( Bron: Visionair) Innovatiewedstrijd levert oplossingen voor vismigratie in de polder.
Hoe kun je vismigratieknelpunten in poldergebiedenhet beste aanpakken? Waterschap Amstel, Gooi en Vecht daagde eind vorig via een ‘Innovation Challenge’ onderzoekers uit om met nieuwe of betere oplossingen te komen. Deze uitdaging resulteerde in een aantal nieuwe en verfrissende ideeën.
De watersystemen in Nederland zijn door de
aanleg van dijken, gemalen, sluizen en stuwen
enorm versnipperd. De meeste van deze
kunstwerken zijn niet of slecht passeerbaar
voor vis. Hierdoor zijn migratieroutes niet
meer toegankelijk en kunnen vissen hun paai-,
opgroei-, voedsel- of overwinteringsgebieden
niet meer bereiken. Door versnippering van
leefgebieden worden deze te klein voor een
gezonde visstand en wordt de uitwisseling
tussen vispopulaties beperkt. De Nederlandse
waterbeheerders nemen daarom maatregelen
om deze knelpunten aan te pakken.
Versnipperde poldergebieden
Prioriteit bij het oplossen van deze barrières
ligt logischerwijs bij knelpunten in het
hoofdsysteem: de Rijkswateren, de boezem-wateren bij de waterschappen en bij overgangen naar de grotere, waterrijke poldergebieden. Maar juist ook in de polders van laag Nederland is het watersysteem sterk
versnipperd. Alleen al in het beheergebied van
waterschap Amstel Gooi en Vecht zijn er meer dan 100 polders met daarbinnen ruim 500 verschillende peilvakken. Tussen deze 500 peilvakken bevinden zich ruim 1500 stuwen.
Toch zijn er nog weinig vispassages langs
stuwen in poldergebieden in het beheergebied
van het waterschap aangelegd. De voornaamste
reden is dat vispassages tussen peilvakken in
poldergebieden een te grote invloed hebben
op het peilbeheer. Daarnaast bestaat het risico
op de ongewenste toevoer van gebiedsvreemd,
te voedselrijk water. Enkele vispassages die in
het verleden zijn aangelegd worden om
bovengenoemde redenen zelfs niet meer
gebruikt. Technische oplossingen om het
waterverbruik te beperken worden vanwege
hoge kosten of twijfel over betrouwbare
werking nog weinig toegepast.
De Nederlandse polders worden gekenmerkt door vele, niet voor vissen passeerbare peilvakken.
Uitdaging
Om tot nieuwe en betere oplossingen voor
vismigratie langs stuwen te komen besloot het
waterschap daarom een ‘Innovation Challenge’
uit te schrijven. De deelnemers stonden voor
een viervoudige uitdaging: 1. Het systeem moet effectief passeerbaar zijn
voor vis;
2. Om ongewenste effecten op de waterhuishouding
of nutriëntenbelasting te
voorkomen dient het waterverbruik
minimaal te zijn;
3. Het ontwerp dient eenvoudig en robuust
te zijn;
4. Zowel in aanleg als in onderhoud dient
het systeem kosteneffectief te zijn.
Tijdens de Amsterdam International Waterweek
die in november 2017 in de RAI werd gehouden,
presenteerden de deelnemers hun ideeën aan
een deskundige jury die onder voorzitterschap
van Wiegert Dulfer (DB-lid
waterschap Amstel,
Gooi en Vecht) stond. De jury bestond verder
uit Tom Buijse (
Deltares), Jacques van Alphen
(
AGV), Wilco de Bruijne (
OAK consultants) en
Marco Kraal (
Sportvisserij Nederland).
Zeven inzendingen
De oogst van de Innovation Challenge
bestond uit zeven verschillende inzendingen.
Onderstaand worden ze in het kort
beschreven.
Poldervissluis 2.0 – ARCADIS/Beutech/
Aqua Delta
Deze compacte vispassage, gepresenteerd
door Jasper Arntz van
ARCADIS, is gebaseerd
op het sluisprincipe, waarbij water en vis
gefaseerd wordt geschut. De poldervissluis
wordt direct tegen de peilscheiding geplaatst.
De verbinding met het benedenstroomse peil
wordt gemaakt door een verdronken doorzwemvenster
te voorzien van een regelbare
afsluiter. Deze laat gefaseerd water en vis in
en uit. Aan de bovenstroomse zijde kan naast
een doorzwemvenster ook gebruik worden
gemaakt van een eenvoudige verlaging in de
peilscheiding. De werking van de vissluis is
onafhankelijk van het verval. Het ruimtebeslag
wijzigt niet naarmate het verval toeneemt.
