Het Normaal Amsterdams Peil (NAP) - Achtergronden en geschiedenis

door Frans J.P.M. Kwaad,
fysisch geograaf

Home

Naar:  Correctie van NAP-hoogten m.i.v. januari 2005
          Nieuwe NAP-site van Rijkswaterstaat m.i.v. 2012

Go to: The history of Dutch Ordnance Datum - Summary
           Sea level in the Middle Ages and the Little Ice Age (LIA)

In deze website wordt de geschiedenis van het Normaal Amsterdams Peil (NAP) behandeld. Ook wordt ingegaan op enkele daarmee samenhangende onderwerpen, zoals de stijging van de zeespiegel in verleden en toekomst. De website is gebaseerd op literatuur die is vermeld aan het slot van de website, en op websites waarnaar in de tekst en aan het slot wordt verwezen.

In het kort
In 1683 is het destijds bestaande stadspeil van Amsterdam (AP) vastgelegd door burgemeester Hudde van Amsterdam. Hij liet in de muur van acht sluizen in de dijk langs de zuidzijde van het IJ grote marmeren stenen inmetselen die waren voorzien van een groef ter hoogte van de bovenzijde van de dijk. Er is nog één van de stenen van Hudde overgebleven, nl. die in de Eenhoornsluis in de Haarlemmerdijk. Daarop is de volgende inscriptie te lezen: ZEE DYKS HOOGHTE, ZYNDE NEGEN VOET VYF DUYM BOVEN STADTSPEYL. Dat wil zeggen, dat de horizontale groef in de steen zich op een hoogte van 9 voet en 5 duim, ofwel 2,676 m, bevond boven het stadspeil van Amsterdam zoals dat was in 1683. Daarmee was het Amsterdams stadspeil (AP) vastgelegd. De definitie van het AP (later herdoopt in NAP) luidt vanaf 1683 tot heden: 9 voet en 5 duim beneden het merk op de dijkpeilstenen van burgemeester Hudde. Belangrijk is te weten, dat het nulniveau van het NAP (Normaal Amsterdams Peil) gelijk is aan het nulniveau van het AP (Amsterdams Peil).

De vraag rijst, met welke waterstand op het IJ het stadspeil van Amsterdam overeenkwam in 1683. Was dat de gemiddelde waterstand op het IJ of een andere waterstand? Bedenk dat het water van het IJ via de Zuiderzee en de Waddenzee in open verbinding stond met de Noordzee. Er was dus eb en vloed op het IJ. Uit dagelijkse metingen van de eb- en vloedhoogte van het IJ bij de Haarlemmersluis, uitgevoerd in 1683-1684, is bekend dat het stadspeil van Amsterdam vrijwel samenviel met de gemiddelde zomervloedstand (dus niet de gemiddeld waterhoogte) van het IJ. De gemiddelde zomervloedhoogte van het IJ bleef slechts 1,8 mm beneden het stadspeil. Het stadspeil van Amsterdam was dus zeer waarschijnlijk bedoeld als de gemiddelde zomervloedhoogte op het IJ.

Het gemiddelde verschil tussen eb en vloed op het IJ bedroeg 33,6 cm in het jaar 1683-1684. Dat betekent, dat het gemiddeld zeeniveau in die tijd 17 cm beneden Amsterdams Peil lag. Doordat de zeespiegel sinds die tijd is gestegen en het land is gedaald, ligt het gemiddeld zeeniveau langs de Nederlandse kust tegenwoordig óp of maximaal 10 cm bóven NAP (dit varieert iets van plaats tot plaats). 

In de loop van de 18e eeuw, met name in de periode 1797-1812, is het AP door waterpassing vanuit Amsterdam overgebracht naar andere plaatsen in het land en daar vastgelegd door middel van peilmerken (peilschalen, merkstenen e.d.). Bij Koninklijk Besluit van 1818 is vervolgens bepaald dat het Amsterdams Peil (AP) voortaan zou gelden als referentiehoogte voor heel Nederland. In de jaren 1875-1885 werd een eerste landelijke controle uitgevoerd van de hoogte van de peilmerken. Bij deze controle ging men uit van de vijf toen nog aanwezige dijkpeilstenen van burgemeester Hudde in Amsterdam. Een aantal van de peilmerken in het land bleek toen niet (meer) op de opgegeven hoogte t.o.v. AP te liggen. Deze afwijkingen van de juiste hoogte waren het gevolg van meetonnauwkeurigheden en fouten bij oudere waterpassingen en van verticale beweging van de peilmerken. Men heeft toen nieuwe of verbeterde peilmerken aangebracht en terreinhoogten opnieuw bepaald t.o.v. deze nieuwe peilmerken. De nieuwe peilmerken en de nieuw bepaalde hoogten werden en worden vanaf 1891 aangeduid met de letters NAP (Normaal Amsterdams Peil).

Voor verdere ontwikkelingen zie het vervolg van de website na de Engelse samenvatting.

===================================================================================

The history of Dutch Ordnance Datum (NAP) - Summary of some main points
By order of Johannes Hudde, Lord Mayor of the city of Amsterdam and famous mathematician, in 1683, visible marks of the already existing city's ordnance datum (AP) were established. For that purpose Hudde had large, white marble stones installed in the walls of eight sluices (locks) in the sea dyke running along the southern waterfront of  "het IJ". "Het IJ" was, and still is, a major watercourse in Amsterdam; until 1932 it had an open connection with the North Sea. On each of the marble stones a horizontal line was cut representing the height of the top of the sea dyke. Only one of these so-called Hudde stones still remains in place, in the Eenhoorn sluice. The stone bears the following inscription: ZEE DYKS HOOGHTE, ZYNDE NEGEN VOET VYF DUYM BOVEN STADTSPEYL. In translation it reads: SEA DYKE'S HEIGHT, BEING NINE FEET AND FIVE INCH ABOVE CITY DATUM. This means that the horizontal line on the stone sits at an altitude of 2.676 m above Amsterdam Ordnance Datum. In this way Amsterdam Ordnance Datum (or AP) was represented by a mark for everyone to see. Since 1683 the definition of AP (later NAP) is: a datum level at 2.676 m below the horizontal line on the Hudde stones. It is important to realize, that when AP was renamed NAP in 1891, the original datum level was maintained.
The question arises, which stage or level of "het IJ" corresponded with Amsterdam Ordnance Datum in 1683. Was it mean sea level (half tide level) or a different stage? From daily measurements of high and low tide near the Haarlemmer sluice in 1683-1684, it is known that Amsterdam Ordnance Datum nearly coincided with mean summer high tide on "het IJ". There is a difference of only 1.8 mm between the two. It can be safely assumed, therefore, that mean summer high tide on "het IJ" was, in fact, selected as the city's ordnance datum in the seventeenth century.
The mean difference between high and low tide on "het IJ" amounted to 33.6 cm in 1683-1684. This means that mean sea level (or half tide level) in those days was 17 cm below Amsterdam Ordnance Datum. By relative sea level rise since then, mean sea level along the Dutch North Sea coast at present is between 0 and 10 cm +NAP. This varies slightly from place to place.
During the 18th century, especially in the years 1797-1812, AP was transferred by geodetic levelling from Amsterdam to other locations in the country where also AP marks were installed. By Royal Decree of 1818 it was ordained that from then on AP should be used as Ordnance Datum for the whole of the Netherlands, henceforth being Dutch Ordnance Datum. In the years 1875-1885, a first geodetic precision levelling was carried out to check AP marks throughout the country. Five still remaining Hudde stones were used as a reference during that measurement campaign. It appeared that not all AP marks and land surface elevations based on those marks were at the right altitude, due to measurement errors and vertical movements of the marks. New AP marks were installed, old ones corrected and land surface elevations remeasured. AP (Amsterdams Peil) was renamed NAP (Normaal Amsterdams Peil). As a result, since 1891, terrain and water heights in the Netherlands are given in m  + or - NAP.
In 2005 another correction on NAP-heights was carried out, but again the original datum level was maintained. 

Below are two pictures of the Eenhoornsluis and the Hudde stone:

The Eenhoornsluis in the Haarlemmerdijk in Amsterdam (Photo by F. Kwaad)

   

Hudde stone, marking Dutch Ordnance Datum, installed in the Eenhoornsluis in Amsterdam in 1683 (Photo by F. Kwaad).

In de onderstaande figuur is te zien dat het waterpeil in het IJ te Amsterdam tussen 1700 en 1861 geleidelijk is gestegen (zie  Waterhoogtemetingen ). Klik op data Amsterdam voor de gegevens waarop deze figuur is gebaseerd. De gemiddelde zomervloedhoogte van het water in het IJ bij Amsterdam is in 1683 gekozen als het nulniveau van het AP (Amsterdams Peil). In 1861 was de gemiddelde zomervloedhoogte (de gele lijn in de grafiek) ca. 10 cm gestegen. Het nulniveau van het AP (later NAP) is en blijft echter gelijk aan de gemiddelde zomervloedhoogte op het IJ zoals het was in de tijd rond 1683.

