Loading...

De Onderbreking

Kabels en leidingen

Kabels en leidingen

Distributienetwerk Vitens niet langer black box

Den Haag Rotterdamsebaan

Visie van… Gijsbert Schuur

In Focus: Ondergronds in Overijssel

SewerSense, op weg naar slim rioolbeheer

Arnhem, Ondergronds afvaltransport

Workshop brengt oplossing in zicht

In Focus: Pionieren met waterleidingen

Kennisbank

Kabels en leidingen

Links Arjen van Wijngaarden, rechts Jan Gooijer. (Foto: Vincent Basler)

Drinkwaterbedrijf Vitens brengt in zijn waterleidingnet grote aantallen sensoren aan die onder andere de druk, stroomsnelheid en waterkwaliteit continu meten. Slimme analyse van deze enorme stroom aan meetgegevens verschaft het bedrijf meer inzicht en controle. Een gesprek met Jan Gooijer van Vitens en Arjen van Wijngaarden van Anchormen.

“Sensoren in ons drinkwaternet zijn niet nieuw”, vertelt Gooijer. “We gebruiken ze sinds 2012, maar tot voor kort was het aantal sensoren gering. Bovendien deden we relatief weinig met de meetgegevens. Een paar jaar geleden bedachten we dat we waarschijnlijk veel meer informatie uit de data zouden kunnen halen dan we tot dan toe deden. Daarom hebben we eind 2015 via LinkedIn een soort wedstrijd uitgeschreven, een open data challenge. Voor deze wedstrijd hebben we vijf gigabyte aan gegevens beschikbaar gesteld, waarna we data-analisten hebben gevraagd ons te laten zien welke kansen die gegevens van onze druk-, flow-, waterniveau- en waterkwaliteitssensoren bieden om onze bedrijfsvoering te verbeteren. Circa dertig partijen hebben onze data geanalyseerd en hun ideeën ingezonden. De inzending van de data-analisten van Anchormen sprak ons het meest aan.”

Patronen herkennen

“Voor de challenge hebben we krachtige en geavanceerde data-technieken ingezet om patronen in de complexe dataset te herkennen”, zegt Van Wijngaarden. “Op basis van onze analyses zagen we bijvoorbeeld heel duidelijk een dag- en weekpatroon. Tegelijkertijd wisten we niet echt wat we zagen, omdat je daarvoor inhoudelijke kennis nodig hebt van onder andere het drinkwaterdistributieproces en de processen die tot veranderingen van de watersamenstelling leiden. Dit laat zien dat je voor een zinvolle analyse van big data altijd zowel datawetenschappers als inhoudelijke specialisten nodig hebt. Alleen dan kun je je bedrijfsvoering echt verbeteren. Door onze analyse te combineren met de inhoudelijke kennis binnen Vitens konden we bijvoorbeeld aantonen dat een afsluiter dichtstond, terwijl hij open leek te staan.”

De datawetenschappers die Vitens ondersteunen bij het analyseren en slim inzetten van data komen onder meer uit het High Potential Program van Anchormen. (Foto: YouTube/Anchormen)
>> Lees meer

Proefprojecten

Gooijer: “De inzending van Anchormen bevestigde ons vermoeden dat we onze bedrijfsvoering konden verbeteren door slim gebruik te maken van big data. Daarom hebben we dit bedrijf gevraagd om samen met ons proefprojecten uit te voeren om de mogelijkheden in beeld te krijgen. Als eerste hebben we een proef gedaan rond Leeuwarden, waar we al relatief veel sensoren in het drinkwaternet hadden aangebracht. Bij deze proef hebben we gekeken naar de watersamenstelling. Als Vitens dachten we dat deze heel constant was, maar de data-analyse liet zien dat de samenstelling behoorlijk varieert. Die variatie wordt onder meer veroorzaakt doordat we het Friese drinkwaternet voeden vanuit vijf verschillende drinkwaterproductiebedrijven. Elk bedrijf produceert water met een specifieke samenstelling. Met de waterkwaliteitssensoren kunnen we het water van ieder productiebedrijf afzonderlijk detecteren. Door deze kwaliteitsgegevens te combineren met gegevens over de stroomsnelheid in het leidingnetwerk, kunnen we ook zien hoe het water zich door het netwerk beweegt. En dat blijkt vaak anders te gaan dan we dachten. Zo viel op dat het drinkwater niet altijd de kortste route volgt van bron naar afnemer. Daardoor verblijft het water langer in het netwerk en kan er ongewenste biologische activiteit optreden die uiteindelijk tot bruin water kan leiden. Nu we dat weten, kunnen we bepaalde afsluiters dichtzetten om ervoor te zorgen dat water de snelste route volgt en zo kort mogelijk in het netwerk zit. Ook kunnen we het transport optimaliseren, zodat we ons bestaande netwerk efficiënter gebruiken.”

‘Als Vitens dachten we dat de watersamenstelling heel constant was, maar de data-analyse liet zien dat de samenstelling behoorlijk varieert.’

“Doordat we de watersamenstelling in ons netwerk nu continu kunnen volgen, dienen zich nieuwe kansen aan”, aldus Gooijer. “We kunnen afnemers bijvoorbeeld vooraf waarschuwen als de waterkwaliteit tijdelijk iets minder is. Ook kunnen we onze zakelijke klanten een vaste waterkwaliteit gaan garanderen. Zuivelfabrieken stellen bijvoorbeeld hoge eisen aan de hardheid van het water. Als we straks zien dat er een pakketje water met een andere hardheid richting een zuivelfabriek gaat, kunnen we de betreffende leiding even afsluiten en het water naar afnemers voeren die minder last hebben van variaties in kwaliteit.”

Lekdetectie

“Een ander proefproject betrof lekdetectie. Door de meetgegevens van druksensoren continu te monitoren, kunnen we grote lekken – waarbij per uur meer dan vijftien duizend liter water weglekt – snel signaleren. Voor kleinere lekken hebben we ook een detectiemethode gevonden. Daarvoor kijken we per balansgebied – bijvoorbeeld een wijk met vijfhonderd woningen – naar het waterverbruik tussen twee en drie uur ‘s nachts. Het verbruik is dan laag en heel constant. Als je dit nachtverbruik langere tijd volgt en ziet dat het in de loop van de tijd geleidelijk toeneemt, dan weet je dat er ergens in het gebied een lek zit. Op deze manier hebben onze operators een tijdje terug een lek in Beetsterzwaag ontdekt.”

