Water op het schoolplein – update van app en lesmateriaal

19 november 2021
Auteurs:
Adwin Bosschaart
Hoofddocent Aardrijkskunde, Hogeschool van Amsterdam
Dit artikel is verschenen in: geografie november/december 2021
Klimaat
waterveiligheid
onderwijs
Kennis
BEELD: : J. LOUSBERG / RIJKSWATERSTAAT
Een aantal dijken in de Hoekse Waard voldoet niet aan de wettelijke norm en wordt daarom versterkt. Het project Dijkversterking Spui Oost pakt een deel (ruim 8 km) van de waterkeringen in dit gebied aan. Een project in het kader van het Tweede Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP-2) uitgevoerd door WS Hollandse Delta. Het dijktraject Spui Oost ligt aan de oever van het Spui tussen Goudswaard en Oud-Beijerland.

De lesmodule Water op het schoolplein en bijbehorende webapplicatie hebben al tien jaar veel aftrek en bestrijken steeds meer gebieden in Nederland. Deze herfst is er een flinke update uitgevoerd, om in te spelen op ontwikkelingen in het overstromingsbeleid en in de geo-ICT.

De afgelopen jaren is er veel veranderd in het waterbeheer. Onderzoek, onder andere het project Veiligheid Nederland in Kaart, heeft diepgaand inzicht opgeleverd in daadwerkelijke kansen en gevolgen van overstromingen, met veel interessante digitale kaarten. Sinds kort geldt voor heel Nederland de basisveiligheidsnorm: nergens in het land mag de kans dat je overlijdt door een overstroming groter zijn dan 1 op 100.000 jaar. Vanwege de nieuwe norm en om de gevolgen van klimaatverandering op te vangen zijn 1300 km van de 3600 km aan primaire waterkeringen (hoofddijken) afgekeurd. En dat terwijl het Ruimte voor de Rivier-programma en de versterkingen van de ‘zwakke schakels’ langs de kust nét waren afgerond. Met het oog op 2050 hebben Rijkswaterstaat en de waterschappen het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP) opgestart. Genoeg redenen dus om het lesmateriaal te updaten.

Ondertussen zijn er ook veel verhelderende digitale kaarten, video’s en andere onlinebronnen beschikbaar gekomen. Die wilden we graag bundelen en toegankelijk maken voor het onderwijs. Daarom is er een geheel nieuwe applicatie gemaakt in ArcGIS Online. Het is een complete storymap geworden over overstromingen, met tabbladen over afzonderlijke aspecten.

Nieuw in de applicatie

De storymap bevat:

  • alle relevante informatie (teksten, figuren, foto’s en kaarten) over overstromingen uit tekstboeken;
  • overstromingskaarten (waterdiepte, aankomsttijd en slachtoffers) voor 200 doorbraaklocaties;
  • meer dan 20 aanvullende digitale kaarten over overstromingen;
  • interactiemogelijkheden zoals in- en uitzoomen, kaartlagen aan- en uitzetten en pop-ups openen;
  • links naar meer dan 100 Streetview-beelden van ‘schoolvoorbeeldjes’;
  • meer dan 20 video’s die overstromingen uit het verleden, faalmechanismen en dijkversterkingsprojecten uitleggen;
  • externe applicaties zoals www.waterinfo.rws.nl en www.overstroomik.nl

Het lesmateriaal bij de storymap is bedoeld voor de 3e klas havo en vwo en bestaat uit een mix van typen opdrachten. Naast opdrachten met de storymap zijn er ook veldwerkopdrachten en twee groepsopdrachten: ééntje waarbij leerlingen een plan maken om hun eigen woonplaats overstromingsbestendig in te richten en één waarbij leerlingen een folder maken om buurtbewoners te informeren over overstromingsrisico’s.

Klassikaal en in projecten

Als docent kun je ervoor kiezen de storymap te gebruiken in klassikale instructie en de figuren en video’s tonen op het digibord en bespreken met de leerlingen. Een aparte PowerPoint is dus niet nodig. Daarnaast zijn er werkboeken met regiospecifieke opdrachten. Aangezien alle informatie (teksten, figuren, foto’s, kaarten) uit tekstboeken over overstromingen zijn opgenomen in de storymap en het werkboek, is een apart tekstboek niet meer nodig. Dit scheelt ruimte op de tafeltjes van de leerlingen.