In English. Measurements show that the water level of "het IJ" in Amsterdam gradually rose during the period of measurement (1700 to 1861). In 1683 mean summer high tide on "het IJ" was chosen as the city's datum level. In 1861 yearly mean summer high tide had risen by about 10 cm (the yellow line in the graph below). So had yearly mean low tide (the pink line) and mean sea level (the half tide line in blue). It is important to realize that Amsterdam ordnance datum was not affected by sea level rise since its introduction in 1683. It still is the level of summer high tide on "het IJ" as this was in 1683. Click on data to see the measurements.
 

==========================================================================================

Inhoudsopgave van de site
Klik op een hoofdstuktitel om naar het hoofdstuk toe te gaan.
 
 Inleiding
 Achtergrond van het NAP
 De dijkpeilstenen van burgemeester Hudde
 Het ondergrondse merk op de Dam in Amsterdam
 NAP: nieuw, nauwkeurig of normaal Amsterdams Peil?
 De internationale betekenis van het NAP
 Waterhoogtemetingen door het Stadswaterkantoor te Amsterdam, 1700-1861
 Het NAP en de stand van de zeespiegel
 Bodembewegingen en de stabiliteit van het NAP
 Correctie van NAP-hoogten m.i.v. januari 2005
 Nederland is niet veroverd op de zee
 NAP, GPS en de geoïde
 Links
 Literatuur

Inleiding
Overal in West-Nederland komen we de bekende blauwe peilschalen tegen met daarop de letters NAP. Ze staan in sloten, vaarten, kanalen en havens, en zijn bevestigd tegen muren van bruggen en kades. Je kunt er de waterstand op aflezen. Veel minder bekend en opvallend zijn de bouten die op een groot aantal plaatsen in heel Nederland zijn aangebracht tegen muren van gebouwen. Daarnaast zijn er nog ondergrondse peilmerken. De hoogte t.o.v. NAP van deze peilmerken is precies bekend. Het aantal  toepassingen  is legio. Waterstanden en terreinhoogtemetingen en -opgaven worden normaliter gedaan t.o.v. NAP. Voorbeelden: bouwsector, watermanagement, dijkverhoging, zandsuppletie, bemaling en peilbeheer in polders, waterhoogte van rivieren, landinrichtingswerken, wegenaanleg, geologische doorsneden, archeologische opgravingen, zeespiegelstijgings- en kustonderzoek, topografische kaarten, GIS, digitale terreinhoogtemodellen. Uit het verschil in terreinhoogte tussen twee punten kan de terreinhelling worden afgeleid.

Achtergrond van het NAP
Wat is de achtergrond van het NAP? Het idee erachter is heel simpel. Het NAP-niveau is een vlak ten opzichte waarvan we in Nederland de hoogte van land en water aangeven. De practische uitwerking van dit idee is echter minder eenvoudig. Het begint met het kiezen van een referentiehoogte, en het vastleggen daarvan. Na de keuze en vastlegging van een referentiehoogte op een bepaalde punt moet deze hoogte worden overgebracht naar een groot aantal plaatsen in het hele land, en daar worden vastgelegd door middel van peilmerken. Deze zgn. 'verspreiding' van het NAP door het land wordt gedaan door middel van waterpassing, een landmeetkundige techniek. Hierbij wordt in een groot aantal stappen (zgn. slagen) met een lengte van ieder 100 à 200 m het peil vanuit Amsterdam overgebracht naar andere delen van het land (zgn. doorgaande waterpassing). Zie de onderstaande figuren. De peilmerken met hun bekende en vaste hoogte dienen als uitgangspunt voor hoogtebepalingen door gebruikers van het NAP, b.v. aannemers, wegenbouwers, waterschappen. De hoogteligging van de peilmerken varieert. De preciese hoogte en lokatie van de peilmerken kan worden opgevraagd bij  Rijkswaterstaat

Schema van de opstelling van een waterpastoestel met voor- en achterbaak. Het hoogteverschil tussen de punten A en B is gelijk aan het verschil tussen de meetwaarden a en b (zie: Bron).
 

Een punt van aandacht bij het waterpassen met een waterpasinstrument (een kijker) is, dat een zgn. niveauvlak zoals het NAP-vlak geen plat vlak is maar een gebogen vlak dat de kromming van het aardoppervlak volgt. Immers, het gaat bij landmeten en waterpassen om het bepalen van hoogteverschillen tussen punten op het oppervlak van een bol (de aardbol). De zeespiegel volgt ook de kromming van het aardoppervlak. De zwaartekracht is hiervoor verantwoordelijk. De kijklijn of zichtlijn van een waterpasinstrument ligt echter wél in een horizontaal vlak. Als nu maar vanuit het midden tussen de voor- en achterbaak wordt gemeten, wordt toch het juiste hoogteverschil tussen de punten A en B gevonden.
 

Nederland boven en beneden de zeespiegel, resp. in groen en blauw weergegeven (Bron:  ahn ). Op 11 maart 2005 zijn op parkeerplaatsen langs een aantal snelwegen in Nederland 23 borden geplaatst die de "Echte Kust van Nederland" aangeven. De "Echte Nederlandse Kustlijn" volgt de 0 m NAP-lijn. Al het land ten westen van deze lijn ligt dus onder zeeniveau en zou – zonder dijken of duinen – onder water staan. Amersfoort zou een badplaats zijn. Klik hier  voor meer informatie over dit project van het Ned. Bureau voor Toerisme en Congressen, de Ministeries van Verkeer en Waterstaat en van Onderwijs, Cultuur en Wetenschappen en de ANWB.

Als u wilt weten, hoe hoog (of laag) u woont, klik dan op de site van het geoloket . 

Nederland ligt voor ongeveer eenderde deel beneden de zeespiegel. Voor een laaggelegen land als Nederland ligt het voor de hand om het zeeniveau als referentievlak voor hoogtemetingen te nemen. We zijn daar zo aan gewend en mee vertrouwd, dat 'NAP' voor ons gelijk is aan 'zeeniveau'. In feite was het vanaf het begin van de ontginning van de veenmoerassen in het westen van ons land (rond 1000 AD) van groot practisch belang om de waterhoogten langs onze kusten goed te kennen en te kunnen vergelijken met de hoogte van de dijken en het land achter de dijken. In theorie had het ook anders gekund. We hadden bijvoorbeeld het topje van de Vaalserberg als uitgangspunt kunnen nemen of een willekeurige andere hoogte. Dat hebben we niet gedaan. Een andere referentiehoogte dan zeeniveau zou ook geen handige basis zijn voor de wereldwijde vergelijking van terreinhoogten. In landen als Zwitserland en Nepal  heeft men daar misschien ooit anders over gedacht (nu niet meer).

Vanaf de Middeleeuwen zijn in Nederland waterhoogten gemeten. Daarbij werden allerlei lokale en regionale peilen gebruikt zonder uniformiteit in referentiehoogten en meeteenheden. Het oudst bekende peil in Nederland dateert uit 1552 (Hattem). Het lokale Amsterdams Peil (AP) is bij Koninklijk Besluit van 1818 als referentievlak genomen voor heel Nederland.

Johannes van Waveren Hudde (1628 - 1704), befaamd  wiskundige, burgemeester van Amsterdam en bewindhebber  van de VOC.

De dijkpeilstenen van burgemeester Hudde
De eerste berichten over peilmerken in Amsterdam hebben betrekking op de buurt Lastage aan de oostkant van de stad. Ze dateren uit 1540-1565. De oudste vermelding van de naam 'stadspeil' in Amsterdam duikt op in 1673. In 1674 is voor het eerst sprake van een 'Stadspeylsteen' in Amsterdam (Van der Weele, 1971). Toen het stadspeil van Amsterdam ook buiten Amsterdam in gebruik kwam, ontstond de benaming Amsterdams Peil (AP). Na een ernstige overstroming in 1675 gaf de burgemeester van Amsterdam, Johannes Hudde, opdracht om de zeewering langs de zuidelijke oever van het IJ aanzienlijk te verhogen en van sluizen te voorzien. Dit betrof o.a. de Haarlemmerdijk. De nieuwe waterkering langs het IJ kwam in 1682 gereed. In 1683 werd, eveneens in opdracht van burgemeester Hudde, de hoogte van de verhoogde zeedijk langs het IJ vastgelegd t.o.v. het stadspeil met behulp van acht grote, witmarmeren stenen. Deze 'stenen van Hudde' werden ingemetseld in acht sluizen in de verhoogde dijk langs het IJ. Op de  stenen van Hudde was een horizontale groef aangebracht op zeedijkshoogte, zijnde 9 voet en 5 duim (2,676 m) boven het stadspeil (Amsterdams Peil of AP). Uit dagelijkse metingen van de eb- en vloedhoogte in het IJ bij de Haarlemmersluis, uitgevoerd in 1683-1684, bleek het stadspeil van Amsterdam vrijwel samen te vallen met de gemiddelde zomervloedstand (dus niet het gemiddeld zeeniveau) van het IJ te Amsterdam (Waalewijn, 1987). De gemiddelde vloed op het IJ bleef slechts 1,8 mm beneden het stadspeil. Het stadspeil was dus zeer waarschijnlijk bedoeld als de gemiddelde vloedhoogte op het IJ. De definitie van het AP (later NAP) luidt sinds 1683 tot heden: 9 voet en 5 duim beneden het merk op de stenen van Hudde (van Veen, 1945). De acht primaire merken van het AP lagen in één waterpas vlak. Op die manier was het AP gefixeerd. De stenen van Hudde zijn geplaatst in de volgende sluizen (van west naar oost gaand langs de zuidzijde van het IJ): Eenhoornsluis, Nieuwe Haarlemmersluis, Oude Haarlemmersluis, Nieuwe Brugsluis, Kolksluis, Kraansluis, West-Indische sluis (Kalkmarktsluis) en Scharrebiersluis.