“Als je weet dat er ergens een lek in het netwerk zit, dan kun je de globale locatie van het lek bepalen door tijdelijk extra drukmeters te plaatsen of door slim te ‘spelen’ met afsluiters”, legt Gooijer uit. “Vroeger ging je dan vervolgens om de honderd meter graven om de exacte locatie van het lek te vinden. Nu gebruiken we meestal een drone met een infraroodcamera die temperatuurverschillen waarneemt. Het weglekkende water zorgt in de winter lokaal voor een hogere en in de zomer voor een lagere bodemtemperatuur.”

Black box

“Het op deze manier benutten van big data zorgt ervoor dat het distributienetwerk voor Vitens niet langer een black box is”, legt Van Wijngaarden uit. “Door de data met slimme algoritmen te analyseren, krijgt het bedrijf inzicht in het functioneren van het leidingennetwerk en kan het gericht gaan sturen. Natuurlijk moet je als bedrijf wel voor elke toepassing vooraf een goede afweging maken tussen de benodigde investering en de verwachte baten. Hoeveel sensoren moet je bijvoorbeeld aanbrengen en welke voorzieningen op IT-gebied zijn nodig? Zo heb je een snelle internetverbinding nodig als je afsluiters realtime wilt bedienen. Wat dat betreft is de werkwijze die Vitens volgt, met eerst een proof of concept, dan een pilot in een deel van het verzorgingsgebied en vervolgens het uitwerken van een businesscase, erg raadzaam.”

“Los daarvan is het goed om te beseffen dat het benutten van big data meer omvat dan het plaatsen van sensoren en het ontwikkelen van algoritmen. Zo veranderen ook de werkprocessen, wat in eerste instantie vaak tot weerstand leidt. Dat betekent dat je veel tijd moet steken in het begeleiden van mensen en moet laten zien dat data-analyse vooral gebruikt wordt als beslissingsondersteunend instrument en ervoor zorgt dat er minder routinematige handelingen nodig zijn.”

Rotterdamsebaan

De gemeente Den Haag werkt aan een nieuwe verbindingsweg tussen knooppunt Ypenburg (A4/A13) en de Centrumring: de Rotterdamsebaan. Deze weg wordt 3,8 kilometer lang en doorkruist het grondgebied van de gemeenten Leidschendam-Voorburg, Rijswijk en Den Haag. Onderdeel is een geboorde tunnel, de Victory Boogie Woogietunnel, die tweemaal twee rijstroken krijgt en ongeveer 1.860 meter lang wordt.

De Utrechtsebaan is de belangrijkste toegangsweg van Den Haag. Van het verkeer dat de stad dagelijks in- en uitgaat, rijdt veertig procent via deze weg. Dat leidt elke dag tot files die zich vaak uitbreiden naar de omringende snelwegen zoals de A12, A13 en A4. De aangrenzende woonwijken hebben veel last van sluipverkeer. De nieuwe Rotterdamsebaan zorgt ervoor dat de druk op de Utrechtsebaan afneemt en het verkeer zich beter verdeelt. Met de nieuwe weg krijgt het verkeer van en naar Rotterdam, Delft en Ypenburg een alternatief.

Tracé

De Rotterdamsebaan loopt van het knooppunt Ypenburg richting het noorden, kruist met een tunnel het groene gebied de Vlietzone, het water de Vliet en de woonwijk Voorburg-West en komt uit op de Binckhorstlaan. Daar sluit de nieuwe weg bij de Neherkade direct aan op de Centrumring. Het tracé komt grotendeels overeen met de ligging van de tweede toegangsweg die architect Dudok – die na de Tweede Wereldoorlog de leiding had over de wederopbouw van Den Haag – in zijn plannen had opgenomen. De inpassing van de nieuwe verbindingsweg was een complexe opgave. Uiteindelijk heeft de inspraakprocedure ertoe geleid dat het ondergrondse deel van het tracé driehonderd meter langer wordt dan technisch gezien noodzakelijk is. Met de verlenging is de gemeente tegemoetgekomen aan bezwaren van omwonenden en andere belanghebbenden.

Artist impression van de skyline vanuit de Vlietzone. Op het dak van de tunnel zijn de geplande zonnepanelen te zien. (Beeld: Rotterdamsebaan)

Victory Boogie Woogietunnel

De tunnel, die Victory Boogie Woogietunnel gaat heten, wordt geboord. Hiervoor maakt de aannemerscombinatie (zie rechts) gebruik van de tunnelboormachine waarmee eerder de Sluiskiltunnel is aangelegd. De tunnel wordt 1.860 meter lang, waarbij het geboorde deel een lengte heeft van circa 1.640 meter. De twee tunnelbuizen komen op ongeveer vier meter van elkaar te liggen, krijgen een diameter van ruim tien meter en liggen op het diepste punt 29 meter onder de grond. In iedere buis komen twee rijstroken en tussen de buizen komt om de 250 meter een dwarsverbinding.

Duurzame infrastructuur

De Rotterdamsebaan moet hét voorbeeld van duurzame infrastructuur in Nederland worden. De Combinatie Rotterdamsebaan heeft in het ontwerp veel aandacht besteed aan de verschillende duurzaamheidsaspecten, zoals vormgeving en inpassing in het landschap, luchtkwaliteit en energiegebruik. Een goed voorbeeld is de tunnelmond in de Vlietzone. Hier komt over het dienstgebouw en de tunnelmond een grote overkapping die bestaat uit zonnepanelen. De elektriciteit die hiermee wordt opgewekt, zal worden gebruikt in het dienstgebouw. Een ander voorbeeld is het fine dust reduction system, een systeem waarmee vijftig procent van het fijnstof bij de tunnelmonden wordt afgevangen.

Planning

In 2014 is de gemeente gestart met het bouwrijp maken van het tracé en in 2015 is een aantal wegen in de Binckhorst opnieuw ingericht. Eind 2015 is de aanbesteding afgerond en is de opdracht, in de vorm van een design-, built- en maintenancecontract met vijftien jaar onderhoud, gegund aan de Combinatie Rotterdamsebaan. In 2016 heeft de gemeente de laatste voorbereidende werkzaamheden afgerond, waarna de aannemerscombinatie van start kon met het inrichten van de werkterreinen in de Vlietzone, de Binckhorst en het knooppunt Ypenburg.