De storymap bevat ook veel extra bronnen die goed te gebruiken zijn in projectonderwijs, bijvoorbeeld als je leerlingen een inrichtingsplan of een evacuatieplan wilt laten maken. Met de storymap heb je als docent én als leerling alle relevante informatie over overstromingen bij elkaar, overzichtelijk gerangschikt in tabbladen.

Watersysteem

Het eerste tabblad geeft inzicht in het watersysteem in Nederland. Leerlingen kunnen op satellietbeelden inzoomen op kusten met zeedijken en kusten met strand en duinen door te klikken op blauw gemarkeerde begrippen in de tekst. Er zijn Streetview-beelden opgenomen die ‘schoolvoorbeeldjes’ geven van deze harde en zachte vormen van kustverdediging. Zo kunnen leerlingen zien hoe het er in het echt uitziet.

Ook de opbouw van een bedijkte rivier komt aan bod. Leerlingen kunnen op satellietbeelden inzoomen op de hoofdgeul van de Waal, de zomerdijk, de uiterwaard, de winterdijk en het binnendijks gebied. Ze kunnen 360 graden-foto’s bekijken van een laagwatersituatie (juni 2020) en een hoogwatersituatie (maart 2020). Op het laagwaterbeeld zie je een strandje tussen kribben waar mensen liggen te zonnen naast hun geparkeerde auto. Het hoogwaterbeeld toont een grote watervlakte waar slechts een paar bomen uitsteken (figuur 1).

BRON: WATER OP HET SCHOOLPLEIN
Figuur 1: Kaarten en 360 graden-beelden laten zien wat het verschil is tussen laagwater en hoogwater (Tabblad A: Watersysteem).

Ontstaan van overstromingen

Tabblad B gaat over het ontstaan van overstromingen. Eerst kijken leerlingen of er op dit moment sprake is van hoogwater. In het tabblad is de kaartapplicatie www.waterinfo.rws.nl opgenomen, waarin leerlingen op tientallen meetpunten in de rivieren kunnen klikken en een grafiek met de afvoer en waterhoogte van de afgelopen 48 uur bekijken (figuur 2). Leerlingen verbazen zich er vaak over dat de invloed van eb en vloed op de rivierwaterstand merkbaar is tot bij Nieuwegein, Zaltbommel en Den Bosch.

De applicatie laat ook zien wat de actuele waterhoogten en golfhoogten op zee zijn. Verder kunnen leerlingen kijken naar de windrichting en -sterkte om de golfhoogte te verklaren. Bij een harde noordwestenwind zie je de opstuwing van water tot voorbij Dordrecht.

Het ontstaan van hoogwater op de rivieren wordt verduidelijkt met een interactieve kaart van de Rijn en Maas. Door in de begeleidende tekst te klikken op onderlijnde begrippen ‘stroomstelsel’ en ‘stroomgebied’ verandert de kaart en wordt het verschil tussen deze begrippen direct duidelijk. Leerlingen kunnen ook pop-ups openen die om de 100 km langs de Rijn en Maas aanklikbaar zijn, en in Streetview bekijken hoe de rivieren van bron tot monding veranderen.

BRON: WATER OP HET SCHOOLPLEIN
Figuur 2: De waterstand in de Maas bij Den Bosch staat onder invloed van eb en vloed op zee (Tabblad B: Ontstaan).

De grote vraag is natuurlijk of en hoe dijken kunnen doorbreken. Leerlingen denken vaak dat dit alleen gebeurt als dijken overlopen. Maar uit onderzoek is gebleken dat een dijk het ook kan begeven als het water pas tot halverwege de dijk staat. De sterkte van de dijk is op veel locaties een groter probleem dan de hoogte. In korte video’s worden faalmechanismen als ‘ondertunneling’, ‘afschuiving van de binnenkant’ en ‘erosie van de buitenkant’ uitgelegd.

