Toepasbaarheid en voorspelbaarheid lokaal gewonnen klei voor dijken
Samenvatting project
Op een aantal plaatsen in Nederland liggen kwelders en schoren voor de kust. Op de kwelders en schoren vindt aanslibbing van sediment plaats. Het aangeslibde sediment kan ingezet worden als materiaal voor dijkversterking en daarmee worden primaire grondstoffen uitgespaard, transport van materialen vermeden en de emissie van broeikasgassen sterk teruggedrongen. Bovendien bezinkt slib in havens en moet er gebaggerd worden. Verder is de verwachting dat de waterkwaliteit van estuaria, bijvoorbeeld de Eems-Dollard, verbeterd door onttrekking van sediment.
Indien mogelijkheden worden vergroot om dergelijke klei toe te passen ontstaan kansrijke opties om slib, bijvoorbeeld van het Eems-Dollard systeem, uit het water te verwijderen en een nuttige toepassing te geven. Het gebruik van primaire grondstoffen wordt dan tegengegaan, transport van klei wordt beperkt en de emissie van broeikasgassen wordt
teruggedrongen, en tegelijkertijd worden de ecologische omstandigheden van het oppervlakte water en van het gebied verbeterd. Kortom, het project heeft een groot maatschappelijk belang.
Ervaringen in de Kleirijperij laten evenwel zien dat na een periode van drie tot vijf jaar het materiaal waarschijnlijk verwerkbaar in een dijk is, maar het nog niet zal voldoet aan de standaard richtlijn (TR Klei voor dijken) omdat sprake is van een te hoog zoutgehalte en ook een te hoog gehalte aan organische stof. Toch zijn in het verleden dijken met klei afkomstig van de kwelder aangelegd en is gekomen tot een waterveilige dijk. Het onderhavige onderzoek beoogt te komen tot een wetenschappelijke onderbouwing dat een verantwoorde toepassing van dergelijke klei in een waterveilige dijk mogelijk is. Daartoe worden proeven en testen in het laboratorium uitgevoerd met monsters genomen van materiaal afkomstig van de Kleirijperij en van bestaande dijken. Inmiddels is een Proefdijk met dit materiaal aangelegd.
Bovendien zal een parallel verlopende proef in de Deltagoot worden uitgevoerd (Fase 3). Tijdens deze proef, die ondergebracht zal worden in de Kennis en Innovatie (K&I) Agenda van het HWBP, zal een talud worden voorzien van het beoogde materiaal en beproefd worden onder praktijkomstandigheden betreffende golfoploop en golfklappen.
Dit TKI-Project gaat met name over het toetsen / bevestigen van de verwerkbaarheid en de erosiebestendigheid van deze gebiedseigen klei. Het vormt Fase 1 en Fase 2 van de werkzaamheden. Derhalve wordt dit TKI project (Fase 1 en Fase 2), samen met de Deltagootproeven (Fase 3), samen in een HWBP K&I Agenda voorstel gevoegd.
Doel van het project
Wetenschappelijk aantonen en daarmee vertrouwen opbouwen dat het gerijpte materiaal (het sediment) ondanks een hoog zoutgehalte en gehalte aan organische stof geschikt is om een waterveilige dijk mee te realiseren. Met name het toetsen van verwerkbaarheid en erosiebestendigheid van de klei op de veld (proefdijk) en in de laboratorium.
Motivatie
In oppervlaktewater komt vaak veel slib voor. Het slib is in suspensie en vroeger sedimenteerde het in grote vloeivelden (de kwelders) en havens. Deze kwelders zijn echter grotendeels ingepolderd. Als we er in slagen het slib te laten sedimenteren en te verwijderen uit de waterkolom dan worden de waterkwaliteit en de ecologische omstandigheden in het gebied verbeterd. Het gesedimenteerde materiaal kan na rijping vervolgens gebruikt worden bij dijkversterking en krijgt daarmee een maatschappelijke en economische waarde.Het gebruik van lokaal beschikbare sediment bij dijkversterking voorkomt transport van primaire grondstoffen over grote afstanden verbruik van brandstof en dus emissie van broeikasgassen. Kortom het draagt bij aan een circulaire inzet.