Het boren van de Victory Boogie Woogietunnel startte half januari 2018. Vanuit de startschacht op het werkterrein in de Vlietzone graaft tunnelboormachine Catharina-Amalia haar weg naar de Binckhorst. Naar verwachting komt ze daar in juni 2018 aan. Vervolgens wordt de machine gedemonteerd en teruggebracht naar de Vlietzone. Nadat de machine weer is opgebouwd, start het boren van de tweede tunnelbuis. De opening van de Rotterdamsebaan staat gepland voor 1 juli 2020.

Voorbereiding

Om onder de grond alvast ruimte te maken voor de tunnel van de Rotterdamsebaan, moesten grote stroomkabels verlegd worden. De gemeente Den Haag maakte een video over deze indrukwekkende klus. Over een afstand van liefst een kilometer werd tot vijfendertig meter diep onder de grond een gestuurde boring uitgevoerd.

De energietransitie en de ondergrond

“De Rijksoverheid wil de uitstoot van CO2 in 2050 hebben teruggedrongen tot vrijwel nul. Dat vereist een overstap van fossiele brandstoffen naar duurzame energiebronnen; een overstap die ook gevolgen heeft voor ondergronds ruimtegebruik. Aan het woord is Gijsbert Schuur, COB-coördinator Ordening en waarde.”

De energietransitie is niet alleen een technische opgave, maar vooral ook een ruimtelijke opgave. Bestuurders realiseren zich nog maar nauwelijks dat voor de grootschalige opwekking van duurzame energie een fors aantal windmolens en zonneparken nodig is en dat het landschap drastisch kan veranderen. Om dit van de grond te krijgen, moeten ruimtelijke keuzes worden gemaakt, in dialoog met een groot aantal belanghebbende partijen. Maar de meeste bestuurders realiseren zich nog niet wat de ruimtelijke impact van de energietransitie onder het maaiveld is. Zo zullen gasnetten de komende decennia verdwijnen en worden vervangen door warmtenetten, en moeten elektriciteitsnetten worden verzwaard. Met name in het stedelijke gebied zal de druk op de toch al schaarse ondergrondse ruimte steeds zwaarder worden. De energieopgave zal hier moeten concurreren met andere opgaves, zoals die voor klimaat (meer riolering) en ondergronds bouwen. Ondergrondse ruimtelijke afwegingen en regie zijn onontbeerlijk.

De energietransitie vraagt om brede samenwerking. Succesvolle samenwerking begint bij inzicht en overzicht. Hoe zit de opgave in elkaar en welke keuzes liggen voorhanden? Bij Antea Group geven we dit inzicht en overzicht met onze Routekaart Energietransitie en ons Energie Transitie Dashboard. Wij komen samen met lokale overheden en andere belanghebbende partijen tot een aanpak die geïntegreerd kan worden in de nieuwe instrumenten van de Omgevingswet.

De vraag is of de wereld van de ondergrondse infra al voorbereid is op de energietransitie en andere maatschappelijke opgaves. In maart 2018 is het COB met het project Common ground voor ondergrondse infra gestart. Dit project heeft als doel te komen tot een strategie voor aanleg, beheer en onderhoud van de ondergrondse infrastructuur op basis van de gedeelde belangen van alle betrokken partijen. Als coördinator van het aandachtsgebied Ordening en waarde draag ik graag mijn steentje bij aan dit project. We starten met een ketenanalyse om de ondergrondse impact van de energietransitie onder de aandacht van de bestuurders te krijgen. Het project vormt zodoende een mooi startpunt om de energietransitie niet alleen van de grond, maar ook in de grond te krijgen.”

Gijsbert Schuur werkt al bijna 25 jaar voor Antea Group als senior-adviseur op het gebied van bodem, ondergrond en ruimtelijke ontwikkeling. Sinds 2017 is Gijsbert tevens coördinator bij het COB. Hij geeft onder meer leiding aan het platform Meerwaarde ondergrond.

Foto: Vincent Basler

Overijssel: ondergrond vergroot je ruimte

Overijssel is een provincie met heel gevarieerde landschappen. Ook ondergronds is er veel veelzijdigheid. De provincie maakte een inspirerende folder over het scala aan mogelijkheden dat de ondergrond biedt.

Voor de folder is gekeken naar alle kwaliteiten en functies vanaf maaiveld tot in de diepe ondergrond; van aardkundige waarden tot en met zoutwinning. Naast functies als levering van grondstoffen vervult de ondergrond ook natuurlijke functies, zoals filtering en berging van grondwater. In totaal kunnen er wel zo’n dertig verschillende functies worden onderscheiden, die vaak ook interacties hebben.

Niet alle ondergrondse en bovengrondse functies zijn naast of boven elkaar mogelijk. Daarbij spelen het schaalniveau en de effecten van ingrepen in de ondergrond op de lange termijn ook een rol. Er moeten dan ook steeds vaker afwegingen worden gemaakt. Hiervoor vormt de provinciale omgevingsvisie, waar de Visie op de Ondergrond integraal onderdeel van is, de basis. De centrale ambitie is om balans te vinden tussen gebruik en bescherming van de ondergrond, waarbij soms ook herstel nodig is. Daarnaast wordt bij maatschappelijke opgaven gekeken naar de rol die de ondergrond daarbij kan spelen.

Bij het zoeken naar oplossingen en het maken van afwegingen wordt nadrukkelijk de relatie gelegd met de bovengrondse ontwikkelingen. Er wordt gewerkt vanuit een integrale en gebiedsgerichte aanpak. Dit betekent dat de ondergrond direct wordt meegenomen in gebiedsprocessen en dat de kansen en beperkingen van de ondergrond in beeld worden gebracht. De folder laat dit zien: in een dwarsdoorsnede van Overijssel zijn de projecten weergegven waarbij de ondergrond een bijdrage levert.