Geschiedenis

Tabblad C begint met de geschiedenis van overstromingen. In het oorspronkelijke lesmateriaal werden enkele belangrijke overstromingen uit de geschiedenis van de eigen omgeving besproken in het tekstboek. In de storymap zijn alle overstromingen opgenomen. Je kunt ervoor kiezen alleen overstromingen te behandelen waarbij de eigen omgeving is getroffen. Maar wil je als docent in Groningen les geven over de Watersnoodramp van 1953, dan kan dat ook. Er zijn allerlei interactieve kaarten, waarmee leerlingen kunnen kijken of hun eigen woonplaats destijds is getroffen. Ze kunnen ook klikken op punten in de kaart en krijgen dan een pop-up met foto’s, tekeningen en korte verhalen. Zo komt de overstromingsgeschiedenis echt tot leven.

Tabblad C behandelt ook de maatregelen die afgelopen eeuw zijn genomen om de kans op overstromingen te beperken. Van de Zuiderzeewerken met de afsluitdijk en de Deltawerken tot het recente en inmiddels afgeronde programma Ruimte voor de Rivier. Je kunt in de kaart een van de tien RvR-projecten aanklikken en luchtfoto’s vergelijken van voor en na de uitvoering. Op veel locaties zijn er ook links naar Streetview-beelden van de situatie voor en na de ingreep. Zo kunnen leerlingen goed zien wat er veranderd is.

Kustversterkingsprojecten zoals de Zandmotor en de versterking van de Hondsbossche en Pettemer Zeewering (nu: Hondsbossche Duinen) worden ook verduidelijkt met luchtfoto’s en Streetview-beelden van de situatie voor en na de uitvoering. Wederom kun je als docenten kiezen of je alleen de maatregelen bespreekt die in de eigen omgeving zijn genomen, of ook maatregelen elders in het land (figuur 3).

BRON: WATER OP HET SCHOOLPLEIN
Figuur 3: Pop-ups in de kaart brengen de bijna-overstroming van 1995 tot leven (Tabblad C: Geschiedenis).

Berekeningen

Het belangrijkste tabblad van de storymap is D. Dit is een verbeterde versie van de applicatie www.overstromingsrisicoatlas.nl. In de oude versie konden leerlingen overstromingsanimaties bekijken. Met een klik op een van de honderd doorbraaklocaties kreeg je te zien hoe het gebied achter de dijk in enkele dagen onder water loopt. Maar eigenlijk was het geen echte GIS-applicatie. De applicatie bevatte een serie plaatjes (PNG’s) van overstromingskaarten. Leerlingen konden niet in- en uitzoomen of kaartlagen aan- en uitzetten.

In tabblad D kunnen leerlingen overstromingskaarten bekijken voor meer dan tweehonderd doorbraaklocaties in Nederland in een echt GIS-kaartvenster. Er zijn kaarten met berekeningen van de aankomsttijd, de waterdiepte en het verwachte aantal slachtoffers per blok van 100 bij 100 m (figuur 4). Als je op de doorbraaklocatie zelf klikt, verschijnt een pop-up met het aantal getroffenen, het aantal dodelijke slachtoffers en de schade. Je kunt inzoomen in de kaart, tot op straatniveau. Dit biedt meerwaarde, maar vormt ook een uitdaging. Tijdens testen zeiden leerlingen vaak ‘Ik zie niets, de kaart doet het niet’ als ze op een doorbraaklocatie klikten. Steeds bleek dat ze waren ingezoomd op een gebied dat niet getroffen werd. En ja, dan zie je niets veranderen in de kaart.

BRON: WATER OP HET SCHOOLPLEIN
Figuur 4: Kaarten van de gevolgen van een dijkdoorbraak bij doorbraaklocatie F op het Eiland van Dordrecht (Tabblad D: Berekeningen). Op een beperkt oppervlak zijn er volgens de berekeningen 49.000 getroffenen, 160 slachtoffers en 1,9 miljard euro schade.

De storymap bevat geen animaties van overstromingen – die zijn helaas niet beschikbaar. Je krijgt daarom alleen eindbeelden te zien van de waterdiepte en geen beelden van de waterdiepte per dag. Dat geeft iets minder een indringend gevoel.

