Programmamanager Watersystemen Bas van der Wal

De Europese Kaderrichtlijn Water (KRW) uit het jaar 2000 loopt als een rode draad door het werkende leven van programmamanager Watersystemen Bas van der Wal. Veel van zijn werk bij STOWA heeft er direct of indirect mee te maken, of mee te maken gehad: “Bij veel waterbeheerders bleek de impact van de richtlijn niet direct door te dringen.”

“Iedere nieuwe waterkwaliteitsnota begon tot 2000 met een verontschuldigend verhaal waarin werd uitgelegd waarom we de doelen uit de voorgaande beleidsperiode weer niet hadden gehaald,” aldus Bas van der Wal. “Maar we hadden natuurlijk wel ons stinkende best gedaan. Dat was met de KRW in één klap afgelopen. Er moesten resultaten worden gehaald, op straffe van boetes. 

(Lachend) Onze latere directeur Joost Buntsma waarschuwde daar toen als beleidsambtenaar bij DG Water al voor tijdens een door ons georganiseerde KRW-Platformdag in 2003. STOWA was nauw betrokken bij het opstellen van ecologische doelen voor uiteenlopende watertypen, die werden vervat in vier rapporten.”

Een ander punt was dat veel mensen in eerste instantie niet beseften dat de juridische status van de KRW van een hogere orde was dan nationale wet- en regelgeving. En dat je de richtlijn dus keurig moest implementeren in je eigen wet- en regelgeving, zegt Van der Wal. “STOWA liet daarvoor een aantal toonaangevende waterjuristen een duimendik boek schrijven: EG-recht en de praktijk van het waterbeheer. Geen gemakkelijke kost, wel heel verhelderend voor velen.”

Weer later bracht STOWA - ook in verband met de KRW - het Handboek Hydrobiologie uit: “Dat werd de standaard voor het monitoren van het waterleven, in lijn met de vereisten van de richtlijn. En een paar jaar geleden brachten we de Handreiking KRW-doelen uit. Die geeft waterbeheerders duidelijke handvatten en een stappenplan voor het actualiseren van de ecologische doelen en bijbehorende maatregelpakketten.
Ik denk dat STOWA dankzij al dit werk door de jaren heen een belangrijke bijdrage heeft geleverd aan een goede implementatie en uitvoering van de KRW. Voorwaar iets om trots op te zijn.”

Programmamanager Watersystemen Michelle Talsma

Tegenwoordig is het koppelen van neerslaggegevens aan het operationele waterbeheer (zoals waterstanden) heel gebruikelijk. Maar het was kort na de eeuwwisseling nog behoorlijk pionieren, herinnert programmamanager Watersystemen Michelle Talsma zich. Het idee voor een ‘koppelonderzoek’ ontstond naar aanleiding van de regionale wateroverlast in 1998.

Nog nooit had De Bilt in een jaar tijd zoveel regen gemeten als in 1998. Het KNMI noteerde in totaal 1.240 mm neerslag, ruim anderhalf maal de normale hoeveelheid. In Schellingwoude bij Amsterdam viel dat jaar de meeste regen: 1.373,3 mm. Talsma: “De regionale waterbeheerders overal in het land deden wat ze konden, maar waren niet voorbereid op zulke grote hoeveelheden water. Het maakte ons ervan bewust dat de ‘normale’ weerkundige gegevens onvoldoende waren om het dagelijkse waterbeheer op te baseren. Vooral bij extreme situaties als droogte en natheid.”

Er werd een project gestart dat moest onderzoeken welke mogelijkheden er waren om meteorologische informatie te koppelen aan het strategische en operationele waterbeheer, om dat beheer te verbeteren. Talsma: “Het was flink pionieren. Alleen al het vergaren van alle benodigde meteorologische gegevens (grondneerslag, verdamping, regenradar, korte- en lange-termijnneerslagverwachtingen) en het opslaan ervan in gestandaardiseerde databases, bleek een enorme klus. We slaagden erin een methode te ontwikkelen waarmee actuele neerslaggegevens uit verschillende bronnen konden worden verwerkt tot vlakdekkende digitale informatie voor gebruik in het Nederlandse waterbeheer.”

Uiteindelijk heeft één van de deelnemende partijen - HydroLogic - dit model doorontwikkeld tot wat we nu kennen als HydroNET, een beslissingsondersteunend systeem dat gemeenten, waterschappen, provincies en kennisinstellingen helpt bij het weer- en klimaatbestendig maken en houden van hun watersysteem. “Het is mooi dat we hier als STOWA mede de basis voor hebben gelegd,” vindt Talsma.