>> Lees het interview met Jaya Sicco Smit, die als beleidsontwikkelaar ondergrond van de provincie Overijssel betrokken was bij de realisatie van de folder

Op weg naar slim rioolbeheer

Een inspectievoertuig met verschillende camera’s en sensoren in combinatie met automatische beeldherkenning vormt de basis van SewerSense, een slim assetmanagementsysteem voor rioolstelsels dat de TU Delft en de Universiteit Leiden ontwikkelen. Onderzoekers Lisa Scholten en Dirk Meijer lichten toe.

Om ons afvalwater te transporteren naar rioolzuiveringsinstallaties ligt in de Nederlandse ondergrond een gigantisch netwerk van rioolbuizen. Totaal gaat het om meer dan 130.000 kilometer aan leidingen. Het is van groot belang dat dit netwerk goed functioneert en niet beschadigd raakt. Als dat wel gebeurt, kan vuil afvalwater bijvoorbeeld de bodem en het grondwater verontreinigen. Ook kunnen lekken ertoe leiden dat het riool als drainagesysteem gaat werken. Daardoor worden grote hoeveelheden grondwater afgevoerd naar de zuiveringsinstallatie, wat een negatief effect heeft op het zuiveringsrendement. En ingegroeide wortels kunnen de afvoer belemmeren en ongewenste sedimentatie veroorzaken. Om dit soort gebeurtenissen te voorkomen, wordt elk stuk riool gemiddeld eens in de tien jaar geïnspecteerd. Hierbij wordt een camera door de buizen gevoerd, waarbij een inspecteur de beelden beoordeelt en de actuele staat van de buizen vaststelt.

“Het beoordelen van de beelden is niet eenvoudig en afhankelijk van de beoordelaar”, legt Scholten uit. “Is er bijvoorbeeld sprake van een diepe scheur die spoedig leidt tot lekkage of instorting van de rioolbuis of is het een onschuldige verkleuring van de wand? Op de camerabeelden is dat vaak niet goed te zien, waardoor er bij het beoordelen geregeld fouten worden gemaakt. Daar komt bij dat ook op basis van een juiste beoordeling vaak niet duidelijk is hoe lang een rioolbuis nog kan worden gebruikt voordat er problemen ontstaan, zoals lekkage of instorting. Een deel van de oplossing voor dit probleem is het verzamelen van betere en betrouwbaarder informatie over de staat van het riool.”

Hardware en software

Scholten vervolgt: “Dit proberen we in het project SewerSense via twee sporen te bereiken. Binnen het eerste spoor onderzoeken we of met andere camera’s en sensoren de kwaliteit van de inspectiebeelden te verbeteren is. Met een 3D-camera kun je bijvoorbeeld diepte goed in beeld brengen en met een laserscanner kun je nauwkeurig de geometrie van rioolbuizen bepalen en vervormingen vaststellen. Om tot een goede keuze voor camera’s en sensoren te komen, werken we onder andere samen met collega-onderzoekers Mathieu Lepot en Francois Clemens. Zij werken aan een soort amfibievoertuig, waarmee riolen kunnen worden geïnspecteerd die in gebruik zijn. Voor hun onderzoek beproeven zij dit voertuig met allerlei sensoren zoals lasers, infraroodcamera’s en binnenkort sonar. Aan de hand van hun onderzoek wordt duidelijk welke technieken betere informatie opleveren.”

Meijer vult aan: “Naast betere beelden werken we ook aan een methode om de beoordeling objectiever en efficiënter te maken. Daarbij maken we gebruik van zogeheten neurale netwerken; geavanceerde computerprogrammatuur die min of meer op eenzelfde manier werkt als het menselijke brein. Zo’n neuraal netwerk is zelflerend en kun je trainen. Daarvoor gebruik ik circa twee miljoen beelden die de afgelopen jaren met inspectiecamera’s in rioolstelsels zijn gemaakt.”

“De training bestaat eruit dat ik het netwerk steeds een beeld voorleg dat het moet beoordelen. In het begin gokt het netwerk of er wel of geen schade zichtbaar is. Vervolgens ‘vertel’ ik het netwerk wat het juiste antwoord is. Die kennis gebruikt het netwerk bij volgende beoordelingen, het vergelijkt nieuwe beelden met beelden die het eerder heeft gezien. Daardoor wordt het steeds beter in het herkennen van de verschillende vormen van schade. Aangezien we het netwerk zodanig willen trainen dat het straks alle schadevormen herkent, gaan we ook laboratoriumexperimenten uitvoeren. Daarvoor gaan we met verschillende camera’s en sensoren beelden maken van specifieke schadegevallen. Die beelden willen we ook gebruiken voor het trainen van het netwerk.”

‘Door het trainen wordt het systeem steeds beter in het herkennen van de verschillende vormen van schade.’

“Een belangrijk voordeel van geautomatiseerde beeldherkenning is tijdwinst. Een computer kan een grote hoeveelheid beelden veel sneller beoordelen dan een mens. Daarnaast vermindert automatische beeldherkenning de kans op menselijke fouten. De objectiviteit neemt dus toe. Overigens is het niet zo dat de rol van de inspecteurs bij het beoordelen volledig verdwijnt. Zo zullen er altijd beelden blijven waarover ook het neurale netwerk twijfelt. Die beelden worden ter beoordeling voorgelegd aan de inspecteur.”

Nauwkeurig voorspellen

Scholten: “Zoals ik al zei zijn betere en betrouwbaarder informatie alleen niet voldoende. Rioolbeheerders moeten ook weten wat een bepaald defect betekent voor het gebruik van het riool om op basis van de inspectieuitkomsten goede besluiten te kunnen nemen over het onderhoud. Ook daarbij willen we hen helpen. Ons plan is een model te ontwikkelen dat aangeeft hoe groot de kans is dat een bepaald defect zoals een scheur in de wand van een rioolbuis, tot een ernstig probleem of storing leidt. Denk aan lekkage of het instorten van een deel van het riool. Daarbij willen we allerlei belangrijke factoren meenemen zoals de leeftijd en het materiaal van het betreffende riool, de lokale bodemopbouw en de externe belasting. Rijdt er bijvoorbeeld veel verkeer over het riooltracé?”