De kaarten met waterdiepte per doorbraaklocatie laten zien dat bij slechts enkele dijkringen, zoals de Bommelerwaard en Alblasserwaard, het hele binnendijkse gebied onder water komt te staan als de dijk doorbreekt. Bij de meeste dijkringen loopt slechts een deel onder water, afhankelijk van de locatie waar de dijk doorbreekt. Er zijn zelfs plekken in Noord-Holland die onder zeeniveau liggen, maar bij geen enkele dijkdoorbraak kunnen overstromen. Om te verklaren waarom een overstroming ‘ergens’ ophoudt, kunnen leerlingen de waterdieptekaart over een hoogtekaart heen leggen. Dan zien ze dat er allemaal dijkjes (regionale dijken) zijn in het binnendijks gebied die de overstroming beperken.

De kaarten zijn verrijkt met meer dan honderd pop-ups bij kenmerkende dijken en stormvloedkeringen. Bij een klik krijg je informatie en een doorsnede, plus een link naar een Streetview-beeld. Zo komen leerlingen erachter dat die dijkjes bij hen in de buurt echt een functie hebben, ook al ligt er niet direct een rivier of zee achter.

Risico

De storymap bevat ook een tabblad over risico’s – een pittig onderdeel. Dit is dan ook meer geschikt voor toepassing in de bovenbouw. Eerst wordt de risicobenadering uitgelegd aan de hand van interactieve figuren. Er zijn ook kaarten van de daadwerkelijke kans dat een dijktraject doorbreekt.

Een van de kaarten geeft het overstromingsrisico weer, berekend uit de som van alle doorbraakkansen maal de gevolgen per doorbraaklocatie. Zo is voor iedere locatie in het binnendijks gebied bepaald wat de kans is dat je overlijdt door een overstroming als je je daar bevindt. Dit is het Lokaal Individueel Risico (LIR).

De kaart laat zien dat het risico vooral groot is in het Rivierengebied (figuur 5). Dijkring Betuwe heeft last van een lengte-effect. De Betuwe wordt omringd door 170 km aan dijken. In tabblad D kun je zien dat plaatsen als Culemborg en Geldermalsen bij alle dijkdoorbraaklocaties getroffen worden. Breekt er bijvoorbeeld een dijk door bij Arnhem of Nijmegen, dan stroomt het water helemaal door, wel 60 km naar het westen. In Culemborg en Geldermalsen komt er rond de 5 meter water te staan. Vandaar dat in de hele Betuwe de kans op overlijden op dit moment groter is dan 1:100.000 per jaar, het basisveiligheidsniveau.

Hetzelfde geldt voor een derde van dijkring Centraal Holland, waar de vier grote steden liggen. De dreiging komt voornamelijk vanuit de Nederrijn en de Lek. Vandaar dat deze dijk ook met spoed wordt aangepakt in het Hoogwaterbeschermingsprogramma.

De kaart laat verder zien dat het risico langs de Hollandse kust meevalt. Dat komt doordat hier het afgelopen decennium de zogenoemde zwakke schakels zijn aangepakt, zoals de Hondsbossche en Pettemer Zeewering. De laatste kaart van het tabblad toont de uitslag van de meest recente toetsronde. De dijken en de duinen langs de hele Hollandse kust voldoen aan de norm, maar vrijwel alle dijken in het Rivierengebied en de Flevopolders zijn afgekeurd.

Langs de Waddenzee in Friesland en Groningen is het risico op dit moment net iets lager dan de basisveiligheidsnorm. Maar in de toekomst neemt het risico toe door relatieve zeespiegelstijging: het gevolg van het mondiaal smelten van landijs en uitzetten van zeewater, plus regionale bodemdaling door gaswinning. Vandaar dat een groot deel van de Waddenzeedijk is afgekeurd en vóór 2050 moet worden versterkt.

BRON: WATER OP HET SCHOOLPLEIN
Figuur 5: Het risico op slachtoffers is vooral hoog in het Rivierengebied (Tabblad E: Risico).

Norm per dijktraject

Op basis van de kaart van het Lokaal Individueel Risico LIR en de kaart van de kans op schade (uitgedrukt in euro’s per hectare per jaar) is voor elk stuk dijk een norm vastgesteld, om te zorgen dat het overal in het binnendijks gebied voldoende veilig is. Er is dus geen norm meer per dijkring. Als leerlingen in de kaart naar Flevoland kijkt, kunnen ze zien dat de norm voor de dijk langs het IJsselmeer en Markermeer veel hoger is dan de norm voor de dijk langs de randmeren (figuur 6). Logisch, want de gevolgen zijn veel groter. Als de dijk aan de noordwestkant doorbreekt loopt het veel water vanuit het IJsselmeer of Markermeer de polder in, en komt er 3 tot 4 meter water te staan en vallen er meer dan duizend dodelijke slachtoffers. Bij een dijkdoorbraak vanuit de randmeren, die veel minder water bevatten, komt het water niet hoger dan een halve meter en vallen er nauwelijks dodelijke slachtoffers. Door de overstromingsmodellen te vergelijken komen leerlingen erachter dat het niet zinvol is om dezelfde norm te stellen voor alle dijken rond Flevoland.