De poldervissluis 2.0 schut zowel water als vis in fases.
De vissluis kan eenvoudig worden gemaakt en
snel geplaatst. Door de vissluis te plaatsen in
combinatie met een visveilige lokstroomcompensatiepomp
op zonne-energie kan het netto
waterverlies over een etmaal tot nul worden
teruggebracht. Uiteraard kan de vissluis ook
alleen worden ingezet op een bepaald gedeelte
van de dag en/of wanneer er voldoende water is.
Dit maakt de poldervissluis toepasbaar voor
iedere situatie. De jury is enthousiast over
de waterpomp op zonnecellen, deze
veelbelovende techniek kan namelijk ook
bij andere passages worden ingezet.
Meer informatie over de Poldervissluis vind je
hier.
Flushing Fish – Wetskills
Wetskills is een stichting die internationale
programma’s organiseert voor studenten en
jonge professionals met een passie voor water.
Tijdens zogenoemde ‘Wetskills Water
Challenges’ kunnen internationale teams
gedurende twee weken oplossingen bedenken
voor een water-casus. Tijdens de Wetskills
Water Challenge The Netherlands 2017 heeft
één van de Wetskills-teams de innovatie
uitdaging van AGV als casus opgepakt.
Het team bestond uit Thijs Lieverse (student
TU-twente), Jelle Dijkema (HHNK), Asandiso
Mbewu (Zuid-Afrika) en Radwa Raafat Elzeiny
(Egypte).
De door dit team bedachte oplossing is een
vispassage die alleen open staat wanneer
er een wateroverschot is dat moet worden
afgevoerd. De oplossing richt zich op de
werking van een simpele, mechanische
afsluiter die afhankelijk van het waterpeil
bovenstrooms van de stuw gesloten is of
volledig wordt geopend. De afsluiter werkt
met behulp van een drijver. Het innovatieve
ervan is dat de afsluiter niet geleidelijk
opengaat als het waterpeil bovenstrooms
stijgt, maar pas opent als een instelbaar peil
is bereikt. Hiermee wordt voorkomen dat de water wordt verloren, terwijl de vispassage niet goed werkt. De Wetskills-afsluiter zorgt ervoor dat de vispassage pas opengaat als er voldoende water is gespaard voor een goede werking van de vispassage gedurende langere tijd. Bij kleine peilverschillen over de stuw kan de afsluiter van Wetskills in combinatie met een gat in de stuw vispassage mogelijk maken.
De afsluiter kan ook worden gecombineerd
met bestaande technieken zoals een De Wit
passage. De oplossing van Wetskills viel ook
op door de pakkende pitch van Thijs. De jury
was onder de indruk van de eenvoud van het
idee, maar had nog wel enkele vragen over het
ontwerp en de technische uitvoering.
De oplossing van Wetskills is gebaseerd op een eenvoudige mechanische afsluiter.
Meer informatie over Wetskills vind je hier.
Polderpassage 2.0 – ARCADIS/Beutech
De volgende inzending, ‘de polderpassage 2.0’,
werd ook door Jasper Arntz gepresenteerd.
Dit ontwerp speelt in op de kleine knelpunten
met weinig debiet en/of weinig ruimte om
een vispassage te realiseren. Deze compacte
vispassage maakt gebruik van bewezen
concepten. Een optie met overlaten, de
bekkenpassage of de andere optie met
doorzwemvensters, De Wit-vispassage.
Met een uitvoering in HDPE-materiaal is het
concept meer duurzaam, toepasbaar in brak
water en tevens goedkoper dan toepassing
van conventionele materialen. Het materiaal is
licht en gemakkelijk bewerkbaar. De passages
kunnen hierdoor eenvoudig prefab worden
gemaakt en snel geplaatst. Plaatsing kan in
de oever, tegen een damwand of rechtstreeks
aan de stuwklep. Afgelopen jaar zijn er twee
belangrijke verbeteringen doorgevoerd op
dit concept waarmee nog beter kan worden
ingespeeld op wijzigingen in waterpeil en
-afvoer. Ondanks een minimaal ontwerpdebiet
van 10-15 liter per seconde is de variant
met doorzwemvensters voorzien van een
innovatieve afsluiter. Deze afsluiter,
oorspronkelijk bedacht en gebouwd bij
waterschap Vechtstromen en waterschap
Drents Overijsselse Delta, bestaat uit een
relatief goedkope, eenvoudige plaatafsluiter
met automatische bediening. De afsluiter
werkt volledig autonoom en wordt elektrisch
aangedreven door een accu gevoed door een
zonnepaneel. De afsluiter kent twee standen:
open wanneer er voldoende water is en
dicht wanneer er onvoldoende water is.Bij peilonderschrijding sluit de afsluiter en
bij peiloverschrijding gaat deze weer open.
