themaAanpasbare waterkeringen72010 | online1themaextra onlineAanpasbarewaterkeringenKlimaatverandering en economische ontwikkelingen hebbenervoor gezorgd dat het huidige systeem van waterkeringen indiverse Nederlandse Rijnsteden moet worden verbeterd. Tegelij-kertijd zijn stedelijke rivierfronten onderhevig aan trends enwensen van lokale bevolking en beleidsmakers. De van oudsherstrikte scheiding tussen waterkering en stedelijke functies is inhet steeds verder ontwikkelde Nederlandse landschap moeilijkte handhaven. Het AFD-concept biedt wellicht een oplossing.1Onderzoek naar synergie tussen stedelijke functies enwaterkeren in rivierstedenDe kracht van het AFD-concept (Adaptable Flood Defences) isdat het mogelijkheden cre?ert voor de herontwikkeling van eenstedelijk rivierfront bij gelijktijdige verbetering van de waterke-ring. Het AFD-concept bestaat uit twee kenmerken: `multi-functionaliteit' en `aanpasbaarheid'.MultifunctionaliteitHet AFD-concept kan fysieke synergie cre?ren door middelvan innovatieve constructies die stedelijke functies en waterke-ren samenvoegen in ??n multifunctionele constructie.Aanpasbare waterkeringen 72010 | online 2traffic roadparkingshops promenadepromenadehousesrestaurants/cafesparkinghousescity parkpromenadetraffic roadshopsofficesflood levelnormal levelbed levelflood levelnormal levelbed levelground leveltraffic roadparkingpromenadeflood level 2010normal levelbed levelground levelflood level 2100flood level 20402010 20402100promenadenormal levelbed levelground leveltraffic roadparkingshopshousesConstructies zoals parkeergarages, gebouwen, huizen en wegenworden zo ontworpen en aangepast, dat ze naast hun stedelijkefuncties tegelijkertijd ook het achterland kunnen beschermentegen overstromingen (fig. 2). Het kenmerk `multifunctionali-teit' zorgt ervoor dat de aanwezigheid van een waterkering ineen stedelijk rivierfront niet langer wordt gezien als een aantas-ting van de stedelijke kwaliteit, maar juist als een bijdrage aandeze kwaliteit.Een voorbeeld van een multifunctionele waterkering is deontwerpstudie van een `aanpasbaar gebouw' voor de rivierstadDeventer als alternatief voor de huidige waterkering (fig. 3).Dit ontwerp combineert waterkeren met diverse stedelijkefuncties zoals transport en recreatie in de vorm van restaurantsen een dakpark. Het waterkerende gedeelte bestaat uit eentunnelwand in combinatie met een aangepaste gevel van hetgebouw. De betonnen wanden in combinatie met een optioneelkwelscherm zorgen voor de waterdichtheid van de constructie.De gevel heeft voldoende hoogte om de maatgevende hoogwa-terstanden te kunnen keren. Doordat de waterkerende wandenonderdeel zijn van de tunnel en het gebouw, wordt extra stabili-teit verkregen tegen het schademechanisme `toppling'. Detunnel wordt tevens als verkeerstunnel gebruikt. Daarnaast isde tunnel onderdeel van de fundering van het bovenliggendegebouw. Het gebouw doet dienst als restaurant. Daarnaastvormt het platte dak van het gebouw de basis voor het dakpark.AanpasbaarheidEen waterkering moet niet volgens een bepaalde momentop-name worden ontworpen. Het is belangrijk rekening te houdenmet het tijdsaspect. Het AFD-concept zorgt ervoor dat defysieke synergie tussen de technische functie `waterkeren' enstedelijke functies kan worden behouden. Het kenmerk`aanpasbaarheid' maakt het enerzijds mogelijk voor hoogwater-bestrijders rekening te houden met externe invloeden zoalsklimaatverandering en economische verandering (fig. 4) omdaarmee de technische levensduur te verlengen. Anderzijds ishet voor stedenbouwkundigen mogelijk rekening te houdenmet veranderingen in stedelijke functies. Ook van de stedelijkeelementen kan de technische levensduur worden verlengd. Erzijn verschillende typen aanpasbaarheid mogelijk binnen hetAFD-concept, te weten uitbreidbaarheid, overdimensioneringen renovatie.dr.ir. Bianca StalenbergARCADIS / TU Delft, fac. CiTG1)1 Uit onderzoek blijkt dat synergie mogelijk is tussen ste-delijke functies en waterkeren in een stedelijk rivierfrontzoal de Waalkade in Nijmegen2 Ontwerp voor een aanpasbaar gebouw voor Deventerals alternatief voor de huidige waterkering3 Het AFD-concept voegt stedelijke functies en water-keren in ??n multifunctionele constructie samen4 Dankzij aanpasbaarheid kan rekening worden gehou-den met externe invloeden zoals klimaatverandering1) dr.ir. Bianca Stalenberg isin