Gevolgen

Wat is de allerergste doorbraaklocatie? Dat hangt af van waar je naar kijkt. De doorbraaklocatie met de meeste slachtoffers is Rozenburg. Dit is een kleine dijkring van slechts 5 km2 in het Europoortgebied bij Rotterdam. In tabblad D kun je zien dat er volgens de computermodellen 5690 slachtoffers zullen vallen als hier de dijk doorbreekt, bijna de helft van alle mensen die er wonen. De dijkring loopt namelijk binnen een uur vol en het water komt 5 meter hoog te staan. Vandaar dat de dijk de hoogste beschermingsnorm van Nederland heeft gekregen: het mag hier maximaal eens per 100.000 jaar fout gaan.

Een doorbraak van de Nederrijndijk ten zuidoosten van Utrecht heeft de grootste gevolgen in termen van schade. Vrijwel de hele stad Utrecht komt onder water te staan (maar niet heel diep) en na enkele dagen bereikt het water de rand van Leiden en Amsterdam. Volgens de computerberekeningen loopt de schade op tot meer dan 50 miljard euro. Het aantal slachtoffers wordt geschat op 3040. Ook deze dijk heeft daarom een zeer hoge beschermingsnorm gekregen.

BRON: WATER OP HET SCHOOLPLEIN
Figuur 6: De Grebbendijk langs de Nederrijn heeft de hoogste norm, terwijl de dijk langs de Randmeren de laagste norm heeft. De reden: als de Grebbendijk doorbreekt, loopt het rivierwater tot ver naar het noorden door en komt er metersdiep water te staan in Veenendaal en Amersfoort. Volgens de berekeningen vallen daarbij dan 1000 doden. Als de dijk langs de Randmeren doorbreekt, staan slechts enkele weilanden achter de dijk onder een dun laagje water en vallen er geen doden.

Leerlingen kunnen vervolgens kaarten van de daadwerkelijke faalkans vergelijken met kaarten van de norm per dijktraject. Dijktrajecten waar de faalkans hoger was dan de norm zijn tijdens de meest recente toetsronde afgekeurd (figuur 7). De kaart met de uitslag van de toetsronde laat zien dat de dijken en de duinen langs de hele Hollandse kust voldoen aan de norm, maar vrijwel alle dijken in het Rivierengebied en de Flevopolders zijn afgekeurd.

 

BRON: WATER OP HET SCHOOLPLEIN
Figuur 7: Tijdens de laatste toetsronde is 1300 km aan dijken afgekeurd. Deze moeten vóór 2050 worden versterkt (Tabblad E. Risico).

Lesgeven over risico’s

Leerlingen in de onderbouw vinden het vaak lastig om echt te beseffen wat risico’s inhouden. Want wat stelt 1: 100.000 nou eigenlijk voor? In het werkboek, dat bedoeld is voor de 3e klas,   worden de digitale kaarten van daadwerkelijke risico’s daarom overgeslagen. In plaats daarvan gebruiken leerlingen alleen het tabblad met de overstromingskaarten. Ze kijken of hun eigen omgeving gevaar loopt, hoe snel het water arriveert en hoe hoog het dan komt te staan. Ook zien ze de gevolgen in termen van slachtoffers en schade.

In de bovenbouw kun je leerlingen een echte analyse laten maken van de risico’s. Een geschikte opbouw is om ze eerst hypotheses te laten formuleren voor het overstromingsrisico in vier plaatsen in dezelfde dijkring, bijvoorbeeld Hoofddorp, Rotterdam Centrum, Utrecht en Woerden in Dijkring Centraal Holland (respectievelijk donkergroen, lichtgroen, geel en oranje in de kaart, figuur 8). Vervolgens moeten leerlingen bedenken waar de dreiging vandaan komt en wat de gevolgen zullen zijn. Daarna kunnen ze de daadwerkelijke kans en gevolgen opzoeken in de storymap, en het risico uitrekenen als optelsom van de kans maal de gevolgen per doorbraaklocatie. Tot slot kunnen ze hun berekeningen en hypotheses vergelijken met de risicokaart in de storymap.