Er is thans nog maar één van de acht dijkpeilstenen van Hudde overgebleven, en wel in de Eenhoornsluis. Deze sluis ligt in de Korte Prinsengracht, waar deze de Haarlemmerdijk kruist. Jammergenoeg vermeldt Waalewijn (1979), dat de dijkpeilsteen in de Eenhoornsluis al in 1876 is afgevallen voor de bepaling van het nulvlak bij de eerste nauwkeurigheidswaterpassing. Er waren in 1876 nog zes dijkpeilstenen van Hudde aanwezig. Van deze zes werd de steen in de Eenhoornsluis toen niet gebruikt, 'vermoedelijk omdat de hoogte teveel afwijkt van die van de andere stenen'. Toch is het te hopen, dat dit laatste fysieke peilmerk van het AP (en het NAP) uit de tijd (1683) dat het nulniveau van het AP werd vastgelegd, nog lang in ere zal worden gehouden door het stadsbestuur! Gezien het feit, dat ook andere Europese landen het NAP als referentie gebruiken, verdient de steen van Hudde in de Eenhoornsluis de status van internationaal beschermd historisch erfgoed.

Noot d.d. 4 augustus 2005: Deze oproep om de laatst overgebleven dijkpeilsteen van Burgemeester Hudde een beschermde status te geven heeft succes gehad. De oproep is overgenomen door de Vereniging Vrienden van de Amsterdamse Binnenstad. Dit heeft ertoe geleid, dat de steen van Hudde in de Eenhoornsluis en de sluis zelf op de gemeentelijke monumentenlijst van Amsterdam worden geplaatst!

In december 2007 is de dijkpeilsteen van Hudde in de Eenhoornsluis hermeten. Klik hier . De hoogte bleek te zijn 2,615 m  NAP. Een daling van 6,2 cm.

De dijkpeilsteen van Hudde, naast en een beetje verscholen achter een sluisdeur van de Eenhoornsluis. Het opschrift luidt: "ZEE DYKS HOOGHTE ZYNDE NEGEN VOET VYF DUYM BOVEN STADTSPEYL". De horizontale groef is het peilmerk (Photo en copyright F. Kwaad).

          
Het IJ stond in verbinding met de Zuiderzee die op zijn beurt in open verbinding stond met de Waddenzee en de Noordzee. De waterstand van het IJ weerspiegelde dus (tot 1932) het zeeniveau op open zee.  De Zuiderzee is in 1932 door de bouw van de Afsluitdijk afgesloten van de Waddenzee en de Noordzee. Ook eb en vloed waren merkbaar op het IJ, al was het gemiddeld tijverschil van 32 cm daar geringer dan langs onze Noordzeekust.
Noot: De naam Waddenzee is relatief jong (in de zonneschijn op de Waddenzee (bij Sylt) [1895; Leeuwarder Courant]) en is een leenvertaling van Duits Wattenmeer [1865; Hansen 1865].

In de loop van de 18e eeuw is het AP door waterpassing vanuit Amsterdam overgebracht naar andere plaatsen in Nederland en daar vastgelegd door middel van peilmerken (peilschalen, merkstenen e.d.). Dit is, in de jaren 1797-1812, vooral het werk geweest van de latere generaal C.R.T. Krayenhoff. Als nulpunt gebruikte hij het nulpunt van de peilschaal aan de Amstelsluis. Dit nulpunt liet Krayenhoff in 1812 vergelijken met het nulpunt van de schaal in het Stadswaterkantoor aan de Geldersekade (zie verder) en met de hoogte van de dijkpeilsteen van Hudde in de Kolksluis. De conclusie van de vergelijking was, dat de hoogte van de vergeleken punten juist was. Uitgaand van deze metingen liet Krayenhoff op verschillende plaatsen in Amsterdam (o.a. in de Amstelsluis) vier extra merkstenen inmetselen ter vastlegging van het nulpunt van het Amsterdams Peil. In 1851 werden afwijkingen in de hoogte van de vier stenen van Krayenhoff geconstateerd. Dit leidde tot enige verwarring omtrent de juiste hoogte van het AP. De verwarring werd nog vergoot, toen Stamkart in 1861 een fout van 8 cm vond in het nulpunt van de peilschaal van het Stadswaterkantoor. De oorzaak van deze afwijking is nooit opgehelderd. Men denkt zelfs aan een opzettelijke fout, met het doel de waterspiegel in de stad laag te houden (bij een bepaald peil werden de sluizen gesloten om wateroverlast in de stad te voorkomen) (Van der Weele, 1971). Van Veen (1945) wijdt een zeer uitvoerige beschouwing aan deze kwestie, in verband met de vraag of er sedert 1700 wél of niet een geologische bodemdaling bestaat in Amsterdam.

Bij de Eerste nauwkeurigheidswaterpassing in 1875-1885 werden de stenen van Krayenhoff uit 1813 niet als referentiepunt erkend. Aangesloten werd bij de vijf nog aanwezige dijkpeilstenen van Hudde. Bij de Tweede nauwkeurigheidswaterpassing in 1926-1940 werd aangesloten bij de twee toen nog bruikbare dijkpeilstenen van Hudde. Ook werden toen ondergrondse merken geplaatst (18 van de eerste orde en 29 van de tweede orde). Bij de Derde nauwkeurigheidswaterpassing in 1950-1959 werd het net van ondergrondse merken uitgebreid, met name in west-Nederland. Het waterpasnet werd in februari 1955 aangesloten aan de laatste - voor dit doel bruikbare - dijkpeilsteen die nog was overgebleven in Amsterdam (in de Nieuwe Brugsluis). De hoogte van die dijkpeilsteen werd bij die gelegenheid overgebracht naar de Dam in Amsterdam. De vierde nauwkeurigheidswaterpassing is uitgevoerd in 1965-1978 en de vijfde in 1996-1998. Het punt op de Dam geldt vanaf 1955 als referentiepunt voor het NAP. In 2004 is de hoogte van het punt op de Dam herberekend uit de metingen van de 5e Nauwkeurigheidswaterpassing. Dit leverde een hoogte op van +1.408m (zie hieronder voor meer details).

Het ondergrondse merk van het NAP op de Dam in Amsterdam
Tijdens de tweede nauwkeurigheidswaterpassing (1926-1939) is in 1928 voor de bepaling van het nulniveau aangesloten op de twee toen nog aanwezige en bruikbare stenen van Hudde, resp. in de Nieuwe Brugsluis en in de West-Indische Sluis. In 1953 is het NAP vastgelegd ten opzichte van de hoogte van de halfbolvormige bovenkant van een bronzen bout op een 22 meter lange heipaal op de Dam in Amsterdam. De bout bevindt zich op negentig centimeter onder het plaveisel op een hoogte van 1,4278 meter + NAP (+1,408 m na herbereking in 2004). De hoogte van het ondergrondse merk op de Dam is gebaseerd op de hoogte van de steen van Hudde in de Nieuwe Brugsluis. In 1955 is de steen in de Nieuwe Brugsluis verplaatst. Het punt op de Dam is sindsdien het uitgangspunt voor hoogtebepaling in Nederland. Later is een bout op 0 meter NAP aangebracht in de Amsterdamse Stopera aan het Waterlooplein. De laatst overgebleven steen van Hudde uit 1682 in de Eenhoornsluis is uit historisch oogpunt minstens zo belangrijk (zie boven).

Naderhand is twijfel gerezen aan de juiste hoogte van het ondergrondse peilmerk op de Dam. In 2004 is de hoogte van het punt op de Dam herberekend uit de metingen van de 5e Nauwkeurigheidswaterpassing. Dit leverde een hoogte op van +1.408m. Toelichting:

Zie voor meer details een uittreksel uit de publicatie uit 2005 over de Geodetische Referentiestelsels van Nederland. 

NAP: nieuw, nauwkeurig of normaal Amsterdams Peil?
Toen men in de jaren 1875-1885 voor het eerst (uitgaand van de vijf nog aanwezige dijkpeilstenen van Hudde in Amsterdam) een landelijke controle uitvoerde van de hoogten van de peilmerken in het land (Eerste nauwkeurigheidswaterpassing onder leiding van L. Cohen Stuart ) en van daarop gebaseerde terreinhoogten, ontdekte men dat de hoogte van veel peilmerken (en daaraan gekoppelde terreinhoogten) niet klopte met de juiste hoogte. Deze verschillen waren het gevolg van meetonnauwkeurigheden en fouten bij oudere waterpassingen en verticale beweging van de peilmerken. Men heeft toen nieuwe of verbeterde peilmerken aangebracht en terreinhoogten opnieuw bepaald t.o.v. deze nieuwe peilmerken. De nieuwe peilmerken en de nieuw bepaalde hoogten werden vanaf 1891 aangeduid met de letters NAP. Wat de toegevoegde letter N voorstelde werd er niet bij vermeld in de registers "Hoogte van verkenmerken" en in een desbetreffend bericht in het tijdschrift "De Ingenieur" uit 1893. Het aanvankelijk ontbreken van een verklaring voor de letter N heeft geleid tot misverstanden. De interpretatie "nauwkeurig" of  "nieuw'' ligt voor de hand, maar in de notulen van de 46e vergadering van de Rijkscommissie voor Graadmeting en Waterpassing is terug te vinden, dat NAP zou betekenen Normaal Amsterdams Peil, mogelijk in analogie met de Duitse aanduiding Normal Null (NN) die in 1879 is ingevoerd voor het Duitse referentiepeil dat gelijk is aan het Nederlandse (Waalewijn, 1987). Hoe dit ook zij, het referentieniveau van het NAP is gelijk gebleven aan dat van het AP (de dijkpeilstenen uit 1683 van burgemeester Hudde).