“De ontwikkeling van een dergelijk model is een kwestie van lange adem. Om betrouwbare voorspellingen te kunnen doen, hebben we veel gegevens nodig, het liefst van twee of meer opeenvolgende inspecties. Op dit moment hebben we die nog nauwelijks. We vullen het model nu met gegevens uit datasets van twee gemeenten. Aan de hand van die gegevens bepalen we of we extra data van gemeenten nodig hebben, en of we wellicht ook expertkennis moeten verzamelen en invoeren. Uiteindelijk hopen we het model zo goed te krijgen, dat we er nauwkeurig mee kunnen vaststellen welke combinatie van factoren bepalend is voor de de kans op een storing en hoe groot de bijdrage van elke afzonderlijke factor is. Die kennis is belangrijk om te bepalen hoeveel riool vervangen dient te worden en welke stukken prioriteit moeten krijgen. Daarnaast hopen we met het model verschillende onderhoudsstrategieën te kunnen beoordelen en de toegevoegde waarde van geautomatiseerde beeldherkenning aan te tonen.”

In de tv-serie Nederland van boven werd onder meer ingezoomd op Breda, waar zo’n duizend kilometer riool onder de grond ligt. (Beeld: NPO)
>> Bekijk het item

Wat als de straat een StraaD moet worden?

De Robert Fruinstraat in de Rotterdamse wijk Middelland is de eerste die wordt omgevormd tot Straat van de toekomst. Wensen van burgers met betrekking tot inrichting, groen en beperking van verkeer komen samen met anticiperen op de energietransitie en klimaatverandering. Een integraal toekomstvast bundelingssysteem dat graafrust moet brengen, kon niet volledig gerealiseerd worden, maar de winst is dat gebruikers van de ondergrond elkaar beter hebben leren kennen.

De werkzaamheden aan de Robert Fruinstraat zijn direct na de zomervakantie van start gegaan. Aan de gekozen aanpak gingen jaren van voorbereiding vooraf. De directe aanleiding voor de herinrichting zijn de rioleringsopgave en vervanging van grote bundels hoogspanningsleidingen. Ondergronds kent de ogenschijnlijk gewone Rotterdamse straat de nodige uitdagingen. In de straat staat ook een zwaar trafostation voor de trambaan van de RET en er liggen zowel distributie- als transportleidingen. Algemenere uitdagingen voor de toekomstgerichte herinrichting zijn het tegengaan van hittestress en duurzame afvoer en gebruik van regenwater.

Boven- en ondergrond integraal beschouwd

De noodzakelijke herinrichting is gebruikt om ten aanzien van de bovengrondse inrichting een participatief project op te starten met als doel de straat te verduurzamen en sociale cohesie te versterken. De Robert Fruinstraat is de eerste straat die volgens het principe van de StraaD is aangepakt (zie kader). De kern van die aanpak is dat bewoners en andere stakeholders vroegtijdig in een participatieproces bij de herinrichting worden betrokken om de Straat van de toekomst te ontwerpen. Voor de Robert Fruinstraat leidt dat bijvoorbeeld tot groene daken. Bestaande bomen en geveltuintjes blijven gehandhaafd. Er komt een zogeheten urban waterbuffer in de vorm van infiltratiekratten, waarin tegelijk ook kabels en leidingen worden verzameld. Afgezien van randvoorwaarden zoals behoud van bomen, geveltuintjes, laadpalen en bestaande ondergrondse afvalinzameling heeft het participatietraject niet tot aanvullende ondergrondse opgaven geleid.

Tracé Robert Fruinstraat. (Beeld: gemeente Rotterdam)

Graafrust

In de Robert Fruinstraat is het slimmer indelen van de ondergrond een van de activiteiten om er na herinrichting voor te zorgen dat in de straat voor langere tijd geen werkzaamheden meer nodig zijn. Vanwege het intensieve gebruik van de ondergrond en ruimtegebrek is gekeken naar bundelingssystemen die moeten bijdragen aan graafrust in de straat. Marcel Bruin, adviseur ondergrondse infra van de gemeente Rotterdam, over het achterliggende gemeentelijk beleid: “De energietransitie zal ertoe leiden dat het alleen maar drukker wordt in de ondergrond. Dat heeft er mede voor gezorgd dat we in Rotterdam efficiënt en duurzaam met de ondergrond willen omgaan. Bij projecten als de herinrichting van de Robert Fruinstraat moet de straat langdurig open. Dat is het moment om te bedenken hoe je zo’n project toekomstbestendig realiseert.”

Wicked problem

Jaap Peters, ook werkzaam bij het ingenieursbureau van de gemeente: “We zijn aan het begin van dit traject eerst teruggegaan naar de basis. Met de opgave die er ligt en de ambitie van de gemeente Rotterdam, was de klantvraag helder. Maar wat is daarvan de impact? Dan ga je dus vragen stellen bij de verschillende stakeholders. Wat wil je nou precies? Dan zie je toch dat ‘zo snel mogelijk’ en ‘zo goedkoop mogelijk’ de boventoon voeren. Het bleek lastig om draagvlak te krijgen voor een integrale oplossing die weliswaar aan de ambities voldoet, maar wordt belemmerd door richtlijnen, voorschriften en beschikbare middelen. Het is wat je noemt een wicked problem. Aan de voorkant kun je heel goede ideeën ontwikkelen, maar in de praktijk hangt het op geld en goede wil. Wij hebben geprobeerd expliciet te maken wat het betekent als je voortborduurt op de duurzame uitgangspunten, maar hebben uiteindelijk moeten kiezen voor een bundelingssysteem in afgeslankte vorm.” Marcel Bruin: “De duurzame uitgangspunten komen onder druk te staan zodra je bij de stakeholders de randvoorwaarden gaat ophalen. Drinkwater wil niet naast middenspanning liggen vanwege het risico op opwarming, gas stelt voorwaarden aan detecties, en ga zo maar door.”

‘Aan de voorkant kun je heel goede ideeën ontwikkelen, maar in de praktijk hangt het op geld en goede wil.’

