Nederland wordt momenteel overspoeld met waterstandgegevens, opgegeven in het aantal meters boven Normaal Amsterdams Peil. Maar ook het NAP is aan schommelingen onderhevig.
De komende twee jaar stelt de Meetkundige Dienst van Rijkswaterstaat het peil weer eens vast. De faculteit Geodesie is betrokken bij de Vijfde Nauwkeurigheidswaterpassing.
De waterstand in Borgharen was maandag 30 januari om 7.00 uur 45,64 meter boven NAP. Het NAP is een vertrouwd begrip, maar bodembewegingen beïnvloeden zowel het nulniveau, dat dus geen watervast gegeven is, als andere delen van het land. Dat maakt de hoogtegegevens gedeeltelijk onbetrouwbaar, tenzij er wordt herijkt zoals nu voor de vijfde maal gebeurt. De Vijfde Nauwkeurigheidswaterpassing, zoals de herijking officieel heet, zal niet alleen een nauwkeuriger en recenter beeld geven van hoogtes, tevens zal een model worden ingebouwd dat het mogelijk maakt ook hoogtes op termijn te voorspellen.
,,Hoogteinformatie is in ieders belang”, vertelt de wetenschappelijk projectleider van de ‘Vijfde’, dr.ing. Lorenz van de Meetkundige Dienst van Rijkswaterstaat. ,,We moeten niet vergeten dat Nederland een risicogebied is. Zestig procent van het land ligt beneden het gemiddeld hoogwaterpeil van de zee. En terwijl de zeespiegel stijgt, kantelt het land nog steeds, het westen gaat neerwaarts, het oosten opwaarts.” Tezamen zorgen deze twee effecten voor een verandering van zo’n twintig centimeter gedurende de laatste eeuw.
Maar het land is geen massief kantelende brok, het verzakt in Groningen door de aardgaswinning – 20 centimeter de laatste veertig jaar met een prognose van 35 cm voor het jaar 2005 – en het stijgt in het Limburgse mergelland, waar sinds de sluiting van de mijnen geen grondwater meer wordt weggepompt en de grond zich volzuigt met water. Daar is het land sinds 1974 centimeter gestegen.
Waterpassing
Al ruim driehonderd jaar wordt er gewerkt met het Amsterdams Peil. De eerste metingen aan het gemiddelde vloedpeil van het IJ in Amsterdam dateren van 1683. Het verder meten op basis van een bekende hoogtereferentie, zoals het NAP, gebeurt door ‘waterpassing’. De eenvoudigste manier is de optische: een landmeter kijkt door een horizontale kijker naar twee bakens aan weerszijden 50 meter verderop. Met hydrostatische waterpassing kan over grotere afstanden worden gemeten, maar voorwaarde is wel dat er geen grote hoogteverschillen over het traject zijn: aan beide zijden van een kilometerslange, met water gevulde, slang wordt met peilbuizen de waterstand afgelezen als was het een demonstratiemodel voor de wet van de communicerende vaten. De derde, nog in ontwikkeling zijnde manier van hoogtemeting gaat met satellieten.
Met optische en hydrostatische metingen is heel Nederland aan het NAP vastgelegd. De eerste Nauwkeurigheidswaterpassing vond plaats tussen 1875 en 1885, deze eeuw waren de overig drie, waarbij de meetapparatuur steeds werd gemoderniseerd. Maaralle hadden het nadeel dat er over een lange periode moest worden gemeten, hetgeen vanzelf fouten impliceert, want de bodem staat niet stil. En ook de vaste ijkpunten, die men had verankerd op de zandgrond van het pleistoceen, soms wel met heipalen van 20 meter, zijn aan bewegingen onderhevig door de kanteling van Nederland en bodemverzakking of -verhoging.
Met de op handen zijnde metingen moeten deze bewegingen in kaart worden gebracht. Niet alleen door binnen een korte periode van twee jaar alle metingen te verrichten, maar ook door andersoortige metingen met het NAP te vergelijken en te koppelen. Hierbij zal de faculteit Geodesie de Meetkundige Dienst van Rijkswaterstaat van dienst zijn.