Voor veel plaatsen in Nederland zijn de verschillen tussen AP en NAP nog bekend (Rijkswaterstaat). J. van Malde geeft in zijn publicatie "Historische Stormvloeddstanden" uit 2002 een bijlage met reducties in cm voor de herleiding naar NAP van waterstanden vermeld t.o.v. AP in het getijgebied.  De reducties, zoals vermeld in de betreffende bijlage, lopen uiteen van -47 cm (Krimpen a/d Lek) tot  +7 (Den Helder; Oude Schild).

De internationale betekenis van het NAP
In 1879 heeft men in Duitsland besloten om het Nederlandse peil te gebruiken als uitgangspunt voor hoogtebepalingen. Het Duitse 'Normal Null' (NN) is dus (in principe) gelijk aan het NAP. Andere Europese landen hebben hun eigen nationale hoogtereferentie die is gekoppeld aan het gemiddeld zeeniveau van verschillende oceanen en binnenzeeën: Atlantische Oceaan, Noordzee, Middellandse Zee, Oostzee, Zwarte Zee. Hiertussen bestaan niveauverschillen tot enkele decimeters. Hierdoor bestaan er verschillen tussen de verschillende nationale vergelijkingsvlakken. Terreinhoogten in verschillende landen kunnen dus niet rechtstreeks met elkaar worden vergeleken. Daarvoor moeten de verschillen tussen de nationale peilen bekend zijn. Over de Belgische hoogtereferentie (Tweede Algemene Waterpassing, TAW) schrijft  Van den Herrewegen in 2002:
Voor wat de hoogte betreft zit België in een uitzonderingspositie. Het referentievlak voor het TAW-net is nog steeds het "gemiddelde van de lage getijden" terwijl al onze buurlanden het "gemiddelde van de getijden" genomen hebben. Wensen we ons aan te passen aan het huidige Europese referentiepeil (NAP :Nieuw Amsterdams Peil) dan moeten we rekening houden met een translatie van ongeveer 2.3 m.

Verder speelt in Europa het probleem van de zgn. vereffening van meetfouten bij de bepaling van de hoogten van knooppunten in een (Europees) meetnet. Daarom is in 1955 het REUN (Réseau Européen Unifié de Nivellement) opgericht, en in 1973 het REUN-1973, met als taak de gemeenschappelijke vereffening van de Europese waterpasnetten ter hand te nemen. Zowel in 1955 als in 1973 is het NAP als referentievlak gekozen voor deze gemeenschappelijke vereffening. Een waterpasnet is een netwerk van knooppunten. Ieder knooppunt kan langs verschillende 'routes' in het netwerk worden bereikt. Iedere route levert een iets andere hoogte op voor het betreffende knooppunt. De verschillen zijn het gevolg van inherente beperkingen in de nauwkeurigheid van de meetmethode. Kort gezegd, komt vereffening neer op het 'gladstrijken' van de verschillen tussen de verschillende hoogten die voor een bepaald punt worden gevonden, wanneer men langs verschillende routes in het meetnet vanuit Amsterdam naar het betreffende punt toegaat (Waalewijn, 1987). Dit speelt ook binnen de nationale meetnetten. Vereffening is een complexe wiskundige procedure. Hoe groter het netwerk, hoe omvangrijker de rekensom. Na vereffening wordt, ongeacht de gevolgde route door het meetnet, steeds dezelfde hoogte voor een willekeurig knooppunt gevonden. Voor meer informatie over Europese samenwerking op dit gebied ga naar European Vertical Reference System (EVRS) , EUREF en  United European Levelling Network (UELN). Voor uitleg over diverse referentiesystemen klik hier. Voor een interessante recente beschouwing (Jaakko Mäkinen, 2004) van de wenselijkheid om het NAP te handhaven als referentiehoogte voor Europa klik hier.

Voor een gedetailleerd artikel uit 2005 over de geodetische referentiestelsels van Nederland en hun onderlinge relaties incl. het NAP klik hier. Deze publicatie vormt de vastlegging van ETRS89, RD en NAP en hun onderlinge relaties. Naast een beschrijving van de historie van de referentiestelsels en de wijze van bijhouding ervan (met onder meer het AGRS.NL als basis van de geometrische infrastructuur van Nederland), wordt de status van de stelsels per 1 januari 2005 beschreven. Dit omvat de realisatie van ETRS89 via het AGRS.NL, de herziening en de nieuwe definitie van het RD-stelsel in 2004 en de nieuwe NAP-publicatie in 2005. De onderlinge relaties tussen de stelsels worden beschreven door de vernieuwde transformatie RDNAPTRANSTM2004, waarvan het nieuwe geoïdemodel NLGEO2004 en een model voor de vervormingen van het RD-stelsel deel uitmaken.

Hieronder een kaart van Europa met de verschillen tussen de nationale hoogtesystemen in cm t.o.v. UELN-hoogte (Amsterdam is 0).
 

 

Waterhoogtemetingen door het Stadswaterkantoor te Amsterdam, 1700-1861
Op 1 januari 1700 is men in het Stadswaterkantoor aan de Nieuwmarkt te Amsterdam begonnen met de systematische (half)uurlijkse registratie van de waterhoogte t.o.v. AP. Dit heeft een unieke meetreeks opgeleverd die aldaar is voortgezet tot 1861. Het Stadswaterkantoor was een klein gebouwtje, dat op palen boven het water van de Geldersekade was gebouwd. De waterhoogte werd bepaald met een peilstok die door de vloer van het kantoortje in het water werd gestoken. De peilstok was voorzien van een AP-merk en een stootnok. Het punt op de stok tot waar hij nat was, werd als waterstand genomen (Van der Weele, 1971). Het opnemen van de waterhoogte ging dus op dezelfde manier als waarop we nu het oliepeil controleren in onze auto.

Het Stadswaterkantoor op de Nieuwmarkt aan het eind van de Geldersekade. Het is het lage gebouwtje met het hekje aan de waterkant, midden op dit fragment van een pentekening van (waarschijnlijk) Ten Compte uit 1743. Uiterst rechts is een van de torens van de Waag te zien. (Bron van de pentekening: E. van Wageningen, 2002. "Geldersekade tussen Waag en Schreierstoren". Stadsherstel Amsterdam N.V.)

Nogmaals het Stadswaterkantoor aan de Nieuwmarkt te Amsterdam, enige tijd voor de afbraak in 1861, met op de achtergrond de Waag (uit Waalewijn, 1987).

De peilboekjes van het Stadswaterkantoor worden bewaard door het Gemeentearchief Amsterdam en zijn daar te raadplegen. Klik op Archief Stadswaterkantoor - peilboekjes . De peilwaarnemingen van 1784-1963 zijn op microfilm gezet, en op 1 april 2008 door het KNMI op Internet geplaatst. Klik op KNMI - Klimatologie - Stadswaterkantoor en ga dan naar "Bekijk logboeken".

Hieronder, als voorbeeld, de pagina van 4 Januari 1839 uit de registratie van de peilmetingen door het Stadswaterkantoor te Amsterdam.