Het is ook interessant om ze te laten redeneren over verklaringen. Ondanks de ligging ver onder zeeniveau is Hoofddorp relatief veilig: de kans op een doorbraak van de duinen is vrijwel nihil en de regionale dijken houden de meeste overstromingen tegen. Bij Rotterdam Centrum is de kans laag, omdat de dijk stevig en hoog is. De dijk langs de Nederrijn en Lek heeft een hogere faalkans, wat leidt tot een hoger risico in Woerden en Utrecht. Woerden heeft daarbij nog last van het lengte-effect: deze plaats kan getroffen worden door overstromingen vanuit wel tien doorbraaklocaties, vanuit zowel de Nederrijn als de Lek. Terwijl Utrecht alleen hoeft de vrezen voor water van de Nederrijn (vier doorbraaklocaties).

BRON: WATER OP HET SCHOOLPLEIN
Figuur 8: Woerden heeft het hoogste overstromingsrisico, ook al ligt het midden in Dijkring Centraal Holland (Tab E: Risico)

Toekomst

Tabblad F is toekomstgericht. Met video’s en animaties wordt het Meerlaagsveiligheidsbeleid uitgelegd en er is veel aandacht voor het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP). In dit programma worden alle afgekeurde dijken en keringen versterkt om zo de kans op overstromingen te verkleinen. Tussen 2021 en 2026 wordt de eerste 300 km aan dijken aangepakt. Op een digitale kaart zijn de belangrijke HWBP-projecten te zien. Uiteindelijk moeten in 2050 alle dijken voldoen aan de norm.

Er wordt voornamelijk ingezet op dijkversterking. Video’s verbeelden technische maatregelen zoals steunbermen aanleggen, damwanden slaan en dijken verankeren.

Wat doe jij?

Om te zorgen dat leerlingen niet angstig worden van alle informatie over overstromingen, is er ook aandacht voor het eigen handelingsperspectief. Het tabblad Wat doe jij? laat zien hoe je je kunt voorbereiden, door alvast na te denken over mogelijkheden om de auto of fiets te pakken en naar een hoger gelegen gebied te gaan (horizontaal vluchten) of naar zolder te gaan (verticale vluchten). Er zijn onder andere kaarten van de tijd die je hebt om je spullen te pakken, de ligging van gebouwen met een overstromingsvrije verdieping (figuur 9), en de ligging van overstromingsvrije wegen. Daarnaast bevat het tabblad praktische tips, overgenomen van www.overstroomik.nl.

BRON: WATER OP HET SCHOOLPLEIN
Figuur 9: In het oude (opgehoogde) stadscentrum van Zwolle hebben de meeste huizen een overstromingsvrije verdieping (Tabblad H. Wat doe jij?).
Op naar een landsdekkend beeld
Op naar een landsdekkend beeld

Het lesmateriaal en de storymap zijn gemaakt in opdracht van Rijkswaterstaat en veertien waterschappen. Zij vinden het belangrijk dat leerlingen bewust worden van overstromingsrisico’s in de eigen omgeving, zodat ze weten wat ze moeten doen bij een dijkdoorbraak. Een andere reden is dat de overheden meer draagvlak willen creëren voor maatregelen die eraan komen. Dijkversterking kost namelijk klauwen met geld: alleen al het versterken van de primaire waterkeringen vergt naar schatting 9,6 miljard euro. En dan moeten er nog duizenden kilometers aan regionale dijken en kades aangepakt worden. Daarbij vraagt het verbreden van dijken ruimte, die niet altijd zomaar beschikbaar is.

Inmiddels zijn de storymap en het lesmateriaal beschikbaar voor het grootste deel van Laag-Nederland. We hopen dat we de storymap nog verder kunnen uitbreiden, zodat leerlingen in heel Laag-Nederland kunnen leren over overstromingsrisico’s in hun eigen omgeving.