Zwaartekracht
Dr.ir. Hans van der Marel vertelt dat de faculteit al veel expertise heeft opgebouwd met zwaartekrachtmetingen. ,,Met behulp van zwaartekrachtmetingen kan het referentieniveau voor de NAP-hoogten worden berekend. Dit nulniveau heet de geoïde en komt overeen met gemiddeld zeeniveau, waarbij de geoïde onder de grond door loopt. Bij de berekening moet wel rekening worden gehouden met de ondergrond. Een massieve ondergrond, zoals steen, zal de zwaartekracht beïnvloeden. Hierdoor zal de geoïde ook geen regelmatig oppervlak zijn. Plaatselijk kunnen heuvels en dalen voorkomen.”
De TU is ooit een netwerk voor zwaartekrachtmetingen begonnen, dat later door Rijkswaterstaat is uitgebouwd tot een fijnmazig netwerk. Het netwerksysteem staat nog los van het systeem voor NAP-metingen, maar bij de komende waterpassing moeten beide worden gekoppeld. ,,In de twee jaar van metingen zullen drie projecten parallel lopen”, vertelt Lorenz. ,,In de eerste plaats de hydrostatische en optische waterpassing, in de tweede plaats de absolute en relatieve zwaartekrachtmetingen en ten slotte hoogtebepalingen met behulp van satellieten.”
Ook bij de satellietmetingen zal er samenwerking zijn met de TU, want Geodesie doet al veel met het ‘Global Positioning System’, zegt Van der Marel. ,,Het GPS wordt beheerd door de Amerikaanse militairen die het gebruiken voor gedetailleerde plaatsbepalingen, zoals gebeurd is in de Golfoorlog. Maar het systeem kan ook voor civiele doeleinden worden aangewend. Het is gebaseerd op 24 satellieten die op 20.000 kilometer hoogte radiosignalen van twee verschillende golflengtes versturen. Door de signalen van vier satellieten op te vangen en aan de hand daarvan de afstand te bepalen kun je de driedimensionale plaats van de ontvanger berekenen.”
Centimeters
Een probleem is nog wel dat de plaatsbepaling met zo’n meting op een paar meter nauwkeurig is ten opzichte van het massamiddelpunt van de aarde. Dat is voor een aantal doelen redelijk nauwkeurig, maar bij de hoogtebepalingen, waar doorgaans in centimeters wordt gedacht, schiet je er niet veel mee op. Maar het probleem is te ondervangen. Van der Marel: ,,Als je werkt met twee ontvangers, kun je het verschil van positie van de twee wel heel nauwkeurig bepalen. Bij de metingen van Rijkswaterstaat volgend jaar willen we de hoogtes gaan bepalen ten opzichte van vijf vaste ontvangers, waarvancontinu de plaats bepaald wordt.”
De metingen zijn wel erg gevoelig voor kleine fouten in de antenne. Daarnaast zijn er de atmosferische storingen van de radiogolven, en worden de radiogolven met opzet door de Amerikaanse militairen verstoord, opdat ze iets minder nauwkeurig zijn voor civiele doeleinden. Toch zien de geodeten de metingen optimistisch tegemoet.
Voor de Vijfde Nauwkeurigheidswaterpassing is het theoretische en organisatorische werk de afgelopen twee jaar verricht. De werkelijke metingen vangen aan in 1996 en moeten binnen twee jaar zijn afgerond, waarna de interpretatie en analyse van de metingen een nauwkeuriger hoogtebeeld moet opleveren, waarbij de verschillende netwerken voor hoogtemetingen (waterpassen, GPS-hoogte en zwaartekracht) met elkaar gekoppeld moeten zijn. Dat het om een grootschalig project gaat, toont Lorenz aan de hand van enige getallen. ,,Er zal 5000 kilometer worden gewaterpast, waarvan 4000 optisch, de rest hydrostatisch. We zullen verder een netwerk krijgen van 200 primaire GPS-punten en een netwerk van 50 primaire zwaartekrachtpunten. Het project kost 5,1 miljoen gulden en geeft 48 manjaren werk.” (L.v.K.)