Voor invulling van deze peilaansturing is de
pressostaat-techniek gebruikt uit een
wasmachine. Door een geïntegreerde sponning
kan er geen vuil tussen de sponning en de
schuif komen. De afsluiter is daarmee minder
gevoelig voor storingen. De polderpassage
wordt standaard voorzien van universele,
uitneembare schotten. Dit maakt het mogelijk
om achteraf eenvoudig wijzigingen aan te
brengen in het ontwerp. Daarnaast is het
handig bij het onderhoud wanneer de schotten
kunnen worden verwijderd. Als het concept
van De Wit toch beter volstaat dan een
bekkenpassage met overlaten, zijn de schotten
eenvoudig om te draaien. De eenvoud van
deze prefab toepassing met goedkope en
bewezen technieken, waarbij ongewenste
effecten op waterpeil en kwaliteit worden
voorkomen, spreken de jury aan.
De polderpassage 2.0 is gebaseerd op bestaande technieken en is inzetbaar in situaties met weinig debiet.
Meer informatie over de polderpassage 2.0 vind je
hier.
Fish Scales – Aqua Delta
Aart den Breejen (
Aqua Delta) bedacht in
samenwerking met Arcadis een ontwerp voor
een geheel nieuwe vismigratievoorziening
die is gebaseerd op twee principes:
• Balans (minimale energie nodig voor
de werking)
• Aangedreven door waterkracht
In onderstaande beschrijving wordt verwezen
naar de nummering van onderdelen van
de constructie.
De vispassage wordt tegen een waterkerende
constructie (8), damwand of naast een stuw,
geplaatst en bestaat uit een door water
aangedreven hefboom (2) die aan weerszijden
is verbonden met twee verticale vissluisjes.
Deze vissluisjes worden gevormd door een
cilindervormig compartiment bestaande uit
een buis in een buis (4 en 5). Zowel de
binnenste als de buitenste buis heeft twee
openingen, die afhankelijk van de stand van
de hefboom volledig of voor een klein gedeelte over elkaar heen vallen. Bij een volledige
opening kunnen vissen het cilindervormige
compartiment in- of uitzwemmen. Met de
beperkte opening wordt een waterstroom
geïnitieerd, fungerend als lokstroom. Door de
hefboom afwisselend te laten doorslaan naar
de ene of de andere zijde, verschuiven de
openingen en wordt er een sluisfunctie
gecreëerd. De cilinder is daarbij het sluiscompartiment.
Een volledige opening aan één kant
wordt altijd gecombineerd met een beperkte
opening aan de andere kant. Zo is er bij beide
standen sprake van een lokstroom: één om
het sluiscompartiment in te zwemmen aan
benedenstroomse zijde en één om het
sluiscompartiment uit te zwemmen aan
de bovenstroomse zijde.
De hefboom werkt volledig autonoom volgens
het eenvoudige principe van een watertuimelaar
(zie afbeelding).
De fish Scales werkt volledig autonoom volgens het principe van een watertuimelaar.
Met behulp van een
balanskogel (3) worden dode punten voorkomen.
De vulsnelheid van de hefboom en ook de
lokstroom in de buis zijn naar wens instelbaar.
Door de toevoer naar de hefboom (vulpijp 1)
op een bepaalde hoogte te installeren, kan in
tijden van droogte worden voorkomen dat de
voorziening blijft werken. De vulpijp valt bij
lage waterpeilen gewoon droog, waardoor de
werking stopt. Wel blijft de lokstroom in dat
geval doorlopen in het huidige ontwerp.
Om waterverbruik te verminderen is een enkel
schutbuissysteem in plaats van twee mogelijk.
De jury was verrast door dit volledig nieuwe
ontwerp voor een mechanisch werkende
vissluis met een beperkt waterverbruik.
Wel waren er enkele vragen over de vindbaarheid
van de ingang en de route in het systeem
voor migrerende vissen, aangezien het geheel
relatief complex is.
Waterzuinige poldervissluis –
Kroes Consultancy/Jeffish
Martin Kroes (
Kroes Consultancy) en Jeffrey
Brugman (
Jeffish) leverden een gedetailleerd
uitgewerkt ontwerp voor een mini-schutsluis
voor vissen. Het is gebaseerd op praktijkonderzoek
waarbij vissen middels een lokstroom in
sluizen worden gelokt en vervolgens worden
geschut naar een bovenstrooms gelegen
stuwpand. De vispassage bestaat uit een
geheel prefab te vervaardigen ontwerp.