“In het project werkte ik behalve met Arnold Lobbrecht van HydroLogic samen met Gerrit Hiemstra, die ik tot dantoe alleen maar kende als weerman bij de NOS. Ik had me nooit gerealiseerd dat weermannen en weervrouwen geen pratende hoofden waren, maar meteorologen met zeer veel kennis van zaken. (Lachend) En ik kon mijn kinderen naderhand imponeren met het verhaal dat ik met die ‘meneer van het weer’ heel plezierig had samengewerkt. Dat het onderwerp nog steeds zeer actueel is, blijkt uit de neerslag van afgelopen zomer, die onder meer in Limburg voor enorme wateroverlast  leidde. We zijn dan ook nog niet klaar, want neerslagverwachtingen worden steeds beter en de mogelijkheden voor ‘early warning’ steeds groter.

Programmamanager Afvalwatersystemen Cora Uijterlinde

In de jaren negentig leken we tegen de grenzen aan te lopen van de mogelijkheden om via klassieke afvalwaterzuivering de effluentkwaliteit verder te verbeteren. STOWA startte een groot innovatieprogramma, waarin de mogelijkheden werden onderzocht van de membraanbioreactortechnologie (MBR). De technologie – het via membramen fysisch scheiden van actief slib en gezuiverd water – leek het helemaal te gaan maken.

De verwachting was dat er strengere eisen zouden worden gesteld aan stikstof- en fosfaatconcentraties in het gezuiverde afvalwater, vooral om te kunnen voldoen aan de doelen van de Kaderrichtlijn Water. “Iedereen was enthousiast over de potenties van MBR,” aldus programmamanager afvalwatersystemen Cora Uijterlinde: “Er kwamen pilotstudies, demonstratie-installaties en in december 2004 werd de eerste grootschalige MBR-installatie voor de zuivering van huishoudelijk afvalwater in bedrijf gesteld op rwzi Varsseveld.”

De installaties deden hun werk uitstekend. Maar helaas, zegt Cora: “We waren onze tijd iets te ver vooruit. Er is een aantal installaties gebouwd, maar de technologie is niet echt doorgebroken in Nederland. Er kwam in die tijd namelijk ook steeds meer aandacht voor duurzaamheid en energie-efficiëntie. Dat verhield zich slecht tot het hogere energieverbruik van MBR en de vervangingskosten van de membranen.”

Onderzoek mislukt? Nou, niet helemaal. Bij het onderzoek naar de MBR-installatie op rwzi Hilversum bleken de voor de installatie geïnstalleerde fijnzeven (bedoeld om beschadiging van de membranen door grove delen te voorkomen, red.) een bijzonder goedje te produceren: zeefgoed met cellulosevezels. In gewone mensentaal: wc-papier. Cora Uijterlinde: “Uiteindelijk bleek een ‘mislukte’ ontwikkeling aan de basis te staan van de rwzi als Energie- en Grondstoffenfabriek, de EFGF. Cellulose is nu één van de grondstoffen van de EFGF. En het gebruik van membranen zien we in het kader van de Waterfabriek-concepten inmiddels ook weer opkomen. Zo zie je maar.”

Oud-medewerker Piet Stamperius

De waterschappen kregen er met de komst van de Wet verontreiniging oppervlaktewateren (Wvo) in 1971 een belangrijke taak bij: het zuiveren van huishoudelijk afvalwater. Dat bracht ze ertoe te gaan samenwerken. Daarvoor werd nog in datzelfde jaar de Stichting Toegepast Onderzoek Reiniging Afvalwater (STORA) opgericht, de voorloper van STOWA. Oud-medewerker Pieter Stamperius beet zich vast in een goede werking van nabezinktanks.

De Wvo moest een eind maken aan de grootschalige verontreiniging van de Nederlandse oppervlaktewateren. Tot die tijd werd afvalwater slechts mondjes biologisch gezuiverd. Dat moest anders. Dus werden er in de jaren zeventig en tachtig heel veel nieuwe afvalwaterzuiveringsinstallaties gebouwd en bestaande installaties van gemeenten overgenomen, aldus Pieter Stamperius. “De eerste tijd waren we bij STORA vooral bezig met troubleshooting: het oplossen van allerlei praktijkproblemen die zich voordeden op de zuiveringen die overal in het land verrezen. Al vrij snel bleek dat een goede werking van de nabezinktanks cruciaal was voor het bereiken van een goede waterkwaliteit.”