september 2010 gepro-moveerd op het onderzoek`Design of floodproof urbanriverfronts' op de TU Delft,faculteit CiTG bij promotorprof. drs. ir. Han Vrijling.234Aanpasbare waterkeringen4themaextra onlinemensionering vanuit stedelijk oogpunt niet als hinderlijkworden ervaren. Immers de multifunctionele constructie wordtin het dagelijks leven vooral voor stedelijke activiteitengebruikt.Een voorbeeld is het ontwerp van een aanpasbare waterkeringin de rivierstad Nijmegen als alternatief voor de huidige water-kering (fig. 5, 6). Een holle betonnen dijk op palen in combina-tie met een kwelscherm zorgt voor voldoende stabiliteit,kerende hoogte en bescherming tegen piping. De holte van dedijk wordt als parkeergarage gebruikt. De hoogte van deparkeergarage is leidend ten opzichte van de kerende hoogtevoor het maatgevend hoogwaterpeil.RenovatieHet laatste en derde type aanpasbaarheid is het renoveren vande multifunctionele constructie. Dit kan betrekking hebben opzowel de stedelijke als waterkerende elementen. Hierdoor kande technische levensduur van de constructie worden verlengdzonder dat er functiewijziging optreedt. Dit type aanpasbaar-heid is vooral van belang voor het verlengen van de technischelevensduur van de stedelijke elementen, die over het algemeeneerder optreedt dan bij waterkerende elementen (50 jaar versusUitbreidbaarheidUitbreidbaarheid van de bestaande constructie wordt mogelijkdoor overdimensionering van de fundering. Hierdoor hoeft deconstructie in de toekomst niet te worden afgebroken bijaanpassingen, maar kunnen waterkerende en stedelijke elemen-ten aan de bestaande constructie worden toegevoegd.Voorwaarde is wel dat er bij ontwerp en bouw van de initi?leconstructie onderscheid wordt gemaakt tussen de dragendeconstructie en overige onderdelen, zoals de gevelbekleding enscheidingswanden. Dit type aanpasbaarheid wordt op ditmoment hoofdzakelijk bij kantoren toegepast, maar is tevensgoed toepasbaar op hoogwaterbestrijding in combinatie metstedelijke ontwikkeling.OverdimensioneringHet tweede type aanpasbaarheid is overdimensionering van degehele constructie, zodat de constructie een hoger waterpeilkan keren dan noodzakelijk volgens de huidige hydraulischerandvoorwaarden. Hierdoor hoeven de waterkerende elemen-ten in de toekomst bij stijgende hoogwaterpeilen niet meteen teworden verbeterd. Doordat de constructie uit zowel stedelijkeelementen als waterkerende elementen bestaat, zal de overdi-57 8Aanpasbare waterkeringen 72010 | online 45, 6 Ontwerp voor een aan-pasbare waterkering inrivierstad Nijmegen alsalternatief voor de huidi-ge waterkering7, 8 In Dordrecht is een deelvan de Noordendijk ver-vangen door een beton-nen L-muur-dijk-combi-natievan leidraden voor het toetsen ervan. De onzekerheid of eenmultifunctionele waterkering al dan niet als veilig wordtbeschouwd door de Rijksoverheid, weerhoudt veel waterschap-pen ervan zulke constructies in de praktijk toe te passen.Momenteel wordt er gewerkt aan een leidraad voor het toetsen.De voorspelling is dat na het vrijgeven van deze leidraad dittype waterkeringen op grotere schaal zal worden toegepast.De eigendomskwestie kan vervolgens een uitdaging zijn. Vanwie is welk deel van de multifunctionele constructie en wiebeslist wat? De waterkerende elementen zijn zeer waarschijnlijkeigendom van het waterschap; de stedelijke elementen kunneneigendom zijn van de gemeente, van private ontwikkelaars ofvan individuele burgers. Hoe kun je aan de ene kant de stede-lijke kwaliteit waarborgen als de waterkerende elementenmoeten worden ge?nspecteerd of onderhouden, en aan deandere kant de sterkte en stabiliteit van de waterkerendeelementen garanderen bij gelijktijdig gebruik van de stedelijkeelementen? Een oplossing bij private waterkerende huizen kanhet opnemen van clausules in de koopovereenkomst zijn.De financiering voor het bouwen en onderhouden van aanpas-bare waterkeringen hoeft geen struikelblok te zijn. Doordat deconstructie verschillende functies herbergt, zullen er hoogst-waarschijnlijk ook verschillende actoren betrokken zijn. Dewaterkerende elementen zullen door de Rijksoverheid wordenbetaald en de overige elementen door bijvoorbeeld degemeente of projectontwikkelaars. Waterwoningen leveren overhet algemeen meer op dan woningen die niet aan het water zijngelegen, waardoor projectontwikkelaars interessante partnerskunnen vormen voor waterschappen. De