De verbinding met het bovenstroomse
stuwpand gebeurt door middel van buizen die
desgewenst om de stuw heen kunnen worden
aangebracht, zodat er geen bouwkundige
aanpassingen aan bestaande stuwen nodig
zijn. Innovatief is dat gebruikt wordt gemaakt
De Fish Scales werkt volledig autonoom
volgens het principe van een watertuimelaar.
De basis van de waterzuinige poldervissluis
is in principe een schutsluis voor vissen.
van een continue, maar zeer beperkte,
lokstroom door middel van een bypass pijpje
met kleine diameter. Hiermee worden
ongewenste effecten op waterpeil en aanvoer
van nutriënten zoveel mogelijk beperkt.
Voor het schutten is de mini vissluis voorzien
van spindelafsluiters die werken op basis van
een computergestuurd programma, waarbij
bediening ook op afstand mogelijk is.
Optioneel en innovatief is de uitbreiding
van de poldervissluis met camera’s en een
geautomatiseerd zelflerend schutprogramma.
Het schutten kan daarmee worden gebaseerd
op het aanbod van vis. De camera’s en sensoren
worden tijdens elke schutbeurt gereinigd
door speciale borstels en trekkers die in de
afsluiters zijn geïntegreerd. De camerabeelden
kunnen worden gebruikt voor monitoring van
de vispassage en communicatie over de
werking van de vispassage. De inzending was
tevens voorzien van een voorstel voor de
realisatie en monitoring inclusief kostenraming.
De jury was onder de indruk van de uitwerking
en innovatieve details van het ingezonden
idee. Vermeldenswaardig is zeker ook de fraaie
animatiefilm.
De basis van de waterzuinige poldervissluis is in principe een schutsluis voor vissen.
Meer informatie over de waterzuinige poldervissluis vind je
hier.
Regelbare slootvisstrap - Fishflow Innovations
De slootvistrap is een ontwerp van Gerard
Manshanden (
Fishflow Innovations) en
gebaseerd op hun ervaringen met de
hevelvistrap.
Daarbij is gebleken dat vissen
die migreren over het algemeen veiligheid het
belangrijkste vinden. In een buis voelt een vis
zich veilig. Ze hebben geen last van predatie
door visetende vogels en ook niet van helder
water en zonlicht. De ervaring van Manshanden
is dat vissen niet alleen in de paaitijd een
hevelvistrap passeren, maar het hele jaar
door gebruik maken van dit type vispassage.
Anders dan bij de hevelvistrap heeft de
slootvistrap geen hevelwerking nodig, maar
loopt het water onder vrij verval van het hoge
naar het lage stuwpand. Het debiet kan variëren
tussen 5 en 20 liter per seconde en wordt
geregeld door middel van een vlotter op de
opening (vertical slot) aan de bovenstroomse
kant van de slootvistrap. De slootvistrap staat
onder een lichte hoek. In de trap zitten schotten
die zijn voorzien van een opening waardoor
het water stroomt. Deze opening zit steeds om
en om, waarmee de stroomsnelheid verlaagd
wordt. Elk schot is voorzien van een borstel
om bodemvis te laten passeren.
Omdat de trap onder een hoek staat, is iedere
schotopening 10 centimeter hoger dan de
vorige. Er is dus per 10 centimeter verval een
schot nodig. De slootvistrap verbruikt geen
energie en is redelijk vandalismebestendig
doordat hij is gemaakt van glasvezelversterkt
composiet buis en composiet in- en uitstroombakken.
De levensduurverwachting is
minimaal 50 jaar. Voor onderhoud zit onder in
elk schot een schuif, die geopend kan worden.
Daarmee gaat de stroomsnelheid bij de bodem
omhoog en wordt de vistrap gereinigd.
Manshanden verwacht dat de vistrap, op het
jaarlijks doorspoelen na, onderhoudsvrij is.
Dat er geen energie nodig is bij dit mechanische
ontwerp ziet de jury als groot voordeel.
De regelbare slootvisstrap werkt op basis van de succesvol gebleken vishevel.
Zuiverende vispassage - ARCADIS
Uit diverse studies blijkt dat het toepassen van
ijzerzand een significante bijdrage kan leveren
aan het verbeteren van de waterkwaliteit.