Vanaf het eind van de jaren tachtig liet STORA uitgebreid onderzoek doen om de werking van de nabezinktanks te verbeteren, op basis van kennis over waterstroming en slibeigenschappen. Wat daarbij volgens Stamperius ook meespeelde, was het enorme ruimtebeslag van de tanks (zo’n 70 procent van het totale ruimtebeslag van een zuivering) en het feit dat je rondom de tanks nog 250 tot 500 meter nodig had om geurhinder voor de omgeving te voorkomen. “We zijn druk gaan modelleren. Halverwege de jaren negentig deden we daarvoor berekeningen op een supercomputer in Karlsruhe. Die deed er nog altijd een week of twee over om één modelrun te draaien.”

Op basis van al het werk dat Stamperius liet uitvoeren, lanceerde STOWA in 2002 het nabezinktankmodel FAST2D. Dit model kan worden gebruikt bij het ontwerpen van nieuwe, alsook het optimaliseren van bestaande nabezinktanks. “Het model zat als CD-ROM ingesloten bij het onderzoeksrapport. Je kon het inmiddels gewoon draaien op een PC en de berekeningen duurden niet langer dan een uur of twee.”

STORA en later STOWA deed jarenlang haar best om de werking van de tanks te verbeteren en het ruimtebeslag te verminderen. “De eerlijkheid gebiedt te zeggen dat het uiteindelijke resultaat nogal teleurstellend was. Maar er was nog een ander spoor dat we bewandelden, dat van de slibeigenschappen. Konden we die eigenschappen zo aanpassen, dat het slib veel sneller zou bezinken? Daaruit is uiteindelijk Nereda voortgekomen, een nieuwe zuiveringstechnologie waarin slib geen vlokken maar korrels vormt, die razendsnel bezinken. Nabezinktanks zijn bij die nieuwe technologie niet meer nodig.”

Programmamanager Waterveiligheid Ludolph Wentholt

Hoe sterk is een dijk op venige ondergrond nu echt? STOWA en de waterschappen wilden jarenlang maar wat graag het antwoord op die vraag weten. Dat kwam er op 14 oktober 2015, om 6.30 uur. Toen bezweek in de Leendert de Boerspolder onder gecontroleerde omstandigheden een eeuwenoude boezemkade. Het is een moment waar programmamanager Waterveiligheid Ludolph Wentholt van STOWA nog vaak aan terugdenkt.

“We wisten het zeker: volgens onze berekeningen zou het op 14 oktober gaan gebeuren,” zegt Ludolph Wentholt. De dijk bezweek die dag inderdaad, maar net iets eerder dan de onderzoekers hadden gedacht. “Ik zou die dag naar de polder gaan, maar lag nog in bed toen hij bezweek. Toen ik hoorde dat de kade al was doorgebroken, dacht ik: jammer. (Lachend) nou ja: ik dacht het iets ongenuanceerder.”

De bezwijkproef in de Leendert de Boerspolder was mogelijk omdat de kade plaats moest maken voor een nieuw waterbergingsgebied van Rijnland. Projectleider Ben Blauw van het hoogheemraadschap zag hierin volop kansen. Wentholt: “Onno van Logchem van het hoogheemraadschap kwam vervolgens naar Henk van Hemert van STOWA toe met het idee om er een bezwijkproef aan te koppelen. Iedereen vond het direct een fantastisch idee. We hadden zin om een kade eens een keer echt te zien bezwijken. Juist om erachter te komen of onze vermoedens klopten dat we de sterkte van kaden en dijken eigenlijk veel te conservatief berekenden. Dat beek inderdaad het geval. We zijn nog altijd bezig om de tijdens deze proef opgedane empirische kennis te vertalen naar meer algemene kennis over de sterkte van regionale keringen. De proef heeft daarmee ook een geweldige impuls gegeven aan het waterveiligheidsdenken: minder uniform en hoekig, meer maatwerk. Zo kunnen we nu tegen lagere kosten en met minder ruimtebeslag toch dezelfde waterveiligheid waarborgen.”

Wentholt is het Hoogheemraadschap van Rijnland nog altijd zeer erkentelijk voor het feit dat ze STOWA, maar ook alle betrokken experts van Deltares en de TU Delft kans hebben geboden dit onderzoek uit te voeren. “Ze hebben ons vertrouwen gegeven, maar ook er zelf veel tijd en energie in gestopt. Dit soort samenwerkingen zijn cruciaal voor het slagen van dergelijke projecten. En alle waterkeringbeheerders in laag Nederland plukken nog altijd de vruchten van de dijkbezwijkproef in de Leendert de Boerspolder.”