Voorbeeld van een pagina uit de registratie van het Stadswaterkantoor te Amsterdam (B.P. = bovenpeil (vloed), O.P. = onderpeil (eb), in duimen t.o.v. AP)

Rond 1700 lag het AP op het niveau van gemiddeld hoogwater (of "gemeene" vloedhoogte) te Amsterdam. Zo was het volgens van Veen (1945) bedoeld door Hudde. Het AP kwam volgens van Veen (1945) aanvankelijk ruwweg overeen met het in die tijd in het noorden des lands gebruikelijke begrip 'volzee'. Door de stenen van Hudde werd het definitief en precies vastgelegd. Van Malde (2002) wijst er echter voor een aantal Groningse stations op, dat gemiddeld hoogwater daar in de periode 1841-1937 belangrijk hoger (10 tot 40 cm) lag dan de 'bout van volzee'. Het gemiddeld zomerhoogwater te Amsterdam lag in de jaren 1710/19 op 0,9 cm +AP. Het gemiddeld winterhoogwater lag in die tijd op 0,4 cm -AP (van Veen, 1945). Het gemiddeld zeeniveau kwam (en komt) overeen met de 'halftij-stand' of de 'middenstand', resp. het gemiddelde van een lange reeks hoog- en laagwaterstanden of het gemiddelde van alle gemeten waterstanden (uurwaarnemingen). Het tijverschil op het IJ te Amsterdam bedroeg in 1700 (en later) rond 32 cm. Het gemiddeld zeeniveau lag omstreeks 1700 dus op 16 cm -AP.  Omstreeks 1920 was het, door de stenen van Hudde gefixeerde, AP niet meer gelijk aan gemiddeld hoogwater, maar kwam het vrijwel overeen met de half-tijstand (ofwel gemiddeld zeeniveau). Zie de grafiek iets verderop in deze website. Van Veen bespreekt in zijn artikel uit 1945 de lastige vraag, of de beweging van het zeeniveau t.o.v. de primaire AP-merken van Hudde in de eeuwen na 1700, moet worden toegeschreven aan geologische bodemdaling, zeespiegelstijging, verzakking van de stenen van Hudde of aan een combinatie van deze drie. Hij moest in 1945 het antwoord op deze vraag open laten. In 2002  schrijft van Malde, dat de befaamde grafiek van Van Veen uit 1945, weergevende de gemiddelde halftijstanden te Amsterdam voor de periode 1682-1930, met reden als indicatief wordt gezien voor het verloop van de gemiddelde zeestand aan onze kusten in die periode. Van Malde verwijst wél naar de kritische kanttekeningen die van Veen in 1945 in dit opzicht heeft gemaakt.

Klik  hier  voor een grafiek van de jaargemiddelden van de zeestand, hoog- en laagwater, gebaseerd op de metingen van de waterstand van 1700 tot 1861 in het Stadswaterkantoor op de Nieuwmarkt aan het eind van de Gelderse Kade in Amsterdam. Het water van de Gelderse Kade stond in open verbinding met het IJ en de Zuiderzee. In 1872 werd het IJ afgesloten van de Zuiderzee. (Bron van de gegevens: Rijkswaterstaat RIKZ.)

Van Veen (1945, 1954) heeft op basis van dezelfde metingen (aangevuld met metingen van een aantal andere meetpunten voor de periode 1861-1930) een grafiek geconstrueerd van de zeespiegelstand in Amsterdam van 1682 tot 1930. Opvallend is de toegenomen zeespiegelstijging vanaf 1820.

 

Het NAP en de stand van de zeespiegel
Het NAP is een eenmaal gekozen en vastgelegd referentieniveau. De stand van de zee is geen vast gegeven, maar verandert in de loop van de tijd t.o.v. dit referentieniveau. Na de laatste ijstijd, toen de Noordzee helemaal was drooggevallen, is de zeespiegel wereldwijd ca. 100 m gestegen. Dat was het gevolg van het afsmelten van de grote landijskappen op Aarde en de uitzetting van het oceaanwater door de stijging van de temperatuur. Men noemt dit de eustatische zeespiegelstijging. Lokaal, zoals in Nederland, speelde (en speelt) ook bodemdaling door tectonische beweging van de aardkorst een rol. Bij elkaar opgeteld bepalen de wereldwijde eustatische zeespiegelstijging en de lokale bodemdaling van West-Nederland de zgn. relatieve zeespiegelstijging langs de Nederlandse kust (zie de onderstaande grafiek door Jelgersma).

Grafiek van de relatieve zeespiegelstijging langs de Nederlandse kust gedurende de afgelopen 10.000 jaar volgens Jelgersma (1979).

De relatieve zeespiegelstijging langs onze kust gaat op dit moment nog steeds door (zie de grafiek voor Amsterdam door Van Veen en de hieronder volgende zes grafieken). De tectonische bodemdaling heeft consequenties voor de stabiliteit van de NAP-peilmerken. De peilmerken bewegen mee met de tectonische beweging van de aardkorst. Het aandeel van resp. de eustatische zeespiegelstijging en de tectonische bodemdaling in de relatieve zeespiegelstijging is daardoor moeilijk vast te stellen. Door meting van de stand van de zeespiegel t.o.v. de peilmerken van het NAP wordt altijd het gecombineerde effect van eustatische zeespiegelstijging en tectonische bodemdaling gevonden. Verderop iets meer daarover. Behalve met bodemdaling door tectonische beweging van de aardkorst hebben we in West-Nederland te maken met maaiveldsdaling door inklinking van klei en veen en oxidatie van veen door ontwatering. Door ontwatering heeft sinds het jaar 1000 AD in West-Nederland een maaiveldsdaling van enkele meters plaatsgevonden. Hierdoor is West-Nederland beneden de zeespiegel komen te liggen, waar het eerst (eerste millennium AD) ruim boven lag. In tegenstelling tot de tectonische bodemdaling is de maaiveldsdaling door inklinking van klei en oxidatie van veen wél goed als een afzonderlijk proces te meten t.o.v. de (gefundeerde) peilmerken van het NAP. Het is niet altijd duidelijk, of de maaiveldsdaling door inklinking en oxidatie is inbegrepen, als men het heeft over de relatieve zeespiegelstijging langs de Nederlandse kust. Meestal is dit niet het geval. Nog een derde oorzaak van bodemdaling is de onttrekking van grondstoffen aan de bodem, zoals de gaswinning in Groningen.

Zeespiegelstijgingscurve uit Beets, D.J., Van der Spek, J.F. en Van der Valk, L., 1994. Holocene ontwikkeling van de Nederlandse kust. RGD Rapport 40.016 - Project Kustgenese.

Voor informatie over de stand van de zeespiegel in de Middeleeuwen en de Kleine IJstijd klik hier.

Volgens RIKZ-RIZA-IMAU (1998) heeft de relatieve zeespiegelstijging langs de Nederlandse Noordzeekust in de periode 1888-1995 gemiddeld 19 cm bedragen, met als uitersten Harlingen (13 cm) en Hoek van Holland (25 cm). De wereldwijde stijging van de zeespiegel over de laatste 100 jaar wordt geschat op 10 à 25 cm. Zie Sea Level Rise. De gemiddelde zeestand is thans bij Harlingen 0.05 m +NAP, bij Den Helder 0 m NAP, bij Hoek van Holland 0.10 m +NAP en bij Vlissingen 0 m NAP. Zie de figuur hieronder. In de nabije toekomst wordt een versnelde stijging van de zeespiegel verwacht als gevolg van klimaatverandering. Modelberekeningen in het Derde Rapport uit 2001 van het  IPCC komen voor 2100 uit op een wereldwijde stijging tussen 11 en 77 cm, met een centrale waarde van 44 cm. Voor bepaalde CO2-emissie scenario's  ligt de berekende stijging tussen 9 en 88 cm, met een centrale waarde van 48 cm. Het effect van lokale bodemdaling is hierin niet meegenomen. Klik voor het Vierde Rapport van het IPCC van 5 februari 2007 op Summary for Policymakers . Hierin wordt een zeespiegelstijging van 18 tot 59 cm genoemd tot 2100. Het  KNMI rekent met een zeespiegstijging langs de Nederlandse kust van 35 tot 85 cm in 2100.

De zeespiegel aan de Nederlandse kust is in de periode 1891- 2008 met 22 cm gestegen.  Dit was een lineaire stijging, dus zonder versnelling. Klik op de betreffende grafiek in het Compendium voor de Leefomgeving.

Gemiddelde zeestanden op een aantal plaatsen langs de Nederlandse Noordzeekust t.o.v. NAP voor de periode 1820-2000 (Bron: RIKZ-RIZA-IMAU, 1998). Toelichting: Het AP (Amsterdams Peil) is in 1683 vastgelegd als de gemiddelde zomervloedhoogte (dus niet het gemiddeld zeeniveau) van het IJ bij Amsterdam. Het gemiddeld verschil tussen eb en vloed op het IJ bedroeg 33,6 cm in die tijd. Dat betekent, dat het gemiddeld zeeniveau destijds 17 cm beneden AP lag. Door stijging van de zeespiegel ligt het gemiddeld zeeniveau langs de Nederlandse kust thans óp of maximaal 10 cm bóven NAP. Dit varieert iets van plaats tot plaats zoals blijkt uit de bovenstaande figuur. (Let op: de horizontale lijn in de grafiekjes is niet 0 m NAP.)
 

Uit satellietwaarnemingen met de Topex-Poseidon en Jasonsatellieten is de onderstaande wereldwijde zeespiegelstijgingscurve voor de periode 1993-2005 samengesteld. Bron:  Legos . De gemiddelde stijgsnelheid is 3 mm/jaar. Er bestaan wel ruimtelijke variaties in de recente wereldwijde beweging van de zeespiegel. Zie ook de site van de University of Colorado met actuele informatie over de Topex-Jasonmetingen van de zeespiegel. Zie verder KNMI  en de Wikipedia-site over SeaLevelRise . Klik voor uitleg over de meetmethode met satellieten op Satellite altimetry .