Lorenz: ,,We moeten niet vergeten dat Nederland een risicogebied is”
Nederland wordt momenteel overspoeld met waterstandgegevens, opgegeven in het aantal meters boven Normaal Amsterdams Peil. Maar ook het NAP is aan schommelingen onderhevig. De komende twee jaar stelt de Meetkundige Dienst van Rijkswaterstaat het peil weer eens vast. De faculteit Geodesie is betrokken bij de Vijfde Nauwkeurigheidswaterpassing.
De waterstand in Borgharen was maandag 30 januari om 7.00 uur 45,64 meter boven NAP. Het NAP is een vertrouwd begrip, maar bodembewegingen beïnvloeden zowel het nulniveau, dat dus geen watervast gegeven is, als andere delen van het land. Dat maakt de hoogtegegevens gedeeltelijk onbetrouwbaar, tenzij er wordt herijkt zoals nu voor de vijfde maal gebeurt. De Vijfde Nauwkeurigheidswaterpassing, zoals de herijking officieel heet, zal niet alleen een nauwkeuriger en recenter beeld geven van hoogtes, tevens zal een model worden ingebouwd dat het mogelijk maakt ook hoogtes op termijn te voorspellen.
,,Hoogteinformatie is in ieders belang”, vertelt de wetenschappelijk projectleider van de ‘Vijfde’, dr.ing. Lorenz van de Meetkundige Dienst van Rijkswaterstaat. ,,We moeten niet vergeten dat Nederland een risicogebied is. Zestig procent van het land ligt beneden het gemiddeld hoogwaterpeil van de zee. En terwijl de zeespiegel stijgt, kantelt het land nog steeds, het westen gaat neerwaarts, het oosten opwaarts.” Tezamen zorgen deze twee effecten voor een verandering van zo’n twintig centimeter gedurende de laatste eeuw.
Maar het land is geen massief kantelende brok, het verzakt in Groningen door de aardgaswinning – 20 centimeter de laatste veertig jaar met een prognose van 35 cm voor het jaar 2005 – en het stijgt in het Limburgse mergelland, waar sinds de sluiting van de mijnen geen grondwater meer wordt weggepompt en de grond zich volzuigt met water. Daar is het land sinds 1974 centimeter gestegen.
Waterpassing
Al ruim driehonderd jaar wordt er gewerkt met het Amsterdams Peil. De eerste metingen aan het gemiddelde vloedpeil van het IJ in Amsterdam dateren van 1683. Het verder meten op basis van een bekende hoogtereferentie, zoals het NAP, gebeurt door ‘waterpassing’. De eenvoudigste manier is de optische: een landmeter kijkt door een horizontale kijker naar twee bakens aan weerszijden 50 meter verderop. Met hydrostatische waterpassing kan over grotere afstanden worden gemeten, maar voorwaarde is wel dat er geen grote hoogteverschillen over het traject zijn: aan beide zijden van een kilometerslange, met water gevulde, slang wordt met peilbuizen de waterstand afgelezen als was het een demonstratiemodel voor de wet van de communicerende vaten. De derde, nog in ontwikkeling zijnde manier van hoogtemeting gaat met satellieten.
Met optische en hydrostatische metingen is heel Nederland aan het NAP vastgelegd. De eerste Nauwkeurigheidswaterpassing vond plaats tussen 1875 en 1885, deze eeuw waren de overig drie, waarbij de meetapparatuur steeds werd gemoderniseerd. Maaralle hadden het nadeel dat er over een lange periode moest worden gemeten, hetgeen vanzelf fouten impliceert, want de bodem staat niet stil. En ook de vaste ijkpunten, die men had verankerd op de zandgrond van het pleistoceen, soms wel met heipalen van 20 meter, zijn aan bewegingen onderhevig door de kanteling van Nederland en bodemverzakking of -verhoging.
Met de op handen zijnde metingen moeten deze bewegingen in kaart worden gebracht. Niet alleen door binnen een korte periode van twee jaar alle metingen te verrichten, maar ook door andersoortige metingen met het NAP te vergelijken en te koppelen. Hierbij zal de faculteit Geodesie de Meetkundige Dienst van Rijkswaterstaat van dienst zijn.