Op dit moment vinden er, mede op initiatief van STOWA, wederom bezwijkproeven plaats, dit keer op een primaire waterkering. Dat gebeurt in het ‘Living Lab Hedwige-Prosperpolder (LLHPP)’ op de grens van Nederland en België. Meer informatie op www.stowa.nl/llhpp.

Van de bezwijkproeven in de Leendert de Boerspolder is een film gemaakt.
De trailer vind u hieronder. De volledige film is te bekijken op YouTube.

Programmamanager Waterketen Bert Palsma

Waar komt het water vandaan dat op een zuivering aankomt? Dat lijkt wellicht een triviale vraag, maar dat was het een jaar of twintig geleden zeker niet, aldus programmamanager  Waterketen Bert Palsma. Om de vraag te kunnen beantwoorden, werd DWAAS ontwikkeld: de Droog Weer Afvoer Analyse Systematiek.

“Rond de eeuwwisseling begonnen we te beseffen dat er niet alleen afvalwater (de zogenoemde droogweeraanvoer of DWA, red.) en hemelwater op de zuivering terechtkwamen. Maar ook ander water dat eigenlijk helemaal niet op een rwzi thuishoort. Denk aan instromend oppervlaktewater, infiltrerend grondwater, water uit bronneringen, drainagewater en dergelijke”, vertelt Bert Palsma. “We hielden tot dan toe helemaal geen rekening met dit soort water, bijvoorbeeld voor het bepalen van de benodigde transport- en zuiveringscapaciteit. In Duitsland hadden ze al een naam voor dit water. Ze noemden het ‘Fremdwasser’, en in Frankrijk hadden ze het veelbetekenend over ‘Eau Parasite’. Wij bedachten de term ‘rioolvreemd water’.”

Samen met stichting RIONED liet STOWA met onder anderen Henk van Wieringen (toenmalig DHV) een methodiek ontwikkelen om meer inzicht te krijgen in de afvalwaterhoeveelheden tijdens droogweerperiodes en het aandeel rioolvreemd water hierin. Die methode - DWAAS, Droog Weer Afvoer Analyse Systematiek – werd toegepast op een aantal grote afvalwaterzuiveringen. Palsma: “Daaruit kwam naar voren dat er op die zuiveringen bij droog weer gemiddeld meer dan zestig procent meer water op de zuivering kwam dan je zou verwachten, met uitschieters ver daar voorbij. Al dat water werd onnodig verpompt en gezuiverd. Dat kostte de waterschappen jaarlijks miljoenen extra.”

Het resultaat was dat er naast het afkoppelen van hemelwater ook aandacht kwam voor de aanpak van rioolvreemd water, aldus Palsma: “In de afgelopen jaren bleek dat je met eenvoudige maatregelen soms spectaculaire resultaten kon boeken. In Utrecht bleken de overstortdrempels van het hemelwaterriool te laag, waardoor er via het hemelwaterriool constant oppervlaktewater naar de zuivering stroomde. Nadat men de drempels een centimeter of tien had opgehoogd, daalde de aanvoer naar rwzi Utrecht met maar liefst dertig procent. Tel uit je winst.”

Is het probleem met rioolvreemd na twintig jaar opgelost? Palsma: “Soms lijkt er meer aandacht te bestaan voor hemelwater dan voor rioolvreemd water. Er valt nog steeds van alles te verbeteren, vooral als je op een rwzi ook medicijnresten verwijdert, of wilt gaan verwijderen. Vanuit die opgave is er de laatste jaren dan ook meer aandacht voor gekomen. Iedere kuub water minder op de zuivering, scheelt nog altijd een slok op een borrel. Dus ik daag de waterbeheerders graag uit. Geef mij een cent per kuub bespaard water en ik ben over een paar jaar miljonair. Of kijk zelf nog eens goed naar de bronnen en hoeveelheden van het aangevoerde afvalwater en houd het geld in je eigen zak. STOWA heeft er een prachtige systematiek voor ontwikkeld: DWAAS.”

Momenteel werkt STOWA samen met Het Waterschapshuis aan een update van DWAAS, met behulp van informatietechnologie. Beide partijen willen dat deze manier van werken als standaard wordt opgenomen in onder meer de Benchmark afvalwaterzuivering.