 

Bodembewegingen en de stabiliteit van het NAP
Een cruciale vraag is: hoe stabiel is het NAP in de praktijk? Anders gezegd: verandert de hoogte van de aangebrachte peilmerken en peilschalen niet in de loop van de tijd? Van Veen (1945) en anderen vóór hem worstelden al met deze vraag, zoals we boven hebben gezien. De bedoeling is natuurlijk, dat de hoogte van de peilmerken niet verandert. Hoe kunnen we controleren, of dat inderdaad niet gebeurt? Je kunt de hoogte van de aangebrachte peilmerken ten opzichte van elkaar met regelmatige tussenpozen (jaren) opnieuw inmeten. Als het goed is, verandert er niets aan de hoogte van de peilmerken ten opzicht van elkaar. Als er wél verschillen in onderlinge hoogteligging worden geconstateerd, is er dan een manier om uit te maken, welk(e) peilmerk(en) nog op de oorspronkelijke NAP-hoogte liggen? Als er geen onderlinge verschillen zijn ontstaan, dan nog kunnen alle peilmerken 'en bloc' hoger of lager zijn  komen te liggen dan het oorspronkelijk gekozen NAP-niveau. Hoe kom je er achter, of dat wel/niet het geval is? Het gekozen referentieniveau (het gemiddeld zeeniveau) kan intussen wel zijn veranderd, of de aardkorst kan zijn gestegen of gedaald in Nederland. Uit geologisch onderzoek weten we, dat we in Nederland inderdaad te maken hebben met bewegingen van de bodem. De peilmerken van het NAP bewegen mee met deze bewegingen van de aardkorst. Peilschalen en peilmerken zijn dus geen echte vaste punten. Ook uit de vijf  Nauwkeurigheidswaterpassingen die in de periode 1875 tot 1999 in Nederland zijn uitgevoerd, weten we, dat de vaste punten niet echt vast zijn. Zie ook het proefschrift van K.I. van Onselen . Uit de onderstaande figuur blijkt, dat de snelheid van de tectonische bodemdaling maximaal 8 cm per eeuw is. Maaiveldsdaling door inklinking van klei en veen heeft geen invloed op de peilmerken van het NAP, voor zover deze gefundeerd zijn in de zandige ondergrond.

Snelheid van verticale bodembewegingen in mm/jaar. Bron:  RDNAP.

Uit de bovenstaande figuur blijkt, dat Nederland een kantelende beweging ondergaat, dalend in het noorden en westen, stijgend in het oosten en zuiden. De as van kanteling ligt langs de lijn Breda-Amersfoort-Emmen. Nederland ligt al zestig miljoen jaar in de randzone van het dalende Noordzeebekken.

In het recente overzichtswerk over de geologie van Nederland, "De ondergrond van Nederland'' (De Mulder e.a., 2003, Fig. 116, p. 172) worden de volgende getalwaarden genoemd voor de verschillende componenten van de bodemdaling door natuurlijke oorzaken gedurende de afgelopen 2,5 miljoen jaar in Nederland:
    (a) de snelheid van de bodemdaling door isostasie (d.i. bodembeweging in reactie op veranderingen in de belasting van de aardkorst) loopt van ca. 30 mm/eeuw op de Waddeneilanden tot 10 mm/eeuw langs de lijn Vlissingen-Zwolle; het gaat hierbij om drie typen belasting: sedimentopvulling van het Noordzeebekken, het komen en gaan van de landijsbedekking van Scandinavië en het daarmee samenhangende stijgen en dalen van de zeespiegel tijdens de ijstijden en tussenijstijden van het Kwartair (de afgelopen 2 miljoen jaar),
    (b) bodemdaling door compactie (d.i. inklinking door het eigen gewicht van het dikke pakket Tertiaire en Kwartaire kleilagen en Holocene veenlagen) doet zich voor in de Waddenzee, het IJsselmeergebied, Noord-Holland en Friesland, en bedraagt de afgelopen tweeënhalf miljoen jaar maximaal 5 mm/eeuw bij Terschelling,
    (c) bodembeweging door tectoniek (d.i. beweging van delen van de aardkorst langs breukvlakken) loopt van een daling met een snelheid van 7 mm/eeuw in Noord-Holland tot een stijging met een snelheid van 3 mm/eeuw langs onze oostgrens,
    (d) op lokale schaal doen zich bodembewegingen voor in Noord- en Oost-Nederland door de verplaatsing van zout in de ondergrond; de snelheid hiervan bedraagt 1 tot 10 mm/eeuw.

Met elkaar hebben deze processen volgens De Mulder e.a. (2003, p. 65, p. 173) tijdens het Kwartair (de afgelopen 2 miljoen jaar) gezorgd voor een natuurlijke bodemdaling tot 25 mm/eeuw in het noordwesten van Nederland en voor een bodemrijzing tot enkele mm/eeuw in het oosten en zuiden van ons land. Deze snelheden zijn beduidend lager dan de snelheden in de bovenstaande figuur van Rijkswaterstaat. De figuur van RWS betreft echter een opgave van zeer recente bewegingssnelheden. De Mulder e.a. (2003) laten zich uit over gemiddelde bewegingssnelheden gedurende een veel langere periode (het gehele Kwartair met een duur van ca. 2 miljoen jaar). Er lijkt dus sprake te zijn van een recente toename van de snelheid van bodembeweging in Nederland. Helemaal duidelijk is de situatie echter niet, omdat zich in het Kwartair een afwisseling van ijstijden en tussenijstijden heeft voorgedaan, met een komende en weer verdwijnende landijsbedekking van Scandinavië en een afwisselend dalende en stijgende zeespiegel in de Noordzee. Deze wisselende belasting van de aardkorst moet enkele malen hebben geleid tot een omkering van het teken van de desbetreffende component van de isostatische bodembeweging in Nederland gedurende het Kwartair (zgn. post-glacial rebound).

De auteurs van "De ondergrond van Nederland" schrijven op p. 66: "In absolute zin zijn bodembewegingen lastig te meten. Er zijn namelijk geen geheel stabiele referentiepunten in de aardkorst bekend." Je kunt je afvragen, hoe dergelijke 'geheel stabiele referentiepunten' zouden kunnen worden herkend of geïdentificeerd.

Naast bodembewegingen met een natuurlijke oorzaak komen, op lokale en regionale schaal, bodembewegingen voor door toedoen van menselijk handelen. Deze 'kunstmatige' bodemdalingen hebben soms een veel grotere snelheid en omvang dan de natuurlijke bodemdalingen. Hieronder vallen bodemdalingen door: ingrepen in de grondwaterstand, gaswinning, steenkoolmijnbouw, zoutwinning en belasting door bebouwing. Door ontginning, gepaard gaand met drainage (bemaling), inklinking van klei en vertering van veen, is sinds 1000 AD het maaiveld van West-Nederland enkele meters gedaald, tot beneden zeeniveau. Hierdoor is de veiligheid van West-Nederland permanent in gevaar gebracht en moet sinds de vijftiende eeuw continu worden gemalen om West-Nederland droog te houden. De bodemdaling door gaswinning in de provincie Groningen zal naar verwachting van de NAM in 2050 maximaal 38 à 43 cm bedragen. In Zuid-Limburg zijn plaatselijk bodemdalingen door steenkoolwinning tot tien meter gemeten.

Correctie van NAP-hoogten m.i.v. januari 2005
De hiervoor genoemde bodembeweging heeft ertoe geleid, dat een correctie nodig is geworden op de hoogteligging van de ondergrondse peilmerken van het NAP. Deze correctie is verwerkt in een nieuwe NAP-publicatie . Dit is een lijst met de hoogten van de peilmerken van het NAP t.o.v. het nulniveau van het NAP. De nieuwe NAP-publicatie is van kracht geworden per 13 december 2004. Op een  kaartje van Rijkswaterstaat is te zien, dat de correctie varieert tussen ca. –25 mm in het Westen van Nederland tot ca. +20 mm in Twente. Het bekende referentiepunt van het NAP op de Dam in Amsterdam heeft een 2 cm lagere hoogte gekregen dan de oude hoogte. Rijkswaterstaat heeft in 2003 een te downloaden brochure uitgebracht met informatie over de noodzakelijk geworden correctie. In deze brochure wordt vermeld, dat de berekening van de nieuwe hoogten zodanig plaatsvindt, dat het nulniveau van het NAP zo goed mogelijk ongewijzigd blijft ten opzichte van het niveau zoals dat rond 1926 bij de tweede Nauwkeurigheidswaterpassing is vastgesteld. Het enige dat verandert is de hoogte ten opzichte van NAP van de peilmerken in de NAP-publicatie. De definitie van het nulniveau van het NAP wordt dus niet gewijzigd. De correctie heeft wél als consequentie, dat hoogtegegevens van ná 13 december 2004 niet meer direct vergelijkbaar zijn met die van vóór die datum. Zie de publicatie Herberekening van het primaire net van het NAP (2004).