financi?le haalbaar-heid van de aanpasbaarheid (uitbreidbaarheid of overdimensi-onering van de gehele constructie) van een multifunctionelewaterkering hangt af van de onzekerheid van het daadwerkelijkoptreden van bijvoorbeeld waterstandsverhoging en de kostenbij een vergelijkbare (monofunctionele) waterkering zonderaanpasbare elementen. Het is ook zinvol niet alleen naar dekosten, maar ook naar de baten te kijken. De toegevoegdewaarde die een aanpasbare en multifunctionele waterkering ineen rivierfront kan hebben, is een belangrijk criterium. Daar-100 jaar). Ook hier is de voorwaarde ? net als bij `uitbreidbaar-heid' ? dat er bij ontwerp en bouw van de initi?le constructieonderscheid wordt gemaakt tussen de dragende constructie enoverige onderdelen.Bestaande multifunctionele waterkeringenMultifunctionele waterkeringen worden in Nederland al opkleine schaal toegepast. In Dordrecht is bijvoorbeeld een deelvan de Noordendijk vervangen door een betonnen L-muur-dijk-combinatie (foto 7, fig. 8). De L-muur is daarbij tevensfundering voor het nieuwgebouwde huizencomplex met inpan-dige parkeergarage. Deze `Dordtse Wand' is ontworpen vooreen functionele levensduur van 100 jaar. Dat is veel langer dande gebruikelijke 30 jaar voor stedelijke constructies. Er is in hetontwerp geen rekening gehouden met de onzekerheden dieklimaatverandering en stedelijke ontwikkeling met zich meebrengen voor het veiligheidsniveau tegen overstromingen.Buiten Nederland is de superdijk uit Tokyo een goed voorbeeldvan een bestaande multifunctionele waterkering (foto 9, fig.10). Dit is een zeer brede dijk met een binnentalud van 1:30.Hoofdreden hiervoor is het reduceren van het gevaar op door-braak door aardbevingen. Op het zeer flauwe binnentaludontstaat ruimte voor stedelijke activiteiten waar men in Tokyovaak een combinatie van parken en hoogbouw aanlegt. Debarri?rewerking van een traditionele dijk wordt hiermeeweggenomen. De superdijk wordt in Japan hoofdzakelijk alsmultifunctionele waterkering aangelegd, maar kan met behulpvan overdimensionering ook met het kenmerk `aanpasbaar'worden aangelegd. De potentie van het flauwe binnentaludvoor multifunctioneel gebruik vermindert immers niet bijoverdimensionering van de gehele constructie.Toepasbaarheid in de praktijkHet AFD-concept is in de praktijk toepasbaar. Het belangrijksteargument hiervoor is dat het bouwen van multifunctionelewaterkeringen al op kleine schaal plaatsheeft. Hoofdredenwaarom dit echter nog maar beperkt gebeurt, is het ontbreken6Aanpasbare waterkeringen72010 | online5themaextra online9, 10 De superdijk in Tokyo iseen goed voorbeeldvan een bestaandemultifunctionelewaterkeringgen binnen afzienbare tijd uit te brengen. Daarnaast moet deeigendomskwestie van waterkerende elementen en stedelijkeelementen nader worden onderzocht. Het moet voor allepartijen duidelijk zijn wat hun rechten en plichten zijn. Tevensis het aan te bevelen een maatschappelijke kosten-batenanalyseuit voeren om de financi?le haalbaarheid van het AFD-conceptverder te onderbouwen.InformatieMeer informatie over het AFD-concept is te vinden opwww.urbanriverfronts.com. Op deze website is ook een pdf-versie van het proefschrift `Design of floodproof urban river-fronts' en het beslissingsondersteunend model `UFPM-tool' tevinden, dat ook in het kader van het promotieonderzoek isontwikkeld. Dit model wil hoogwaterbestrijders en steden-bouwkundigen (meer) laten samenwerken in het (her)ontwerp-proces van stedelijke rivierfronten bij verbetering van de water-kering en bij herontwikkeling van het rivierfront. naast kunnen de stedelijke elementen inkomsten genererentijdens de ingebruikname van de multifunctionele constructie.Conclusies en aanbevelingenHet blijkt mogelijk synergie te cre?ren en te behouden tussenstedelijke functies en waterkeren in een stedelijk rivierfront.Hierbij kan rekening worden gehouden met economischeontwikkelingen en klimaatverandering door het toepassen vanhet concept van aanpasbare waterkeringen, het AFD-concept.Aanbevolen wordt dan ook dit type waterkering te overwegen instedelijke rivierfronten waar het verbeteren van waterkeringenen het herontwikkelen van stedelijke rivierfronten zeer ingewik-keld is en daardoor conflicten tussen beide belangen ontstaan.Om de implementatie van het AFD-concept te bevorderen ishet noodzakelijk de leidraad over multifunctionele waterkerin-910