De drukke bodem in beeld:
theorie en praktijk
door 3e jaars studenten Geo Media & Design
Dat er naast de zichtbare, bovengrondse stad nog een onzichtbare stad is, weten maar weinig mensen. Onder de straten, gebouwen, pleinen en parken ligt een heel stelsel van kabels, leidingen en buizen om de stad te voorzien van alles wat zij nodig heeft. Maar juist omdat het onder de grond is, is het moeilijk bij te houden waar alles precies ligt. Geo-data en geo-innovaties bieden uitkomst: in dit artikel wordt dieper ingegaan op de Basis Registratie Ondergrond en de (on)mogelijkheden van AR/VR hierbij.
foto: Drinkwaterplatform
foto: Bouwwereld.nl
Nieuwe innovaties voor zicht op ondergrond
Klimaatadaptatie, woningbouw en energietransitie; het zijn voorbeelden van belangrijke huidige thema’s die in dezelfde laag van de stad beginnen, namelijk de ondergrond. Nieuwe innovaties zoals 3D-modellen, Digital Twins en geavanceerde meetapparatuur maken het mogelijk om de ondergrond steeds een stukje zichtbaarder te maken, zie TNO. De Nederlandse ondergrond wordt steeds drukker.
Ruim 1,7 miljoen kilometers aan kabels en leidingen vullen de ondergrond op. Het goed beheren en in kaart brengen hiervan is dus essentieel. In dit artikel gaan we eerst in op het centrale beheer van ondergrondgegevens en vervolgens lichten we twee huidige trends met betrekking tot het zichtbaar maken van de ondergrond toe.
Basis Registratie Ondergrond
Door de behoefte aan het centrale beheer en een vollediger beeld van de ondergrond is in 2018 de Basis Registratie Ondergrond (BRO) ingevoerd. De BRO bevat gegevens over geologische en bodemkundige opbouw van de Nederlandse ondergrond.
Met het beschikbaar komen van steeds meer data in de BRO, veranderende normen, 3D ontwerpen, BIM, geautomatiseerd rekenen en toenemen van kennis ontstaat, voortbouwend op CUR247, de behoefte aan een andere kijk op toekomstig grondonderzoek.
Nieuwe meetinstrumenten
Een nieuwe techniek om de ondergrond te verkennen is een grondradar. De grondradar maakt geen foto van de ondergrond, maar spoort wel de leidingen en kabels op. Dit wordt allemaal mogelijk gemaakt door kunstmatige intelligentie. De grondradar ziet op basis van reflectie allerlei hyperbooltjes waaruit met behulp van kunstmatige intelligentie kabels en leidingen kunnen worden herleid, inclusief diepteligging en in de toekomst wellicht diameter en materiaalsoort. Door deze techniek zijn er veel minder proefsleuven nodig en kan graafschade voorkomen worden.
3D-modellen
In de geo-wereld is er steeds meer interesse voor 3D-modellen. Ook voor de ondergrond is het mogelijk om 3D-modellen te creëren. Voor deze modellen maken geo-specialisten gebruik van de informatie die naar voren komt tijdens vele boringen, sonderingen, boorgatmetingen, seismische gegevens en scans van de ondergrond door middel van grondradars en andere toepassingen.
Deze modellen geven een zo goed mogelijk beeld van de laagopeenvolging, de lithologie en de eigenschappen van de bodemlagen. De modellen vormen hiermee de geologische en hydrologische basisinformatie van de Nederlandse ondergrond. Zij zijn de opvolgers van normale geologische kaarten en zijn hiermee een trend in het geografische werkveld.
Praktijkvoorbeelden: alle data op 1 plek en klimaatverandering
In de Nederlandse bodem ligt 1,7 miljoen kilometer aan kabel en leidingen en het is lang niet allemaal even goed in beeld gebracht of bijgehouden. Afgelopen jaar werden er tijdens werkzaamheden gemiddeld per dag 120x leidingen en kabels geraakt en zo beschadigd.
