Ondergrondse merken boven de plaat

Door: Gerbrand Gaaff
Datum: 23 januari 2014

Het vrijgekomen peilstation op Engelsmanplaat. Foto Lammert Kwant. Klik op de afbeelding voor een vergroting.

Engelsmanplaat, 15 januari 2014. Wadgids Lammert Kwant bezoekt de plaat voor het eerst sinds de Sint-Nicolaasstorm van 2013. Op een deel van de plaat waar veel zand is weggespoeld, ziet hij dat een verzameling stalen pinnen is vrijgekomen. Kwant heeft zoiets op andere plekken van het wad wel eerder gezien, en vraagt zich af waar die pinnen voor dienen. Een mailwisseling leidt uiteindelijk tot een uitgebreide toelichting door Magiel Hansen, oud-medewerker van de vroegere Meet- en adviesdienst Delfzijl. Het zijn peilmerken ten dienste van het landelijke meetnet voor de monitoring van de verticale bewegingen van de bodem.

Meten is overleven

In een laaggelegen land als Nederland is het van enorm belang om de verticale bodembewegingen nauwgezet te volgen. Dat geldt landelijk voor polder- en waterbeheer en kustverdediging. Voor grote civiele projecten, zoals de aanleg van een spoorlijn, is inzicht in de stabiliteit van de bodem van cruciaal belang. In het waddengebied speelt ook de invloed van delfstoffenwinning op het bodempeil een rol: zonder monitoring van de bodemdaling zou 'gas winnen met de hand op de kraan' een loze belofte zijn.

Van de Dam door het hele land

Op de Dam in Amsterdam ligt in het straatwerk een deksteen. Daaronder bevindt zich een 22 meter lange heipaal die doorloopt tot in een stabiele bodemlaag. Op de kop van de paal zit, 90 centimeter onder de deksteen, een bronzen bout, die op precies 1,408 meter boven het Normaal Amsterdams Peil (NAP) gepeild is.

Die bout is de referentie voor de metingen van de bodembewegingen in Nederland. Door het hele land heen zijn ijkpunten, 'merken' in het landmetersjargon, vastgelegd. Elke tien jaar wordt opnieuw van elk merk de hoogte ten opzichte van de omliggende merken herijkt. Dat gebeurt met verschillende waterpastechnieken. De foutmarge tussen de bronzen bout in Amsterdam en de verst gelegen merken in Nederland bedraagt ongeveer 1 cm.

Over het wad

De rvs kogel is mooi zichtbaar. Foto Lammert Kwant. Klik op de afbeelding voor een vergroting.

De peilmerken op de wadplaten zijn gegalvaniseerde buizen van zes meter lang, die tot onder het oppervlak in de wadbodem geplaatst werden. Bovenop die buis zit een schroefdop, met daarop een kogel. Die kogel is het eigenlijke merk. De bovenkant van de buis, met het merk, is voorzien van een mantel van pvc. Per meetstation staan drie van die buizen in de grond. Eromheen liggen tegels (ook gevonden door Lammert) die de locatie van de buizen bepalen, zodat de merken met de grondboor kunnen worden 'aangeprikt'. De stations zijn gemarkeerd met een bamboe bakenstok.
De waterpassing van de merken in het wad gebeurde lange tijd  met inzet van een gespecialiseerd scheepje, de MS Niveau. In het ruim van dit scheepje lag een kilometers lange loden buis. Die kon tussen twee merken worden uitgevaren. Aan de uiteinden waren glazen buizen bevestigd. Gevuld met gedemineraliseerd water vormde de buis een prima waterpas.

De ruimte in

de GNSS-antenne op Vlieland, foto TU Delft.
De eerste twee Galileo-satellieten. Animatie ESA.

Hoogtemetingen kunnen ook worden gedaan met behulp van navigatiesatellieten. Ook daarvoor staan merken opgesteld. In de haven van Terschelling staat bijvoorbeeld een bescheiden antennemast, die echter wel diep verankerd is in een stabiele bodemlaag. Op het gebouwtje van Rijkswaterstaat op Vlieland is een bolvormige antenne bevestigd aan de schoorsteen. Het zijn zogeheten DGPA-stations. Hier worden metingen verricht voor het Europese netwerk van hoogtepeilingen. Uitvoerige calculaties hebben uitgewezen dat de hoogtepeiling op basis van de signalen van de huidige satellieten nog niet zo nauwkeurig is als de klassieke methode met behulp van waterpassen. Dat komt vooral omdat de baan van de satellieten om de aarde niet altijd even goed voorspelbaar is. Bovendien zijn de huidige satellietsystemen, zoals GPS, niet ingericht voor wetenschappelijke, maar voor militaire doeleinden. Dat gaat veranderen. Europa ontwikkelt samen met een groeiende groep andere landen eigen netwerk van navigatiesatellieten, Galileo. Er cirkelen al vier Galileo-satellieten rond de aarde. Het systeem is compleet als er 30 gelanceerd zijn. Deze satellieten zijn ingericht met apparatuur die een grotere nauwkeurigheid in de metingen mogelijk zullen maken. Naar alle waarschijnlijkheid zullen de metingen met Galileo-ontvangertjes het klassieke waterpassen verdringen.
Maar het oog kan ook wat. Door het vrijkomen van de merken op Engelsmanplaat kon Kwant al met zekerheid zeggen dat het maaiveld ter plekke 20 tot 30 centimeter lager was komen te liggen door één storm. Dat is op zich al indrukwekkend.

Bronnen

Lammert Kwant: http://www.wadgids.nl/.

Broekman, R. en A. Kösters (Rijkswaterstaat, Data-ICT-Dienst): Nauwkeurig NAP-hoogten meten: GPS of waterpassen?

Kwaad, F: Het Normaal Amsterdams Peil (NAP), achtergronden en geschiedenis (webdossier).

TU Delft: Dutch Permanent GNSS Array (DPGA) (webdossier).

De 'Navipedia' van de ESA, portal voor veel informatie over satellietnavigatie.