Uitgevoerde acties
Negen Stappen zijn onderscheiden in het Plan van Aanpak. Deze negen stappen zijn:Fase 1: in het veld:S1: Proefdijk opbouwen met materiaal (klei) afkomstig uit de KleirijperijFase 2: in het laboratorium:S2: Definitiefase en bronnenonderzoekS3: Materiaalonderzoek op bestaande dijkenS4: Probabilistische berekeningenS5: Proeven met bakken gevuld met kleiS6: Evalueren en tussenrapportageS7: Bepalen Krimpgrens en proeven met de Roto-erosiemeterS8: Bepalen Lutumgehalte gehalte Organische Stof en Atterbergse grenzenS9: Onderzoek gevolgen voor gehalte organische stof en Atterbergse grenzenFase 1 gaat over de verwerkbaarheid van de beschikbare klei afkomstig uit de Kleirijperij. Kunnen we er een dijk van maken. Tijdens de aanleg van de Proefdijk worden monsters genomen. De monsters worden getest en beproefd in het laboratorium.Fase 2 gaat over onderzoek naar de functionele eigenschappen van genomen monsters uit materiaal dat ook gebruikt is in de Proefdijk en monsters genomen uit bestaande dijken waarvan het vermoeden bestaat dat de oorsprong vergelijkbaar is.Tussen de leden van het consortium zijn afspraken gemaakt over de verdeling en de onderlinge afstemming van de werkzaamheden. Trekkers van de aanleg van de Proefdijk zijn van Oord / Boskalis. Deltares en Hunze & Aa’s ondersteunen de werkzaamheden met kennis en ervaring. Gedurende Fase 2 ligt de lead bij Deltares. Van Oord / Boskalis / Hunze & Aa’s ondersteunen. De provincie Groningen en EcoShape zijn betrokken en brengen kennis en ervaring in opgedaan bij de Kleirijperij.Op deze wijze zijn daarmee de praktische ervaring van de aannemers en van het waterschap gecombineerd met de theoretische kennis van Deltares. Verder is de Projectgroep Kleirijperij betrokken via EcoShape en de Provincie Groningen. De Kleirijperij heeft behoefte aan de resultaten van dit onderzoek en ondersteunt dan ook graag dit project. Bij deze combinatie wordt dan ook optimaal gebruik gemaakt van elkaars sterkte.
Innovativiteit
Het combineren van bestaande fysische testen en laboratoriumtesten om aan te tonen dat de functionele eigenschappen van het materiaal voldoende zijn om een erosiebestendig talud van de versterkte dijk aan te leggen ondanks dat het zoutgehalte en het gehalte aan organische stof te hoog zijn in vergelijking met de “technische richtlijn klei voor dijken”. Verder er zijn geen (reken)modellen die de erosiebestendigheid van een talud lager dan 1:5 kunnen berekenen.
Intellectueel eigendom
Alle partijen krijgen alle resultaten van het Project ter beschikking. De resultaten van de samenwerking kunnen breed verspreid worden. Partijen kunnen over deze resultaten vrijelijk publiceren. De resultaten zullen volledig openbaar beschikbaar zijn, met uitzondering van ter beschikking gestelde achtergrondkennis.
Informatievoorziening project
De informatie over dit project wordt kenbaar gemaakt via de website van de TKI Deltatechnologie (projectbeschrijving) en de projectwiki van Deltares (projectvoortgang en resultaten).
Projectvoorwaarden
Na de datum waarop deze Overeenkomst in werking is getreden, maar uiterlijk tot een jaar voor de beoogde datum waarop het Project zal zijn voltooid, kunnen ondernemers en/of onderzoeksinstellingen, die op het terrein van het relevante subsidieprogramma van het TKI werkzaam zijn alsnog als Partij toetreden. Een later toetredende Partij zal een nader overeen te komen bijdrage in kind en/of in cash moeten leveren die in redelijke verhouding staat tot zijn relatief aandeel in het Project na toetreding. De overige Partijen ontvangen vervolgens naar rato een terugbetaling en/ of gedeeltelijke vrijstellingen van hun nog te leveren bijdrage in kind, voor zover niet besloten wordt de bijdrage van de later toetredende Partij aan het projectbudget toe te voegen.