Hoffmans en zijn collega's staan te springen om eens te bekijken hoe een echte dijk zich houdt onder een langdurige hoogwaterstand. In de geplande proef wordt deze situatie nagebootst, en ondertussen wordt de vervorming van de dijk met meetinstrumenten in kaart gebracht.

De directe aanleiding voor de proef vormde de hoge waterstanden van de Rijn in 1995, vertelt Hoffmans. In weerwil van voorspellingen van waterbouwkundigen hielden de dijken zich goed. Achteraf rees de vraag over wat er mis was met de gebruikte theoretische modellen.

Rijkswaterstaat zag zijn kans, toen een oud stuk dijk aan de oever van de Lek bij het dorpje Bergambacht ten zuiden van Gouda moest worden opgeruimd. De plaatselijk te smalle rivier krijgt hierdoor meer ruimte.

Wie de dijk vanaf het Bergambacht in de richting van het proefgebied volgt, krijgt een archetypisch Hollands landschap te zien: velden met in de verte klokketorens, een enkele molen, de kronkelende dijk zelf en de rivier. Bij het proefvak snijdt een nieuw stuk dijk een driehonderd meter lange kronkel van de oude af. De tientallen meters brede halve maan tussen de dijken, nu een stuk moerasachtig veen, wordt in 2001 weer rivierbodem.

Dijken bezwijken vreemd genoeg niet door de hoge druk van het water aan één kant, doceert Hoffmans. Na verloop van tijd raakt de dijk verzadigd met water. Bij een zekere verzadigingsgraad verliezen de zand- of kleikorrels in de dijk hun greep op elkaar, en een zijde van de dijk zakt onder het eigen gewicht in elkaar: een `afschuiving'.

``Je kunt de weerstand van een dijk tegen afschuiven uitdrukken in een stabiliteitsfactor', vervolgt Hoffmans. Dit is de verhouding tussen krachten in de dijk die weerstand bieden aan de vervorming en de vervormende krachten. ``Als de stabiliteitsfactor van een dijk groter is dan één kun je bij wijze van spreken rustig gaan slapen. Daaronder begeeft de dijk het – in theorie tenminste. In de praktijk is het een mistig gebied. In 1995 werden op verschillende plaatsen in het rivierengebied stabiliteitsfactoren van 0,7 berekend.'

De proef met de oude dijk zal meer licht moeten werpen op dit verschil tussen theorie en praktijk. Zo is het het denkbaar dat aannames over de richtingen van de krachten in de dijk in rekenmodellen niet goed zijn. Omdat het onpraktisch is de waterstand werkelijk te verhogen, wordt in de dijk een sleuf gegraven en gevuld met zand of grind. Via de sleuf kan enkele weken lang water in de dijk gepompt worden, totdat die verzadigd is met water. ``Maar eigenlijk is de dijk zelfs dan nog een beetje te sterk', verwacht Hoffmans. Reden om voor het laatste stukje de brandweer erbij te roepen, die met waterspuiten ook het laatste stukje dijk gaat doorweken. Daarbij nog wordt de dijk extra belast door er containers met zand of water op te zetten. Om te voorkomen dat de buitenzijde van de dijk het begeeft, wordt die van tevoren versterkt.

Volgens berekeningen van de ingenieursbureaus die de proef hebben bedacht, hebben deze kunstgrepen samen het effect van een hoogwaterstand, gecombineerd met een fikse regenbui en een zware vrachtwagen die over de dijk rijdt. ``We gaan zeker door totdat er een paar meter verzakking is', zegt Hoffmans. ``Het begint vermoedelijk met scheuren op de kruin, en dan gaat-ie ineens.'

Meetapparatuur op en in de dijk moet de vervorming in kaart brengen. De vorm van de dijk kan van buiten in de gaten gehouden worden door peilbakens op het dijkoppervlak. Sensoren die met buizen in de dijk ingebracht worden, meten de waterdruk binnenin de dijk en de plaatselijke hellingshoek. De precieze opzet van deze metingen is nog onderwerp van studie. Hoffmans: ``Je kunt de dijk niet volproppen met apparatuur. Dan beïnvloed je ook het gedrag van de dijk.'