Omgaan met onzekerheden

Jaap en Marcel concluderen dat het bereiken van consensus ten aanzien van duurzame oplossingen niet op projectniveau bereikt kan worden. “Partijen zullen op landelijk niveau in gesprek moeten. We zien in de praktijk dat er bij alle partijen, ook de gemeenten, veel verschillende lagen bij het proces betrokken zijn, met als resultaat dat risico op risico gestapeld wordt. Iedereen zoekt zekerheid, dat snappen wij ook wel. Daarbij is het voor ons als gemeente ook nog eens moeilijk om onderscheid te maken tussen wensen en eisen van netbeheerders. De kern is dat iedereen naar zijn eigen asset kijkt. We weten allemaal dat we niet genoeg ruimte hebben en moeten toegroeien naar een aanpak die dat probleem oplost. Daar zijn we het over eens, maar nog niet over de weg daarnaartoe. Zijn dat gestandaardiseerde oplossingen met bijvoorbeeld bundelingssystemen, of weten we in de praktijk de benodigde ruimte toch wel te vinden als we maar genoeg moeite doen?”

De gekozen oplossing voor de Robert Fruinstraat borduurt voort op eerder toegepaste bundelingssystemen. (Beeld: gemeente Rotterdam)

“Het is nu ook niet de tijd voor grote keuzes. Er zijn teveel onzekerheden. Hoe wordt de energietransitie in de praktijk ingevuld? Gaan we wel of niet over op waterstof? Die onzekerheid blijft en daar zullen we naar moeten handelen. We moeten ons realiseren dat we in een ontwikkelfase zitten. We kennen de effecten van nieuwe technologieën nog niet. Dan ga je niet op één paard wedden. Dat doet de netbeheerder ook niet. De wil om samen te werken is er, maar de overstap naar een ander model komt alleen als er een natuurlijk moment voor is.”

Jaap Peters: “We weten niet wat de baten zijn van gestandaardiseerde oplossingen in bestaande situaties. Het is inmiddels wel duidelijk dat je bij een nieuwe ontwikkeling het beste meteen voor een integraal systeem voor ondergrondse infrastructuur kunt kiezen, maar voor bestaande situaties krijg je in de praktijk de extra kosten niet ‘weggerekend’. Er is dus geen directe vraag vanuit de markt en de netbeheerders hebben derhalve een afwachtende houding als gemeenten met ambities komen, zoals wij voor de Robert Fruinstraat. Dat partijen ten behoeve van de ambities van zo’n enkel project hun interne opdracht en werkwijzen niet opzij kunnen zetten, is begrijpelijk. Netbeheerders hebben een heel grote toekomstvraag en dan komt de gemeente daar nog ’s overheen met een graafrustverhaal. Het belang van de netbeheerder in die specifieke opgave is er eigenlijk niet. Men ziet de opgave voor de gemeente wel, maar vraagt zich af waarom dat dan juist in deze straat moet. Dat betekent dat er op dat vlak weinig oplossingsgericht wordt meegedacht.”

Zendingswerk

In de voorbereiding voor de herinrichting bleek al snel dat een integraal systeem een factor tien duurder zou uitpakken dan een traditionele aanpak. Jaap: “Dat was niet haalbaar. We hebben nu gekozen voor een kleinere vorm van ordening dan aanvankelijk gewenst. Ook dat is duurder, maar de gemeente heeft de voorinvestering voor haar rekening genomen. De winst daarvan is dat we ervaring hebben opgedaan en we elkaar beter hebben leren kennen. Een project als dit helpt om een relatie op te bouwen. De innovatie die nodig is om tot integrale oplossingen te komen, zit in de samenwerking. En de conclusie is dat we daarin nog wel wat zendingswerk te doen hebben.”

Arnhem, Ondergronds afvaltransport

Arnhem is na Almere de tweede Nederlandse stad met een ondergronds afvaltransportsysteem (OAT). De uitvoering van het masterplan Arnhem Centraal, dat was gericht op een grondige herstructurering van het Arnhemse stationsgebied, is benut voor het aanleggen van dit systeem.

(Foto: Jorrit Lousberg)

Het OAT in Arnhem bestaat globaal uit drie onderdelen: inwerppunten met openingen voor twee verschillende afvalfracties (restafval, en papier en karton), een eindstation met een centrale afzuiginstallatie en een ondergronds netwerk van stalen buizen voor het transport van het afval vanaf de inwerppunten naar het eindstation bij de Zypse Poort.

Het netwerk is opgedeeld in verschillende secties die afzonderlijk in- en uitgeschakeld kunnen worden. De buizen hebben een diameter van vijftig centimeter en zijn in totaal circa 1,2 kilometer lang. Ze lopen voor een deel, samen met andere ondergrondse kabels en leidingen, door een apart aangelegde kabel-en-leidingentunnel.

Werking

Afval dat bij een inwerppunt wordt aangeboden, wordt tijdelijk in een buffer onder dit punt opgeslagen. Is deze buffer vol, dan start de centrale ‘stofzuiger’ automatisch op. Als de luchtsnelheid in het betreffende deel van het netwerk hoog genoeg is – circa 70 kilometer per uur – openen kleppen aan de onderzijde van de buffer en valt het afval in de afvoerbuis. Via deze buis wordt het vervolgens afgezogen naar het eindstation, waar het per afvalsoort wordt verzameld in een perscontainer. Als een container bijna vol is, krijgt het afvalverwerkingsbedrijf een oproep om hem af te voeren.

Een belangrijk voordeel van het systeem is dat gebruikers afval 24 uur per dag kunnen aanbieden en de inwerppunten nooit vol zitten. Dat vermindert de kans op zwerfvuil. Daarnaast zorgt het systeem ervoor dat in het drukke gebied rondom het
station geen vuilniswagens hoeven te rijden.

Het eerste deel van het OAT is in 2006 in gebruik genomen. Toen waren alleen de kantoorpanden Park- en Rijntoren aangesloten. Inmiddels is het systeem fors uitgebreid en wordt ook het afval van andere kantoorpanden, circa 150
appartementen, de Pathé-bioscoop, een vestiging van McDonald’s en van de nieuwe OV-terminal en fietsenstalling via het OAT afgevoerd. De hoge deelnamegraad heeft de gemeente Arnhem bereikt door alle bedrijven en projectontwikkelaars in het stationsgebied te verplichten hun panden op het OAT aan te sluiten. Per jaar wordt er circa 500 ton afval ondergronds afgevoerd.

Optimalisatie

In 2015 heeft CentralNed het Arnhemse systeem geoptimaliseerd. De motoren die de afzuiging aandrijven, zijn voorzien van frequentieregelaars. Dat maakt het mogelijk om het ingeschakelde vermogen nauwkeurig af te stemmen op de gewenste zuigkracht. Verder is de starttechniek verbeterd. Deze maatregelen zorgen voor een energiebesparing van ongeveer vijfendertig procent.