Zwaartekracht
Dr.ir. Hans van der Marel vertelt dat de faculteit al veel expertise heeft opgebouwd met zwaartekrachtmetingen. ,,Met behulp van zwaartekrachtmetingen kan het referentieniveau voor de NAP-hoogten worden berekend. Dit nulniveau heet de geoïde en komt overeen met gemiddeld zeeniveau, waarbij de geoïde onder de grond door loopt. Bij de berekening moet wel rekening worden gehouden met de ondergrond. Een massieve ondergrond, zoals steen, zal de zwaartekracht beïnvloeden. Hierdoor zal de geoïde ook geen regelmatig oppervlak zijn. Plaatselijk kunnen heuvels en dalen voorkomen.”
De TU is ooit een netwerk voor zwaartekrachtmetingen begonnen, dat later door Rijkswaterstaat is uitgebouwd tot een fijnmazig netwerk. Het netwerksysteem staat nog los van het systeem voor NAP-metingen, maar bij de komende waterpassing moeten beide worden gekoppeld. ,,In de twee jaar van metingen zullen drie projecten parallel lopen”, vertelt Lorenz. ,,In de eerste plaats de hydrostatische en optische waterpassing, in de tweede plaats de absolute en relatieve zwaartekrachtmetingen en ten slotte hoogtebepalingen met behulp van satellieten.”
Ook bij de satellietmetingen zal er samenwerking zijn met de TU, want Geodesie doet al veel met het ‘Global Positioning System’, zegt Van der Marel. ,,Het GPS wordt beheerd door de Amerikaanse militairen die het gebruiken voor gedetailleerde plaatsbepalingen, zoals gebeurd is in de Golfoorlog. Maar het systeem kan ook voor civiele doeleinden worden aangewend. Het is gebaseerd op 24 satellieten die op 20.000 kilometer hoogte radiosignalen van twee verschillende golflengtes versturen. Door de signalen van vier satellieten op te vangen en aan de hand daarvan de afstand te bepalen kun je de driedimensionale plaats van de ontvanger berekenen.”
Centimeters
Een probleem is nog wel dat de plaatsbepaling met zo’n meting op een paar meter nauwkeurig is ten opzichte van het massamiddelpunt van de aarde. Dat is voor een aantal doelen redelijk nauwkeurig, maar bij de hoogtebepalingen, waar doorgaans in centimeters wordt gedacht, schiet je er niet veel mee op. Maar het probleem is te ondervangen. Van der Marel: ,,Als je werkt met twee ontvangers, kun je het verschil van positie van de twee wel heel nauwkeurig bepalen. Bij de metingen van Rijkswaterstaat volgend jaar willen we de hoogtes gaan bepalen ten opzichte van vijf vaste ontvangers, waarvancontinu de plaats bepaald wordt.”
De metingen zijn wel erg gevoelig voor kleine fouten in de antenne. Daarnaast zijn er de atmosferische storingen van de radiogolven, en worden de radiogolven met opzet door de Amerikaanse militairen verstoord, opdat ze iets minder nauwkeurig zijn voor civiele doeleinden. Toch zien de geodeten de metingen optimistisch tegemoet.
Voor de Vijfde Nauwkeurigheidswaterpassing is het theoretische en organisatorische werk de afgelopen twee jaar verricht. De werkelijke metingen vangen aan in 1996 en moeten binnen twee jaar zijn afgerond, waarna de interpretatie en analyse van de metingen een nauwkeuriger hoogtebeeld moet opleveren, waarbij de verschillende netwerken voor hoogtemetingen (waterpassen, GPS-hoogte en zwaartekracht) met elkaar gekoppeld moeten zijn. Dat het om een grootschalig project gaat, toont Lorenz aan de hand van enige getallen. ,,Er zal 5000 kilometer worden gewaterpast, waarvan 4000 optisch, de rest hydrostatisch. We zullen verder een netwerk krijgen van 200 primaire GPS-punten en een netwerk van 50 primaire zwaartekrachtpunten. Het project kost 5,1 miljoen gulden en geeft 48 manjaren werk.” (L.v.K.)
Lorenz: ,,We moeten niet vergeten dat Nederland een risicogebied is”
Comments are closed.