Het eindresultaat van alle metingen moet een grafiek opleveren van de vervorming van de dijk met het toenemen van de belasting. Voor de proef is in totaal vijf miljoen gulden beschikbaar, betaald door Rijkswaterstaat en een groep van vijf onderzoeksinstituten waaronder het ingenieursbureau GeoDelft en de Technische Universiteit van Delft. Hoffmans: ``Je hoopt natuurlijk dat je dat bedrag terugverdient. Dat je door de resultaten minder dijken hoeft te versterken. Want een kilometer dijk versterken kost al gauw twee miljoen gulden, en we hebben in Nederland nogal wat kilometers.'

Kunstwerk als zwakke schakel in een dijkring

Niet dijken, maar `kunstwerken' zijn de onzekerste factoren in de Nederlandse waterkeringen: sluizen, gemalen en waterleidingen. Dat blijkt uit een onderzoekrapport dat de Technische Adviescommissie Waterkeringen (TAW) in juni uitbracht over overstromingskansen in Nederland.

In het kordon van waterkeringen om Zuid-Holland is de Achilleshiel bijvoorbeeld een persleiding die bij Monster in de zee uitkomt. Dit is een pijpleiding aangesloten op een gemaal, die dient om overtollig zoet water uit het binnenland in zee te kunnen pompen. Volgens een voorzichtige schatting begeeft de leiding het eens per tweeduizend jaar, waarmee de kans op een overstroming van Zuid-Holland ook rond dat getal uitkomt.

Het opgeven van overstromingskansen in een dergelijk rapport is nieuw. Voorheen werd de veiligheid van waterkeringen opgegeven in termen de overschrijdingskans: hoe vaak komt het water hoger dan de top van een dijk? Maar een waterkering kan ook bezwijken door andere oorzaken dan hoog water. Water kan zich een weg banen onder een dijk door of een sluis kan het begeven of verkeerd bediend worden. Zulke risico's werden in de oude berekeningsmethode geschat door een veiligheidsmarge bij het resultaat op te tellen. Nu worden ze expliciet meegerekend.

De overstromingskans voor een gebied wordt, anders dan de overschrijdingskans, bijna volledig bepaald door de zwakste schakels in het omringend kordon van waterkeringen, de `dijkring'. Met de berekeningsmethode blijkt dat na de persleiding in Monster een stuk dijk in Moordrecht de zwakste schakel is in de dijkring. De kans dat deze schakel het begeeft is een op dertigduizend per jaar.

Van de 53 van dijkringen die Nederland telt, heeft de commissie er vier tegen het licht gehouden: Centraal Holland, een gebied dat naast Zuid-Holland delen van Noord-Holland en Utrecht omvat, de dijkringen Groningen-Friesland en de Hoeksche Waard en het gebied dat bestaat uit de de Betuwe, de Tielerwaard en de Culemborgerwaard. De andere 49 Nederlandse dijkringen worden op verzoek van de staatssecretaris nog onderzocht, op advies van de TAW.

De onderzoekers vermoeden dat de berekende overstromingskansen nog aan de hoge kant zijn. ``Vooral door de onbekendheid van de risico's van kunstwerken maken we een hoge inschatting van de overstromingskansen', zegt ir. Richard Jorissen van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde, die aan het onderzoek meewerkt. ``We weten bijvoorbeeld vaak niet of oude sluizen gefundeerd zijn of niet. Of waar kunstwerken precies liggen.'

Om die reden is nader onderzoek, in plaats van het versterken van waterkeringen, ook een manier om de geschatte overstromingskans te verlagen. Jorissen: ``We zijn permanent aan het verfijnen. Ook met de proef bij Bergambacht. In 1995 bleek dat de theorie voor de dijken niet helemaal klopte. Voor kunstwerken hebben we wel een theorie, maar niet genoeg betrouwbare invoergegevens voor de modellen. Daar moeten we dus naar op zoek.'