Workshop brengt oplossing in zicht

“We zijn ervan overtuigd dat er bij reconstructieprojecten meer maatschappelijke waarde kan worden bereikt als we op een andere manier omgaan met de kabels en leidingen. Maar wat die manier is…?” Patricia Rozenblad van de provincie Zuid-Holland benaderde het COB om dat te onderzoeken. De verbreding van N213 lijkt ervan te profiteren.

De reconstructie van een provinciale weg is er doorgaans op gericht de veiligheid, de doorstroming en/of de leefomgeving te verbeteren. De maatschappelijke waarde staat centraal. De partijen die betrokken zijn bij het aan- of verleggen van kabels en leidingen in het gebied hebben naast dat gedeelde belang ook hun eigen belangen en zorgen. Bovendien is er wet- en regelgeving om rekening mee te houden, hoge tijdsdruk, weinig ruimte… Met kabel- en leidingwerk kan meerwaarde gecreëerd worden, maar dat vereist wel creativiteit en geen standaardoplossing. Dat was voor Patricia Rozenblad, projectleider reconstructie N213 van de provincie Zuid- Holland, reden om naar het COB te stappen: “We willen deze opgave in COB-verband onderzoeken, omdat niet alleen provincie Zuid-Holland ermee te maken heeft. Het gaat ons naast een oplossing voor de N213, ook om een structurele verandering. Hoe kunnen we reconstructieprojecten zodanig aanpakken dat het kabel- en leidingwerk bijdraagt aan de maatschappelijke waarde?”

Om de bredere doelstelling te bereiken, is de verbreding van de N213 tussen de Dijkweg en de Middelbroekweg in de gemeente Westland door de provincie naar voren geschoven als pilot. Het is de bedoeling dat dit jaar het aanbestedingstraject van start gaat. De reconstructie moet ervoor zorgen dat de doorstroming van het verkeer verbetert. De fietspaden langs de N213 en de Dijkweg worden ook aangepast, waardoor de beschikbare ruimte voor het verleggen van de kabels en leidingen zeer beperkt is.

Een ‘gewone’ benadering van het kabel- en leidingwerk bij zo’n project zou betekenen dat netbeheerders de opdracht krijgen hun infrastructuur aan de kant te leggen. De kosten komen meestal (grotendeels) voor rekening van de beheerder. Aangezien die er weinig voor terugkrijgt, ligt het voor de hand de meest eenvoudige en doeltreffende oplossing te kiezen. Er is echter best kans dat een andere oplossing meer maatschappelijke waarde had opgeleverd.

‘Agree to disagree’

Om bij de pilot tot zo’n andere oplossing te komen, organiseerde het COB in samenwerking met APPM een workshop voor alle partijen die op de een of andere manier betrokken zijn bij het kabel- en leidingwerk van de N213: netbeheerders KPN (telefonie/data), Evides (water) en Westland Infra (gas en elektra), gemeente Westland, Flora Holland en de provincie zelf. De workshop had als concreet doel kansrijke oplossingsrichtingen voor het project te ontdekken; het onderliggende doel was te toetsen of een dergelijke aanpak effectief is.

Hoewel de deelnemers tot verschillende ‘kampen’ behoren, hadden ze ongeveer dezelfde visie: ze werken allemaal uiteindelijk voor het maatschappelijk belang, oplossingen zijn nu vaak niet optimaal en de samenwerking en afstemming kunnen beter. Ook zijn de betrokkenen zich bewust van de tegengestelde belangen. Netbeheerders vinden de provincie weinig flexibel (‘er mag niets en wij moeten alles betalen’) terwijl de provincie de netbeheerders behoudend vindt (‘ze denken alleen in beperkingen’). Tijdens de workshop bleek dat deze opvattingen geen belemmering vormen voor een oplossing: de situatie is algemeen bekend, niemand vat het persoonlijk op en er wordt niet moeilijk over gedaan. Door deze acceptatie verliep de workshop soepel en in goede harmonie.

Van begrip naar oplossingen

Deelnemers vanuit netbeheerders en gemeente/provincie werden aan elkaar gekoppeld om meer begrip te kweken. De duo’s legden elkaar uit wat hun grootste belang, zorg en risico is, zowel bij de N213 als in het algemeen bij kabel- en leidingwerk. Vervolgens moesten de deelnemers plenair delen wat de ander had verteld. Het was bijzonder om te zien hoe de rollen opeens omdraaien. Provinciemedewerkers die uitleggen dat verleggen niet wenselijk is, bijvoorbeeld omdat het ten koste gaat van andere – vaak belangrijkere – investeringen van netbeheerders. En netbeheerders die vertellen dat kabels en leidingen niet onder de weg mogen om zo toekomstige overlast voor burgers zo veel mogelijk te beperken. Na dit onderdeel van de workshop waren de deelnemers zichtbaar positiever gestemd. De scepsis die er vooraf bij sommigen heerste, was weg of in ieder geval naar de achtergrond verdwenen.

De goede sfeer werd versterkt tijdens ‘Langs de lijn’, een discussie-onderdeel waarbij de deelnemers met een plek langs een lijn konden aangeven in hoeverre ze het eens zijn met een stelling. Er werden soms verrassende posities ingenomen, die vervolgens openhartig werden beargumenteerd. Hierdoor verscherpte het beeld van de situatie: de belangen en zorgen van de partijen werden genuanceerd en verder uitgewerkt. Gezamenlijk werd bijvoorbeeld geconstateerd dat het eerlijker verdelen van de verleggingskosten voor alle betrokkenen een prikkel zou opleveren om naar een maatschappelijk optimale oplossing te zoeken.