Herstel hiervan kostte gemiddeld 800 euro extra per keer. Een erg duur probleem dus. Tegenwoordig komen hier steeds meer oplossingen voor. Eén van deze oplossingen komt van startup Terrascope.
Terrascope focust zich op ruimtelijke ontwikkeling en één van de onderdelen welke hier in terug komt is de ondergrond. Terrascope brengt, aan de hand van een eigen gemaakt software programma, alle beschikbare data bij elkaar. Dit is dus overheid data, maar ook data vanuit particuliere bedrijven welke bezig zijn met ondergrond zoals Fugro.
Door al deze data in een enkel software programma te zetten kan een bedrijf die bezig is met de ondergrond direct zien welke ondergrond het is op fysisch gebied, maar ook gelijk zien welke leidingen en kabels er liggen. Hiermee kunnen beschadigingen voorkomen worden.
Een ander onderwerp waar de laatste periode veel om te doen is, is natuurlijk klimaatverandering. De ondergrond is ook hierin een grote speler en dus zijn er veel bedrijven ook hier mee bezig. Er wordt veel gekeken naar wat typen ondergronden gaan doen bij klimaatverandering. Denk bijvoorbeeld aan droogte of juist overstromingen.
Fugro gaat nog een stap verder met ondergrond als specialisatie. Zij gebruiken verschillende manieren om hun landmetingen en ondergrond onderzoeken te doen. Dit is ook de reden dat Fugro internationaal een grote speler is op dit gebied. Welke manieren zij nu gebruiken is hier te vinden.
Met een juiste planning kan een goed doordacht uitvoeringsplan voor bodemkarakteriseringonderzoek helpen dure verrassingen tijdens en na de bouw te beperken of zelfs te voorkomen.
foto: Danny Müller / Unsplash
Basisregistratie Ondergrond als gamechanger?
Veranderingen die eraan komen
Verandering is de enige constante. Dat geldt ook voor de BRO. De BRO is constant in ontwikkeling, en wordt ook steeds geavanceerder bijgehouden. Een grote verandering in de toekomst is dat data over de ondergrond beter bereikbaar wordt. Omdat steeds meer kan wordt data ook meer ruw aangeleverd, zonder nabewerkingen.
Andere grote veranderingen is de fijnmazigheid. Grind en zand kan bijvoorbeeld steeds beter gescheiden worden, waardoor de verhoudingen in de duiding ervan in de data is veranderd.
Deze veranderingen hebben ook in Europees verband gevolgen, zo wordt een vooronderzoek steeds belangrijker en is de notatie van gegevens zoals grondmodel en synthese over de data een vereiste. “Een bedreiging, maar ook een kans” Aldus Kees-Jan van der Made van VOTB.
Toekomst
De tijd dringt, aangezien al die digitale data voor projecten moeten worden omgezet in 3D ondergrondmodellen waarbij de onzekerheden in een 3D ruimtelijk computermodel duidelijk worden. Hierdoor kunnen de onzekerheden met nader grondonderzoek gericht verkleint worden.
Opdrachtgevers kunnen dan de onzekerheid in het bodemmodel minimaliseren voordat het ontwerp begint. Door minder onnodige veiligheden in ontwerpen, omdat er minder onzekerheid over de ondergrond is, kunnen we goedkoper ontwerpen en meer bouwplannen maken.
Databases zoals BRO en hoogwaardig onderzoek zijn nodig om toekomstige maatschappelijk verantwoorde ontwikkelingen op het gebied van geo-engineering te ontwerpen. Hierbij kan er gebruik gemaakt worden van de nieuwe digitale technieken zoals: kunstmatige intelligentie, BIM en 3D modellen.
foto: Tobias / Unsplash
Praktijkvoorbeelden: koppelkansenproject, multifunctionele constructies en AR/VR
Omdat er in het verleden enorm veel leidingen in de ondergrond zijn aangelegd voor transportdoeleinden (kijk hier naar gas- en waterleidingen, elektriciteits- en telefoonkabels) is er veel drukte ontstaan. Hoewel het een goed plan leek om al deze leidingen en kabels op 1.5 meter diepte in de grond te leggen zodat ze goed bereikbaar waren zorgt dit voor vele problemen, met name in de bouwsector.
