale verschillen tussen de 1 en 3 cm. Vastleggen van de waterlijn verdient hierdoor dus doorlopende aandacht bij de veldwerkers. 

Breedten
Per profiel is de breedte van de watergang gemeten met een meetlint, -touw of -kabel. Het maximale verschil in gemeten waterbreedtes voor de vier meetlocaties ligt tussen de 0,6 en 1,4 meter. Het verschil wordt grotendeels toegeschreven aan onduidelijkheid in de ligging van nul- en eindpunt van het profiel veroorzaakt door bijvoorbeeld veetrap of rietoevers. Daarmee is ook deze stap in het inmeten een foutgevoelig onderdeel.  

Bij de brede watergang is het effect van een reductie van de breedte op de hoeveelheidsbepaling onderzocht. Hieruit blijkt dat, vanwege de beperkte hoeveelheid slib in de taluds, de reductie van de breedte nauwelijks effect heeft op het volume. 

Boven- en onderkant sliblaag
De resultaten van de dieptemetingen met de standaard peilstok door de vijf meetbedrijven zijn per meetpunt vergeleken. Uit het onderzoek blijkt dat de metingen van de bovenkant van de sliblaag van de verschillende meetbedrijven goed overeenkomen. Ook het inmeten van de onderkant van de sliblaag bij een duidelijk waarneembare overgang (zand) is goed reproduceerbaar. Echter de metingen van de overgang van slib naar een ondergrond van (zachte) klei of veen en bij grotere waterdieptes wijken onderling sterk af. Dit is visueel weergegeven in de afbeelding hiernaast.slechtreproduceerbaar

Wel blijkt dat éénzelfde persoon twee keer (met en zonder GPS-antenne aan de peilstok) een vergelijkbaar profiel meet. De afbeelding hiernaast is hiervan een extreem voorbeeld.herhalingeigenmeting De algehele tendens is dat de meetbedrijven hun eigen resultaten van de onderkant van de sliblaag goed kunnen reproduceren, maar dat de verschillen tussen de verschillende meetbedrijven (personen) groot zijn.

Overige bevindingen
In het onderzoek zijn verschillende handmatige technieken getoetst. Naast de eerder genoemde resultaten zijn de belangrijke bevindingen:

  • Het gewicht van de peilstok heeft nauwelijks invloed op de resultaten. Verwacht werd dat door het extra gewicht van de peilstok met GPS de bovenkant van de sliblaag dieper zou worden ingemeten. De metingen met een zwaardere peilstok liggen echter niet significant dieper.
  • Het meten met GPS leidt tot een afname van de reproduceerbaarheid. Het gebruik van GPS om de hoogte van de sliblaag vast te leggen geeft een grotere spreiding van de metingen per meetpunt en van het gemiddelde voor de hele watergang.
  • Het gebruik van boortechnieken door de meetploegen wordt sterk wisselend beheerst. De kwaliteit van de uitvoering van de boringen, de interpretatie van de boorstaat en het leggen van een relatie tussen de boring en de peiling is wisselend.

 Resultaten elektronische meettechnieken
Elektronische meettechnieken zijn mede ingezet om referentiemetingen te verkrijgen en daarmee een uitspraak te kunnen doen over de juistheid van de handmatige meettechnieken.

Sonarbootjes
De metingen met de op afstand bestuurbare bootjes variëren sterk in kwaliteit. De metingen met de sonarbootjes van de bovenkant van de sliblaag zijn vergelijkbaar met die van handmatige peilingen.kuubsverschil

Multibeam 
Multibeam metingen geven een vlakdekkend resultaat van de ligging van de bovenkant van de sliblaag. De metingen met de multibeam komen goed overeen met de handmetingen. De techniek is in de grotere regionale wateren (bijvoorbeeld boezemwateren) goed bruikbaar voor het inmeten van de bovenkant van de sliblaag.

Grondradar 
De grondradar is goed bruikbaar gebleken voor het in kaart brengen van de overgang van slib naar vaste bodem.Voor de interpretatie van de laagovergangen blijven verificatieboringen nodig. Het bepalen van laagovergangen via boringen bleek bij het verifiëren van de handmetingen juist slecht reproduceerbaar. Grondradar is op de onderzochte locatie niet geschikt  voor het vaststellen van de bovenkant van de sliblaag.

Hoeveelheid baggerspecie
Het uiteindelijke doel van de richtlijn is een juiste en reproduceerbare baggervolumebepaling. Voor de volumebepaling zijn de hoeveelheden binnen elk profiel vermenigvuldigd met een  representatieve lengte per profiel.  Onderstaande getallen hebben betrekking op metingen met de standaard peilstok.

 In het onderzoek is aandacht besteed aan de volgende onderdelen:

  • Reproduceerbaarheid tussen de bedrijven,
  • Totale hoeveelheid slib versus hoeveelheid slib boven een leggerprofiel,

 De spreiding in de meetresultaten van de onderkant van de sliblaag resulteert in grote verschillen in de volumebepaling tussen de verschillende meetploegen. Door een hoeveelheidberekening uit te voeren ten opzichte van een vaste dieptemaat (legger) neemt de reproduceerbaarheid van de hoeveelheidbepaling toe. In afbeelding 4 is het verschil tussen de minimale en maximale hoeveelheid per locatie met en zonder legger weergegeven.

Hierbij moet wel een kanttekening worden gemaakt. Bij het bepalen van de totale hoeveelheid slib heeft de waterstand geen invloed, omdat de boven- en onderkant van de sliblaag ten opzichte van dezelfde waterstand worden bepaald. Bij een hoeveelheidbepaling ten opzichte van een legger speelt de waterstand wel degelijk een rol. Aandacht voor verbetering van het inmeten van de waterstand is derhalve belangrijk.

Meetbedrijfherhaalteigenmeting

Hoe nu verder?

Bij het inmeten van waterbodems in regionale wateren moeten we ons realiseren dat de bovenkant van de sliblaag reproduceerbaar kan worden vastgelegd. Het bepalen van de onderkant van de sliblaag kan echter minder reproduceerbare resultaten geven. Door van te voren overeenstemming te hebben over de definitie van de laagovergang en door het verbeteren van de verificatieboringen kan de reproduceerbaarheid worden verhoogd. 

Het is aan te raden om bij een zachte vaste bodem, een onduidelijke overgang of een grillige ligging van de vaste bodem de hoeveelheid slib te bepalen ten opzichte van een vaste dieptemaat.

Aanpassen richtlijn
Met de kennis die in het validatie-onderzoek is opgedaan en met de ervaringen van alle gebruikers en de begeleidingscommissie wordt de richtlijn geactualiseerd. De belangrijkste punten waarop de nieuwe richtlijn wordt aangepast/aangescherpt zijn:

  • Nu ook elektronische technieken voor vaststellen laagovergangen,
  • Nauwkeurige plaats- en hoogtebepaling,
  • Verificatie van laagovergangen,
  • Bepalen van representatieve breedte en lengte,
  • Vereiste kennis en ervaring.

Naar verwachting is de nieuwe versie van de SIKB-richtlijn baggervolumebepalingen in de loop van 2016 gereed. Meer info : www.sikb.nl/baggervolumebepalingen.

  • Baggervolume bepaling foto 1
  • Baggervolume bepaling foto 2
  • Baggervolume bepaling foto 3
  • Baggervolume bepaling foto 4
  • Baggervolume bepaling foto 5
  • Baggervolume bepaling foto 6