Baggeren en transporteren, aandachtspunten voor de uitvoering, dieptemeting en plaatsbepaling
Dieptemeting
Het meten van de diepte van een waterbodem kan op de volgende wijzen geschieden:
- met een handlood of peilstok;
- met een echolood.
Met het klassieke handlood of de peilstok kan de meest nauwkeurige dieptemeting worden verkregen mits de stroomsterkte niet te groot is en de te peilen waterbodem voldoende vast is, zodat het handlood of de peilstok niet in de bodem penetreert. Voor het meten van slib is deze methode dan ook minder geschikt of zal de peilstok moeten worden voorzien van een voetje om penetratie te voorkomen. Deze wijze van dieptemeting biedt betere resultaten bij het meten van een geaccidenteerde waterbodem en van een talud dan een echolood zoals hierna beschreven. Omdat het hier gaat om arbeidsintensieve handlodingen, wordt in de praktijk de toepassing hiervan beperkt tot kleine ondiepe wateren of moeilijk toegankelijke wateren.
Met een echolood wordt een continue meting verkregen van de diepte van de waterbodem onder het meetinstrument. Het principe berust op het uitzenden naar de waterbodem van geluidsgolven door een onder de meetboot bevestigde ‘transducer'. De op de waterbodem weerkaatste golf wordt vervolgens ontvangen door een eveneens onder de meetboot bevestigde ‘reflector’. De tijd tussen het uitzenden van de geluidspuls en de ontvangst daarvan is een maat voor de waterdiepte bij een bekende voortplantingssnelheid van de geluidsgolf in water. Gebruikelijke frequenties voor de geluidsgolf zijn 33 kHz en 210 kHz. De weerkaatsing is afhankelijk van de dichtheid van de bodem en de frequentie van de geluidsgolf. De lage frequentie weerkaatst bij een hogere bodemdichtheid dan de hoge frequentie, zodat met de lage frequentie, slib dat een geringe dichtheid heeft, niet wordt gepeild maar wel de onderliggende laag met een grotere dichtheid.
Bij de geluidsgolf hoort een bepaalde bundelbreedte waarover de geluidsenergie wordt voortgeplant. Deze wordt bepaald door de bundelhoek die weer afhankelijk is van de frequentie van de geluidsgolf (circa 5° bij 210 kHz en circa 25° bij 33 kHz). Omdat de echo van de geluidsgolf bepaald wordt door de eerste reflectie zal bij een oneffen bodem het ondiepste punt worden gemeten en zal in een talud de werkelijke bodem dieper liggen dan de gemeten bodem. Naarmate de bundelhoek groter is, zijn ook deze afwijkingen groter. Zie onderstaande figuur.
De verticale nauwkeurigheid van een echolood is afhankelijk van de gemeten waterdiepte en wordt doorgaans als een percentage daarvan uitgedrukt. Voor ondiep water kan een nauwkeurigheid worden bereikt van ± 5 cm.
Tijdens de uitvoering van een werk wordt een echolood geijkt door over een vaste meetdrempel te varen of door de zogenaamde ‘barcheck’ methode toe te passen. Bij deze methode wordt een ijzeren balk onder de meetboot in het water gehangen en de met een echolood gepeilde diepte van de balk vergeleken met de werkelijke diepte van de balk die met een meetlint is gemeten.
Afwijkingen in de meting van de werkelijke diepte ontstaan door variatie in zoutgehalte en temperatuur van het water. Voorts moet gecorrigeerd worden voor het getij.
Plaatsbepaling
Bij de uitvoering van de peilingen en het bepalen van de positie van het baggerwerktuig wordt veelal gebruik gemaakt van hetzelfde plaatsbepalingssysteem. De moderne plaatsbepalingssystemen die beschikbaar zijn voor de uitvoering van baggerwerken bieden een hoge graad van nauwkeurigheid in de x-, y- en z-coördinaat. Bij het baggeren van verontreinigde specie worden hoge eisen gesteld aan het plaatsbepalingssysteem. Met de moderne GPS-systemen (Global Positioning System) worden steeds grotere nauwkeurigheden bereikt. Thans is met het dGPS – rtk (Differential Global Position System – real time kinematic mode) systeem, een nauwkeurigheid haalbaar binnen 0,1 m (2 x σ). Voor de uitvoering van peilingen van bijvoorbeeld een grote oppervlakte zal een horizontale nauwkeurigheid van 0,3 m voldoende zijn. Bij het baggeren van een dunne laag, die verspreid is over een grote oppervlakte, zal men de opvolgende baggerlagen met een zo gering mogelijke overlap op elkaar willen aansluiten zodat er geen verontreinigingen achterblijven. In dat geval zal de haalbare nauwkeurigheid van 0,1 m ook de gewenste nauwkeurigheid zijn. De gemeten x-, y- en z-coördinaten van de waterbodem kunnen worden ingevoerd in een Digitaal Terrein Model (DTM) ten behoeve van de procescontrole van het baggeren.
Moderne GPS-plaatsbepalingssystemen en een DTM-model zullen niet altijd beschikbaar zijn c.q. nodig zijn, zoals voor het baggeren van kleine watergangen. Daar kan met succes gebruik gemaakt worden van de ‘klassieke’ systemen zoals theodoliet met afstandmeter in diverse uitvoeringen (bijv. Polartrack, nauwkeurigheid 0,1 m per km) en laser met afstandmeter. Op heel klein water kan men met succes gebruik maken van het aloude systeem van zichtlijnen met sjalons.