IJzerzand bestaat uit zand met een laagje
ijzeroxide en ontstaat als bijproduct bij de
winning van drinkwater. Het laagje ijzeroxide
om het ijzerzand is in staat om zeer sterk
fosfaat te binden. Mits op een juiste wijze
toegepast, kan een aanzienlijke hoeveelheid
fosfaat uit het oppervlaktewater worden
vastgelegd. In landbouwgebied is de
nutriëntenproblematiek het grootst.
Daarnaast zijn het de haarvaten van ons
watersysteem waar soorten als aal opgroeien
en het belang van vismigratie niet moet
worden onderschat. Gezien de beperkte
waterafvoer van watergangen in landbouwgebied
ligt de toepassing van een De Witvispassage
het meest voor de hand. Door de
schotten in de vispassage beperkt doorlaatbaar
uit te voeren en te vullen met ijzerzand
zal de vispassage ook fosfaat gaan binden.
Door verzadiging neemt de bindingscapaciteit
af en zal er uiteindelijk geen fosfaat meer
gebonden worden. Dit is ongeveer na een jaar.
Het zand moet dan worden vervangen om
de zuiverende functie te behouden. In de
technische uitwerking van de zuiverende
vispassage zijn er twee oplossingsrichtingen:
de vispassage wordt uitgevoerd met
uitneembare schotten of het zand wordt
verwijderd met een mobiele zuiger. Door de
vervangbaarheid van het zand (de schotten)
kan de zuiverende functie oneindig worden
benut. Eventueel kan het fosfaat vervolgens
worden teruggewonnen uit het zand.
Door deze slimme combinatie wordt invulling
gegeven aan meerdere doelstellingen in het
waterbeheer. De zuiverende functie leent
zich uitstekend voor toepassing in een De
Wit-passage, maar is ook in andere typen
vispassages toepasbaar. Gecombineerd met
de hoeveelheid knelpunten en de nutriëntenproblematiek
in ons land, heeft de zuiverende
vispassage potentie. De jury vindt het concept,
wederom ingezonden door ARCADIS en
gepresenteerd door Jasper Arntz, charmant
maar buiten de scope van de wedstrijd vallen.
Daarom is deze inzending niet meegenomen in
de beoordeling. 
De zuiverende vispassage combineert de werking van een vistrap met het vastleggen van fosfaat.
Winnaar
De beslissing was voor de jury niet eenvoudig
omdat de ingebrachte concepten op criteria
als vispasseerbaarheid, waterverbruik,
eenvoud, duurzaamheid, ontwerp, inpasbaarheid,
betrouwbaarheid, bediening, onderhoud
en kosten veel te bieden hebben.
Vanwege de hoge mate van innovativiteit van
een aantal inzendingen heeft de jury verder
besloten een extra innovatieprijs in het leven
te roepen voor het idee van Wetskills: Flushing
Fish. Dit idee scoort zeer hoog vanwege de
eenvoud van het systeem, maar moet nog wel
technisch worden uitgewerkt. Het organiserende
waterschap heeft aangeboden om
samen met de indieners na te gaan hoe van
het idee een technisch ontwerp en maakbaar
product gemaakt kan worden.
Na uitvoerig beraad werd de Polderpassage
2.0 van Arcadis en Beutech uitgeroepen tot
winnaar van de AGV Innovation Challenge
2017. Deze prefab vispassage combineert
bewezen techniek van de bekken- of de
Wit-passage met een op zonne-energie
werkende afsluiter. Deze kan op verschillende
peilen open en dicht gaan en voorkomt
ongewenste effecten op waterpeil en verbruik,
terwijl de hydraulische werking van de
vispassage ook nog geoptimaliseerd wordt.
Het winnende ontwerp zal worden aangelegd
en in de praktijk getest. Bij een succesvolle
test beoogt waterschap Amstel, Gooi en Vecht
over te gaan tot aanleg op meerdere locaties.
De challenge heeft meer opgeleverd dan
alleen een winnaar. Ook de andere inzendingen
bevatten waardevolle ideeën die op
zichzelf, of in combinatie met bestaande
technieken, tot verbeterde oplossingen
voor vismigratie leiden. Bovendien heeft
de challenge er aan bijgedragen dat het
belang van vrije vismigratie opnieuw onder
de aandacht is gebracht en dat er, ook in
polderwateren, mogelijkheden zijn om kleine
barrières met passende oplossingen weer
passeerbaar te maken voor vis.
De Polderpassage 2.0 van Arcadis en Beutech werd door de jury als beste beoordeeld. Deze passage zal in 2018
in het gebied van waterschap Amstel, Gooi en Vecht worden aangelegd en worden gemonitord.