Punten op de Veluwe zijn bij de correctie als stabiel beschouwd. De Veluwe ligt op de as van kanteling van Nederland. De punten op de Veluwe fungeren in feite als nieuwe referentielokaties (met een nulniveau gelijk aan dat van de  tweede Nauwkeurigheidswaterpassing uit 1928) en zijn als uitgangspunt genomen voor de aanpassing van de hoogten van de peilmerken in de nieuwe NAP-publicatie.  Op deze wijze is en wordt het nulniveau van de dijkpeilsteen van Hudde uit 1683 in de Nieuwe Brugsluis (zoals bepaald in 1928) aangehouden. Maar een referentie in absolute zin zijn de punten op de Veluwe natuurlijk niet, en verder rijst de vraag, of de dijkpeilsteen in de Nieuwe Brugsluis tussen 1683 en 1928 niet is gezakt. Dat lijkt wel aannemelijk, gezien de geconstateerde daling van West-Nederland. De daalsnelheid van 0,3 mm/jaar voor Amsterdam en omgeving (zie bovenstaande kaartje) betekent een daling van 7,3 cm tussen 1683 en 1928, als we de huidige daalsnelheid mogen extrapoleren naar die periode in het verleden. Het huidige nulniveau van het NAP ligt dus naar alle waarschijnlijkheid, onbedoeld, lager dan het nulniveau van het AP in de zeventiende eeuw. Dit is van belang i.v.m. onze kennis van de snelheid van zeespiegelstijging in historische tijd. Van Veen schreef in 1945 al: "Zakken deze stenen (van Hudde), dan wordt met behulp van nauwkeurigheidswaterpassingen deze zakking tot in de verste hoeken des lands overgebracht met verwerping der vroeger gevonden hoogte...". En verder: "De bekende 'dalingslijnen' voor Vlissingen, den Helder, Harlingen, enz., die uit de peilschaalgegevens volgen en herhaaldelijk gepubliceerd werden, zijn in beginsel slechts zoo getrouw mogelijke copieën van de dalingslijn van de A.P.-steenen te Amsterdam...".

Het bedrag van 7,3 cm ligt dichtbij het in december 2007 gemeten verschil van 6,2 cm tussen de huidige hoogte en de hoogte in 1684 van de laatst overgebleven Huddesteen in de Eenhoornsluis in Amsterdam. Klik hier voor details.

Rijkswaterstaat meldt in Intermediair van 22 mei 2009 het volgende: "Het huidige NAP is in naam nog wel gerelateerd aan deze waterstand uit de zeventiende eeuw, maar in de praktijk is door teloorgang van oude hoogtemerken, vele herdefinities en het in gebruik nemen van nieuwe hoogtemerken niet meer na te gaan hoe het huidige nul-niveau zich verhoudt tot het AP uit de zeventiende eeuw."

Nederland is niet veroverd op de zee
Even een zijsprong in deze website over het NAP. In populaire publicaties, in kranten, op radio en TV wordt nog vaak gesteld dat Nederland is veroverd op de zee. Aardwetenschappers, archeologen en historici weten echter al veertig jaar, dat dit niet juist is. Toen men rond het jaar 1000 AD  West-Nederland ging ontginnen, lag het onbedijkte land enkele meters boven gemiddeld hoogwater. De bodem van West-Nederland bestond in die tijd uit een vele meters dik pakket hoogveen, waarvan de vorming is begonnen ca. 3000/2000 vóór Chr. De ontginning van het veen bracht drainage en ontwatering van het veen met zich mee. Levend hoogveen bestaat voor 90% uit water. Door ontwatering verloor het veen dus een groot deel van zijn volume en klonk daardoor in. Hierdoor trad een aanzienlijke daling van het veenoppervlak op. Bovendien kwam het veen, dat uit afgestorven plantenresten bestaat, door akkerbouw intensief in contact met de lucht. Daardoor verteerde (oxideerde) het veen voor zover gelegen boven de grondwaterspiegel. Dit droeg in belangrijke mate bij aan de daling van het veenoppervlak. Door inklinking en oxidatie is het veenoppervlak in de periode tussen 1000 en 1200 AD. gedaald tot het niveau van gemiddeld hoogwater op de Zuiderzee. Toen werd bedijking van het veenland noodzakelijk. Achter de dijken ging de bodemdaling door en werd bemaling noodzakelijk om het overtollige water te kunnen lozen. De opgetreden bodemdaling is er de oorzaak van dat de bodem van West-Nederland nu enkele meters beneden zeeniveau ligt. In delen van Noord-Holland, Zuid-Holland en Utrecht zijn tot op de dag van vandaag flinke resten van het veen (de veenweidegebieden) - weliswaar sterk verlaagd - bewaard gebleven. In het veen zijn meren en plassen ontstaan. Veel van deze meren zijn in de 17e eeuw en later drooggemalen. Dit zijn de droogmakerijen. Voorbeelden zijn de Schermer, de Beemster en de Haarlemmermeer. De bodem van deze droogmakerijen bestaat uit zeeklei die ouder is dan het veen dat erop heeft gelegen. In het gebied van de Zeeuwse en Zuidhollandse eilanden is de ontwikkeling iets anders verlopen, maar ook dat deel van West-Nederland maakte tot 100 na Chr.deel uit van het uitgestrekte Hollandse hoogveengebied. In Zeeland is het veen verdwenen in de tijd tussen 100 en 800 AD. De onderstaande figuur is een schematische weergave van de maaiveldsdaling die sinds 1000 AD is opgetreden in West-Nederland.

Schematische weergave van de zeespiegelstijging en maaiveldsdaling in West-Nederland sinds 1000 AD. De zeespiegel is tussen 1000 en 2000 AD ca. 50 cm gestegen en het maaiveld is ca. 4 m gedaald door ontginning, ontwatering, inklinking en vertering (oxidatie) van de veenbodem. Deze daling van het bodemoppervlak is dus niet het gevolg van een daling van de aardkorst als geheel maar van het verdwijnen van 4 m veen (Bron: gewijzigd naar de figuur op p.26 in J.J. Schilstra - In de ban van de dijk - de Westfriese Omringdijk, 1974). 

NAP, GPS en de geoïde
Tegenwoordig wordt steeds meer de GPS-methode ("Global Positioning System") gebruikt voor hoogtemetingen. Bij de GPS-methode wordt de terreinhoogte bepaald ten opzichte van een zgn. referentie-ellipsoïde. Dit is een denkbeeldig, regelmatig gevormd, driedimensionaal lichaam rondom de aarde. De referentie-ellipsoïde valt niet samen met het NAP-vlak. Het NAP-vlak is een deel van de zgn. geoïde (zie verder). De gevonden hoogten (h) t.o.v. de referentie-ellipsoïde moeten worden omgerekend naar hoogten (H)  t.o.v. NAP (de geoïde). Daarvoor moeten we de afstand (N) tussen de geoïde en de referentie-ellipsoïde kennen. In formulevorm: H = h - N. De geoïde voor Nederland ligt 40 à 47 m boven de GRS80-ellipsoïde (40 m in NO Groningen tot 46,5 m in Zuid-Limburg). Zie ook Geoid. Citaat daaruit:

"Note that a GPS receiver on a ship may, during the course of a long voyage, indicate height variations, even though the ship will always be at sea level (tides not considered). This is because GPS satellites, orbiting about the center of gravity of the Earth, can only measure heights relative to a geocentric reference ellipsoid. To obtain one's geoidal height, a raw GPS reading must be corrected. Conversely, height determined by spirit leveling from a tidal measurement station, as in traditional land surveying, will always be geoidal height. Some GPS receivers have a grid implemented inside where they can obtain the WGS84 geoid height over the WGS ellipsoid from the current position. Then they are able to correct the height above WGS ellipsoid to the height above WGS84 geoid. In that case when the height is not zero on a ship it is because of the tides."

Het  AGRS.NL  is het Actief GPS Referentie Systeem Nederland. Het AGRS.NL maakt deel uit van de nationale geometrische infrastructuur. Het vormt de schakel tussen de traditionele referentiesystemen van de Rijksdriehoeksmeting (RD) en het Normaal Amsterdams Peil (NAP) en internationale  referentiesystemen , zoals WGS84 en ETRS89. Voor een gedetailleerd artikel uit 2005 over de geodetische referentiestelsels van Nederland en hun onderlinge relaties incl. het NAP klik hier. Deze publicatie vormt de vastlegging van ETRS89, RD en NAP en hun onderlinge relaties. Naast een beschrijving van de historie van de referentiestelsels en de wijze van bijhouding ervan (met onder meer het AGRS.NL als basis van de geometrische infrastructuur van Nederland), wordt de status van de stelsels per 1 januari 2005 beschreven.

De aarde heeft, globaal gezien, de vorm van een enigszins afgeplatte bol. De afplatting wordt veroorzaakt door de draaiing van de aarde om zijn as. De lengte van de aardas (van pool tot pool) is 12.713 km. De middellijn van de aarde in het vlak van de evenaar is 12.756 km. Een verschil dus van 43 km. Klik hier voor meer gedetailleerde gegevens. Je zou, in theorie, de hoogte van punten op land en zee kunnen uitdrukken in de afstand tot het middelpunt van de aarde. Punten in de buurt van de Noord- en Zuidpool, ook de zeespiegel,  zouden dan 21,5 km 'lager' liggen dan punten nabij de evenaar. Dat is, om diverse redenen, geen bruikbare manier om de hoogteligging uit te drukken, nog afgezien van het practische probleem om nauwkeurig de afstand tot het middelpunt van de aarde te bepalen.

Iets nauwkeuriger beschouwd, zijn op de afgeplatte aardbol onregelmatigheden aanwezig die samenhangen met een ongelijkmatige verdeling van de massa van de aardbol en daardoor van de aantrekkende werking van de zwaartekracht. De zeespiegel reageert op de zwaartekracht en ligt daardoor hoger op plaatsen waar de zwaartekracht een hogere waarde heeft dan op plaatsen met een lagere waarde van de zwaartekracht. De vorm die hiervan het gevolg is, wordt de geoïde genoemd.  De geoïde is het vlak dat de aarde omhult en dat samenvalt met het gemiddeld zeeniveau op ieder punt van de aardbol, voortgezet gedacht op het vaste land. Het Nederlandse NAP-niveau is een deel van de geoïde. In feite valt het gemiddeld zeeniveau niet precies samen met de geoïde, maar is er een verticale afstand van 1 à 2 m tussen beide niveaus. Dat komt door zeestromingen etc.

De zeespiegel staat dus niet overal op aarde even 'hoog'. De afstand van de zeespiegel tot het middelpunt van de aarde varieert over de aardbol, afgezien van het effect van de genoemde afplatting van de aarde aan de polen. Verschillen in zwaartekracht zijn daarvoor, zoals gezegd, verantwoordelijk. De zwaartekrachtsverdeling over de aardbol is een weerspiegeling van de massaverdeling over de aardbol (gesteenten, water, landijs). Het niveau van de oceanen vertoont daardoor onregelmatige uitstulpingen en inwelvingen vergeleken met een regelmatig gevormde omwentelings-ellipsoïde. De onregelmatig gevormde geoïde ligt boven de ellipsoïde onder gebergten en onder de ellipsoïde ter plaatse van oceaanbekkens. Het totale reliëf van de geoïde is 180 m t.o.v. de omwentelingsellipsoïde (Summerfield, 1991, p. 443).

Nog een keer. Het oppervlak van de oceanen (het zeeniveau of de zeespiegel) is geen plat vlak maar een gebogen vlak dat de vorm van de aarde volgt. De geoïde valt samen met het oppervlak van de oceanen zoals dat wordt bepaald door de aantrekkende werking van de zwaartekracht. Door verschillen in de sterkte van die aantrekkende werking is het zeeoppervlak (en dus de geoïde) geen wereldomspannend, regelmatig gevormd vlak, maar heeft het een onregelmatige vorm die een beetje doet denken aan die van een aardappel. Het water beweegt niet van de 'bulten' naar de 'kuilen', doordat het op zijn plaats wordt gehouden door de zwaartekracht. De geoïde beschrijft dus de positie van het oppervlak van de wereldzeeën in rust (stilstaand water). Het water in de oceanen staat echter niet stil maar is voortdurend in beweging onder invloed van de wind. Dit zijn de bekende grote zeestromen op aarde. Deze zeestromen brengen hoogteverschillen van het zeeoppervlak van 1 tot 2 m met zich mee t.o.v. het water in rust (de geoïde). Er bestaan hierdoor dus afwijkingen in de orde van 1 m tussen de werkelijke positie van het zeeoppervlak en de geoïde. Zie verder Geoid.

Uit recente zwaartekrachtsmetingen met twee satellieten in het kader van het project  Grace is het volgende  model  naar voren gekomen van het zwaartekrachtsveld van de aarde (zie onderstaande figuur). Deze figuur geeft tegelijk een beeld van de geoïde.

Model van het zwaartekrachtsveld van de aarde volgens  Grace(links Afrika en Europa, rechts Azië).

Een voorbeeld. Welke hoogte bedoelen we, als we het hebben over de hoogte van de  Mount Everest ? De hoogte t.o.v. zeeniveau. Welk zeeniveau? Van de Noordzee of van de Golf van Bengalen? Geen van beide. Sinds we werken met de geoïde, bedoelen we de hoogte t.o.v. de geoïde ter plaatse van de Mount Everest. De geoïde geeft aan, hoe hoog de zeespiegel zou staan in een kanaal (zonder verval), dat we ons kunnen voorstellen tussen de Mount Everest en de oceaan. Het komt er dus op aan, de geoide goed te kennen. Daarvoor zijn zwaartekrachtsmetingen nodig. Die zijn op dit moment nog niet overal in gelijke mate voorhanden.

Schematische voorstelling van reliëf, geoïde en ellipsoïde (gebaseerd op Workshop GPS and GIS)

De geoïde verandert van vorm, als de massaverdeling op aarde verandert. Dat is o.a. gebeurd door het afsmelten van de grote landijskappen aan het eind van de laatste ijstijd. Een grote hoeveelheid smeltwater is van de Scandinavische en Canadese landijskappen de oceanen ingestroomd. Dit heeft geleid tot:
- isostatische stijging van Scandinavië en Canada (glacio-isostasie)
- isostatische daling van de randgebieden van de landijskappen, de 'fore-bulge'-zone (glacio-isostasie)
- stijging van de zeespiegel (glacio-eustasie)
- isostatische daling van de oceaanbodem (hydro-isostasie)
- verandering van de geoïde
Volgens Summerfield (1991, p. 439)  heeft de glacio-eustatische zeespiegelstijging na de laatste ijstijd 115 m bedragen. Hiervan is rond 40 m gecompenseerd door de hydro-isostatische daling van de oceaanbodem en is de resulterende netto-zeespiegelstijging  ongeveer 75 m geweest. Als de ijskappen op Antarctica en Groenland zouden smelten, zou dat een wereldwijde zeespiegelstijging teweegbrengen van 65 à 80 m, waarvan door hydro-isostatische compensatie 40 à 50 m zou overblijven. Voor informatie over het effect op de geoïde ga naar: The fiction of the geoid.

De vorm van de geoïde wordt, zoals gezegd, bepaald door de waarde van de zwaartekracht op ieder punt van de aardbol. De waarde van de zwaartekracht is afhankelijk van de ongelijkmatige massaverdeling (van gesteenten, water, ijs) over de aardbol en verschilt daardoor enigszins van punt tot punt. Het is de taak van de Meetkundige Dienst van Rijkswaterstaat om de vorm van de geoïde op Nederlands grondgebied te bepalen.

Als u wilt weten, hoe hoog boven (of beneden) zeeniveau u woont, ga dan naar de rechter bovenhoek van de website van het  Geo-loket . 

Naar:  Het ontstaan van West-Friesland

Links
NAP
Hoogte-site Ministerie V.enW.
 Hoogte en NAP
 Bodembewegingen in Nederland
 De geoïde van Nederland
 Geo-loket
 Atlas van Nederland (bodembewegingen)
 Amsterdams Peil niet Normaal
 Geen ei, bol of pannekoek
 The NGS Geoid page
 The fiction of the geoid
  What is GPS?
 Altitude discussion
 Workshop GPS and GIS
 Debating Points: Tide Gauges vs. Altimetry
 België referentiepeil
 Germany 'Normal Null'
 England Newlyn Datum
 United European Levelling Network
  
Literatuur
    Aardoom, L. (redactie), 2000. Samen meten, beter weten. Nederlandse Commissie voor Geodesie, 38, Delft, 41 pp.
    Barends, F.B.J., Kenselaar, F., Schröder, F.H. (redactie), 2002. Bodemdaling meten in Nederland. Hoe precies moet het? Hoe moet het precies? Nederlandse Commissie voor Geodesie, 39, Delft, 91 pp.
    Boot, L.P., 1991. Het Normaal Amsterdams Peil. In: Een zaak van niveau. 1000 jaar Nederlandse waterhuishouding, behorend bij de gelijknamige film van Louis van Gasteren, Euro Book Productions, Amsterdam, pp. 140-150. ISBN 90-73811-01-5
    De Mulder, F.J., Geluk, M.C., Ritsema, I.L., Westerhoff, W.E. en Wong, Th.E. (redactie), 2003. De ondergrond van Nederland. Wolters-Noordhoff, Groningen,379 pp.
    RIKZ-RIZA-IMAU, 1998. De keerzijde van ons klimaat. 34 pp.
    Summerfield, M.A., 1991. Global Geomorphology. An introduction to the study of landforms. Longman, Harlow, England, 537 pp. ISBN 0-582-30156-4
    Van Malde, J., 2002. Historische stormvloedstanden. Rapport 2002.07.1. Aqua Systems International. In opdracht van Rijkswaterstaat, RIKZ, 136 pp.
    Van Veen, J., 1945. Bestaat er een geologische bodemdaling te Amsterdam sedert 1700? Tijdschrift van het Koninklijk Nederlandsch Aardrijkskundig Genootschap. Tweede Serie, deel 62, pp. 2-36.
    Van Veen, J., 1954. Tide-gauges, subsidence-gauges and flood-stones in the Netherlands. Geologie en Mijnbouw, Nieuwe Serie, Jaargang 16, pp. 214-219.
    Van der Weele, P.I., 1971. De geschiedenis van het N.A.P. Publicatie van de Rijkscommissie voor Geodesie, Delft, 44 pp. Ook op Internet als pdf-bestand. Klik  hier
    Waalewijn, A., 1979. De tweede nauwkeurigheidswaterpassing van Nederland 1926-1940. Publicatie van de Rijkscommissie voor Geodesie, Delft, 165 pp. Ook op Internet als pdf-bestand. Klik  hier
    Waalewijn, A. (redactie), 1987. Drie eeuwen normaal amsterdams peil. Rijkswaterstaat-serie, nr. 48, Hoofddirectie van de Waterstaat, 's-Gravenhage, 2e, herziene, druk, 56 pp. Ook op Internet als pdf-bestand. Klik  hier