Een van de grote redenen voor de ondergrondse drukte is dat er veel privatisering heeft plaatsgevonden in de afgelopen jaren. Hierdoor zijn er steeds meer verschillende aanbieders aan te pas gekomen, die ieder hun eigen producten zullen moeten transporteren via aparte kabels en leidingen. Hierbij komt ook nog het probleem dat niet alle locaties van dit ondergrondse netwerk even transparant worden weergegeven. Dit zorgt vooral voor verrassingen op het moment dat er wordt gegraven, waardoor het werken in de ondergrond vrij lastig wordt gemaakt.
Voor dit probleem rondom de kabeldrukte zijn een aantal oplossingen te bedenken. Een van de oplossingen is het koppelkansenproject. Hierbij wordt op het moment in Amsterdam in verschillende wijken gekeken naar multifunctionele kadeconstructies, die ook gebruikt kunnen worden als kabelgoot, als locatie voor ondergrondse afvalcontainers en oplaadpunten voor elektrische voertuigen of als groeiplaats voor bomen.
Dit project kan zich uitbreiden tot een oplossing voor de wirwar aan kabels die op het moment ondergronds plaatsvindt, bijvoorbeeld door deze allemaal samen in een enkele goot te voegen zoals je de kabels binnen je huis ook zou ordenen.
Een andere oplossing zou kunnen zijn om de wirwar in ieder geval goed in kaart te brengen. Dit zou eventueel kunnen in combinatie met AR of VR. Wanneer deze kabels een soort tracker hebben ingebouwd is het makkelijker om te zien waar deze leidingen zich bevinden.
Door dit in een app te verwerken kan vrijwel iedereen met een smartphone dit makkelijk inzien. Een voorbeeld hiervoor is Tauw, zij zijn nu al bezig met AR toepassingen voor bouwdoeleinden. Op dit moment zijn deze toepasbaar op tekeningen, maar met enige aanpassingen en verbeteringen kan dit wellicht op straat worden toegepast, zoals KLIC heeft gedaan.
Om dit probleem al preventief te behandelen is het ook een optie om nutsbedrijven bewust te maken van de ondergrondse spaghetti. Bedrijf Sweco heeft bedacht om bedrijven beter inzicht te geven in wat elkaars belangen zijn, dit hebben ze gedaan door een serious game te creëren genaamd Terra Tactica. Door Terra Tactica te spelen zien de nutsbedrijven in waarom een betere samenwerking nodig is en dat de samenwerking tussen bedrijven geen overbodige luxe hoeft te zijn. Hierdoor kan er voordat de kabels en leidingen worden aangelegd al goed na worden gedacht wat nuttige locaties zijn en hoe ze elkaar hiermee kunnen ondersteunen.
Over dit artikel
Deze bijdrage voor het GeoLab over de fossielvrije stad is onderdeel van een 6-delige reeks in het kader van stedelijke trends. Het is een product van 3e jaars studenten Geo Media & Design in het kader van het vak ‘stedelijke trends’.
De studenten leveren gezamenlijk input op een thema, waarbij zowel de theorie als praktijkvoorbeelden aan de orde komen. En ook vanuit twee invalshoeken: huidige trends met impact op de toekomst van steden en gamechangers die nu zichtbaar zijn en wat daar de mogelijke impact van is.
De zes thema’s zijn:
- 1: fossielvrije stad (energietransitie)
- 2: gezonde stad (uitnodigend tot bewegen)
- 3: onbekende ondergrond (kabels en leidingen etc)
- 4: vergrijzende stad (toename ouderen)
- 5: bereikbare stad (mobiliteitstransitie)
- 6: digital twins