Als laatste ‘opwarmertje’ presenteerden twee deelnemers een aantal innovatieve oplossingen waarbij zij betrokken zijn geweest. Marcel Schroots (KPN) vertelde over de lasputten onder de boulevard van Scheveningen en de leidingentunnel onder de Mahlerlaan in Amsterdam (Zuidas). Kees Bergen (provincie Zuid-Holland) haalde de Nagelbrug aan, een project waarbij – met resultaat – veel energie is gestoken in de samenwerking met netbeheerders. Daarna was het tijd om oplossingen te bedenken voor de kabels en leidingen bij de verbreding van de N213. In groepjes van vier schaarden de deelnemers zich rond flip-overs met stiften in de aanslag. Dit leidde tot concrete en gedetailleerde schetsontwerpen. Van complete leidingentunnels tot aparte oplossingen voor kabels en gas- en waterleidingen. Tijdens de bespreking na afloop werd de rode draad zichtbaar: het hoeft niet groots en meeslepend, maar slim en eenvoudig, laat liggen wat kan, probeer de gasleiding onder het asfalt te leggen (nog niet in lijn met het beleid van de provincie), verhuis elektra- en datakabels naar mantelbuizen onder de verharding met toegangsputten aan de kant van de weg.

Vervolg

Patricia Rozenblad is erg blij met het resultaat van de workshop en de manier waarop het is bereikt: “In een eerder stadium waren de meeste deelnemers al eens ondervraagd. Ik kon me best voorstellen dat men hierdoor niet zo enthousiast aan deze nieuwe workshop zou meedoen. Bovendien is het project al zo ver gevorderd dat het bijna zinloos lijkt nu nog iets innovatiefs te willen. Veel deelnemers waren inderdaad sceptisch bij aanvang, maar toch werd er actief bijgedragen. Je zag de houdingen veranderen en het geloof in een goed resultaat groeien. We willen dit momentum vasthouden. Er zijn een aantal actiepunten voor de provincie uitgekomen waar we mee aan de slag gaan. Daarnaast laten we een inschatting maken van de investeringskosten voor de oplossing die er op hoofdlijnen is uitgekomen. Voor de precieze uitwerking gaan we nog om tafel met de nutsbedrijven. Ook moeten we uitzoeken hoe we de aanbesteding en het beheer willen inrichten bij deze oplossing. We zijn er dus nog niet, maar we hebben al meer dan we hadden durven hopen.”

Pionieren met waterleidingen

Dunea heeft een nieuwe techniek ontwikkeld om distributieleidingen voor drinkwater goedkoper en met minder overlast voor bewoners te saneren. Door een stevige ballon op te blazen in de leiding, hoeft het water voor andere aansluitingen op dezelfde leiding niet te worden onderbroken. Zo kan een leiding in kleinere delen worden vervangen.

Op de IJsselkade in Leiden zijn Dunea-monteurs Peter van de Burg en Mario Kreber al vroeg bezig met de voorbereidingen. Er moet over een lengte van dertig meter een gietijzeren leiding worden vervangen. Nadat de waterleiding met een graafmachine is blootgelegd, wordt een gat in de oude distributieleiding geboord. Daarna brengen de monteurs via het gat een blaas (ballon) in de buis. De blaas wordt opgepompt en sluit de buis luchtdicht af. Vervolgens kan de oude buis worden verwijderd. Op de nieuwe leiding komt een speciale afsluitbare koppeling, waarop de volgende dag wordt voortgebouwd. Het is een nieuwe techniek waarmee Dunea nu ervaring opdoet.

“Geweldig. Je hoeft geen noodleidingen meer aan te leggen”, zegt Peter. “Bovendien zitten onze klanten minder lang zonder water. In plaats van een hele wijk af te sluiten, hoeven we alleen het water in de straat waar we de leiding vervangen tijdelijk af te sluiten.”

Geen noodleiding

Het idee ontstond binnen MOC-operationeel, de afdeling die nadenkt over materialen en methodieken. André Koning en Michel Helgers werkten het verder uit: “We wilden een manier bedenken om distributieleidingen te saneren zonder aanleg van noodleidingen. Een noodleiding leggen en weer weghalen, betekent veel graafwerkzaamheden, en het bedraagt al snel een derde van de totale saneringskosten. Bovendien wordt de noodleiding vaak maar één keer gebruikt en daarna weggegooid. Werken zonder noodleidingen is dus minder belastend voor het milieu.”

Per jaar vervangt Dunea vijfendertig kilometer aan leidingen in vele projecten. Peter: “We vervangen met de nieuwe methodiek gemiddeld dertig tot veertig meter op een dag. In de pilot testen we onder meer hoe de blaas zich houdt bij gietijzeren leidingen. De binnenkant van dit type leidingen is soms wat ruw. We testen of de blaas daartegen bestand is en niet beschadigt raakt of knapt. Tot nu toe is dat niet gebeurd. De eerste bevindingen zijn positief!”

Om half twaalf ’s ochtends is de dagproductie van de pilot al gehaald: dertig meter oude distributieleiding is vervangen door een nieuwe pvc buis met een diameter van honderdtien millimeter. Daarna kan de graafsleuf weer dichtgegooid worden met zand. De mannen nemen na gedane arbeid eerst even pauze in de schaftkeet met koffie en een paar flinke boterhammen met spek. André Koning vertelt dat ze de nieuwe techniek al een naam hebben gegeven: de HELKO-methodiek. “HEL is van Helgers en KO is van Koning”, legt Andre glimlachend uit.

Reacties

Het is goed mogelijk dat de techniek straks in het hele land navolging krijgt. Andere waterbedrijven kwamen al langs op de IJsselkade om te kijken hoe de techniek werkt. Een klantbelevingsonderzoek maakte ook onderdeel uit van de pilot. In de nabijgelegen Spaarnestraat vertelde een bewoner: “Het is gebruikelijk dat bij het vervangen van de leidingen de straat twee tot drie keer open gaat, maar bij ons was het binnen een dag gepiept. ’s Ochtends werd de straat opengebroken en toen ik ’s middags van mijn werk thuiskwam, lagen de stoeptegels er alweer in.”

Omdat het water tijdelijk wordt afgesloten en het een pilot is, stelt Dunea waterflessen beschikbaar voor de bewoners. De volgende ochtend wordt het water bemonsterd volgens de standaardprocedure. De bewoners krijgen het advies om de eerste vier dagen alleen water te drinken nadat het is gekookt. “Ik hoorde van mijn vrouw dat het water slechts kort is afgesloten”, aldus de bewoner. “Ze hielden ons netjes op de hoogte.”

Peter en André brengen de blaas in de buis. (Foto: Dunea)

Dit was de Onderbreking Kabels en leidingen

Bekijk een ander koffietafelboek: