You are viewing an old version of this page. View the current version.

Compare with Current View Page History

« Previous Version 52 Current »

Binnen de POV-Piping hebben van 2015 tot 2019 veel verschillende activiteiten plaatsgevonden. Een globaal overzicht daarvan wordt gegeven in onderstaande brochure.

Hierna volgt een gerubriceerd overzicht  van verschillende achtergronddocumenten die tijdens deze activiteiten zijn opgesteld door verschillende partijen.  De inhoud van de documenten is gebaseerd op de bij deze partijen beschikbare inzichten tijdens totstandkoming.  Ontsluiting van de documenten is bedoeld om: (1) blijvend inzicht te geven in de achtergronden die  hebben geleid tot de uiteindelijke POV-Piping hoofdpublicaties; (2) door te kunnen bouwen op alle verder binnen de looptijd van de POV-Piping vastgelegde kennis, voor zover bruikbaar en actueel naar oordeel van de gebruiker.

Kansenscan Innovatieve technieken

Dit rapport doet verslag van een in vroeg stadium van de POV-Piping uitgevoerde inventarisatie en identificatie van kansrijke innovatieve technieken om het piping probleem te verkleinen.

Innovatieve verbeteringstechnieken

Onderstaande rapportages en tools weerspiegelen het resultaat van enkele specifieke POV-Piping onderzoeken naar drainagetechnieken en naar het 'Verticaal Zanddicht Geotextiel', als kansrijke innovatieve technieken voor het verbeteren van de weerstand tegen piping. Zie verder de Piping portaal publicatie voor een overzicht van alle beschikbare verbeteringstechnieken. Zie ten slotte de POV publicatie Drainagetechnieken voor aanwijzingen voor het ontwerpen en beheren van de verschillende drainagetechnieken.

Het aanbrengen van een Verticaal Zanddicht Geotextiel (VZG) is een innovatief middel om zandtransport in een kwelstroom te stoppen. De ontwerp- en beoordelingsrichtlijn geeft handvatten voor het ontwerpen, aanbrengen, beoordelen en beheren van een VZG. Hoofdstuk 2 geeft een overzicht van de ontwerpparameters. Hoofdstuk 3 beschrijft alle relevante (deel-)faalmechanismen. In een foutenboom is de onderlinge relatie weergegeven tussen de verschillende gebeurtenissen en (deel-)faalmechanismen.  Hoofdstuk 4 en 5 gaan in op het ontwerp en de specificatie van het geotextiel, gegeven de (deel-)faalmechanismen. Hoofdstuk 6 beschrijft in algemene zin de uitvoering, inclusief herstel van de ondergrond. Er wordt nader ingegaan op het belang van een uitgebreide uitvoeringsmonitoring als basis voor toekomstige beoordelingen. Hoofdstuk 7 behandelt zowel de verticale als de horizontale inbrengtechniek, beiden als onderdeel van de uitgevoerde pilots binnen dijkversterkingsproject Hagestein-Opheusden. In hoofdstuk 8 wordt de beheerfase met monitoring op lange termijn toegelicht met de focus op: mogelijke verstopping, beschadiging door vergravingen, knagerij of veroudering van het geotextiel evenals mogelijke vervormingen van de dijkteen als gevolg van piping- groei door meerdere hoogwaters. Hoofdstuk 9 en 10 geven handvatten voor de beoordeling. Hoofdstuk 11 geeft ten slotte aanbevelingen voor gericht vervolgonderzoek.

Het ENW vindt het een prima handreiking om de maatregel in de praktijk uit te gaan voeren. Het advies is om de maatregel toe te passen op een goed beheerbare locatie en om de werking daadwerkelijk aan te tonen door meten en monitoren over een langere periode. Het is daarnaast verstandig de beheerorganisatie van begin af aan te betrekken. Later, wanneer de nodige praktijkervaring is opgedaan, kan een passende beoordelingsmethode worden opgesteld. Zie: https://www.enwinfo.nl/adviezen/advies-verticaal-zanddicht-geotextiel/.

Dit rapport doet verslag van een praktijkproef ter plaatse van de zomerkade van de Willemspolder. De Willemspolder ligt aan de rechterkant van de Waal, bovenstrooms van Tiel tot aan IJzendoorn.  Doel van de proef was om met metingen de werking aan te tonen van het Verticaal Zanddicht Geotextiel (VZG)  als  erosie-verhinderende maatregel.  Het VGZ is in 2015 aangebracht vanaf 1,4 meter onder maaiveld, over een aanvullende diepte van 3,5 meter. Na installatie bleek het VGZ echter deels gescheurd. Het ongescheurde deel had een breedte van 30 meter. Ter plaatse van het ongescheurde deel is sprake van een tussenzandlaag en steekt de VGZ ongeveer 0,6 meter in de diepere zandlaag. Op beperkte afstand van de VGZ locatie is over een breedte van 30 meter ook een 'Grof-Zand barriere' (GZB) aangebracht. Op een aantal momenten in 2016 is het optreden van pipingkanalen geforceerd, door het bemalen van kopsloten in combinatie met via boorgaten maken van verbindingen met de zandlagen. Met waterspanningsmetingen en glasvezelkabelmetingen (rek, temperatuur) wilde men daarbij de volgende zaken vaststellen: (1) de ontwikkeling van pipingkanalen, na afloop gevolgd door het dichtvallen van de kanalen en het nazakken van de deklaag; (2) de bulkdoorlatendheid over het scherm en (3) de verdeling van de grondwaterstroming over de diepte.  In praktijk kon de ontwikkeling van de pipingkanalen met waterspanningsmetingen worden gevolgd. Het dichtvallen van de pipes is geconstateerd op basis van visuele waarnemingen en waterspanningsfluctuaties. Nazakken van de deklaag is niet waargenomen.   Het vaststellen van de bulkdoorlatendheid en de verdeling van grondwaterstroming over de diepte bleek met de beschikbare metingen niet mogelijk.

Deze handreiking dient als hulpmiddel voor alle betrokkenen bij dijkversterkingen, om drainagetechnieken als een volwaardig element mee te nemen in de verkenningsfase van dijkversterkingsprojecten. De resultaten en inzichten uit deze handreiking zijn gebruikt bij het opstellen van de POV publicatie Drainagetechnieken.

Deze rapportage doet verslag van het ontwikkelen van de quickscan-tool drainagetechnieken. Deze tool geeft in de verkenningsfase een eerste indruk van de effectiviteit (het debiet) en de kosten van een drainagesysteem voor een specifieke dijklocatie. De tool ondersteunt zo de afweging tussen de verschillende dijkversterkingstechnieken. De tool richt zich op het draineren van een afgesloten watervoerende laag in de ondergrond nabij een buitenwater. Drainage van de freatische lijn in de dijk wordt niet beschouwd. De quickscantool zelf is te bereiken via de volgende link: http://www.drainagequickscan.nl. Na het accepteren van de disclaimer start de tool direct. Voer vervolgens de kenmerken van de dijk in, of start eerst een voorbeeld.

Dit ontwerp- en beoordelingsvoorschrift  is bedoeld voor dijkbeheerders, ingenieursbureaus en aannemers die een DMC drainagesysteem willen toepassen. Het DMC systeem bestaat uit een via horizontale gestuurde boring aangebrachte filterbuis, die in de lengterichting aan de binnenzijde van de dijk ligt. Via de buis wordt water afgepompt zodra de in de buis gemeten waterspanningen boven instelbare grenswaarden raken.

Het systeem wordt gedimensioneerd door middel van een geohydrologische analyse. De ontwerpvariabelen zijn daarbij de lengte, de filteropbouw en de afvoercapaciteit van de buis. In het ontwerp en de beoordeling van piping en macrostabiliteit wordt vervolgens rekening gehouden met de waterspanningen bij hoogwateromstandigheden onder invloed van een werkend DMC systeem. Het beheer en onderhoud van het DMC systeem wordt ondersteund door autonome zelftesten, met meldingen wanneer sensoren hun functie verliezen.

Innovatieve meet- en monitortechnieken

Onderstaande rapportages doen verslag van enkele specifieke POV-Piping onderzoeken naar kansrijke meet- en monitoringtechnieken om de locatie-specifieke pipinggevoeligheid in kaart te brengen. Zie verder ook het relevante POVM achtergronddocument Visie op meten en monitoren voor waterkeringen).

In deze samenvatting en in de onderliggende deelrapportages wordt verslag gedaan van onderzoek naar de toepasbaarheid van de innovatieve HPT-sondeertechniek om de plaatsafhankelijke doorlatendheid van zand beter te bepalen. De meettechniek is beproefd langs de Maas bij Doeveren en langs de Rijn bij Westervoort, Pannerden en Lobith. De doorlatendheid is bepaald met de HPT sondeertechniek en MPT mini-pompproef, twee technieken die tot dan nieuw waren voor de dijkenwereld. Ook zijn deze technieken vergeleken met de traditionele meettechnieken, zoals pompproeven, slugtesten en laboratoriumtesten. De HPT-MPT meet de horizontale doorlatendheid. Door uitbreiding met de AMPt techniek kan ook de verticale doorlatendheid in kaart worden gebracht.

De HPT sondering en mini-pompproeven leveren vergelijkbare doorlatendheden op als de klassieke pompproef. In tegenstelling tot de klassieke pompproef leveren deze technieken echter een gedetailleerd en continue doorlatendheidsprofiel van de ondergrond op. Hierdoor kan met een reëlere bodemopbouw worden gerekend dan tot nog toe in veel piping analyses het geval is. Verder zijn de kosten van het onderzoek aanzienlijk lager dan de klassieke pompproef en kan het goed worden gecombineerd met traditioneel sondeeronderzoek, wat toch al vaak wordt uitgevoerd voor van het beoordelen en versterken van waterkeringen. Voor de locatie langs de Maas is bekeken wat de betere informatie over de doorlatendheid opleverde in de veiligheidsbeoordeling. Op basis van de informatie uit de proef kon een besparing van ca. 50% in de bij een versterking aan te brengen kwelweglengte behaald worden. Dit scheelt fors in kosten en impact op de omgeving.

Een andere belangrijke bevinding uit het onderzoek is het schaaleffect dat optreedt bij doorlatendheidsmetingen. In het kort komt het er op neer dat testen die een klein grondvolume beproeven een lage doorlatendheid en testen op een groot grondvolume een hoge doorlatendheid opleveren. Deze relatie tussen proefvolume en doorlatendheid loopt door tot een bepaalde bovengrens. Bij kleine testen moet gedacht worden aan een dissipatietest bij sonderingen, boorgatproef (/slugtest/peilbuistest) of laboratoriumproeven. Testen op een groter grondvolume zijn (mini-)pompproeven, regionale modellen of stijghoogte-response analyses. Dit effect is uit internationale literatuur bekend en nu ook voor de Nederlandse situatie aangetoond. De gebruikte piping formule van Sellmeijer veronderstelt als invoer voor de doorlatend de representatieve doorlatendheid van een pakket. Voor piping kan dit dus betekenen dat ongecorrigeerd gebruik van deze kleinschalige testen tot een te lage (reken)doorlatendheid leidt.

In dit rapport wordt de toepasbaarheid van infraroodtechnologie (IR) besproken voor het inspecteren en monitoren van waterkeringen, met name voor het snel en efficiënt in kaart brengen van potentieel problematische kwellocaties. Gesteld wordt dat IR een goede aanvullende vlakdekkende informatiebron is, die kan worden ingezet om de lokale geohydrologische situatie beter in beeld te krijgen voor een nadere veiligheidsanalyse. Verder kan IR ook worden gebruikt als hulpmiddel bij inspecties en uitvoeringscontrole. Aanbevolen wordt om een meetcampagne uit te werken waarbij IR op grotere schaal kan worden toegepast bij nieuwe dijkversterkingen en als controle bij bestaande dijken. Verder wordt aanbevolen om de techniek op te nemen in richtlijnen betreffende het opzetten van onderzoeksstrategieën voor waterkeringen.

Deze rapportage gaat over geohydrologische monitoring ter plaatse van een wel. Het doel is om te bepalen of met een combinatie van veldwaarnemingen, geochemische analyses en geohydrologische berekeningen kan worden vastgesteld in welke mate er bij een zandmeevoerende wel al sprake is van piping. Voor het onderzoek zijn 11 locaties geselecteerd: 3 langs de Neder-Rijn/Lek en 8 langs de Waal. Op deze locaties is geohydrologische monitoringsapparatuur geïnstalleerd, waarmee druk, geleidbaarheid en temperatuur van het grondwater onder de wel is gemeten. Tevens zijn watermonsters genomen voor geochemische monitoring. Gedurende het project hebben 3 wellen zand meegevoerd, hiervan zijn zandmonsters genomen en geanalyseerd. Daarnaast zijn geohydrologische modellen gebruikt om de monitoringsresultaten in het juiste kader te kunnen plaatsen. Tijdens de onderzoeksperiode heeft zich geen significant hoogwater voorgedaan. Het onderzoek heeft de volgende inzichten opgeleverd:

  • In de onderzochte regio is de respons van de stijghoogte op normale variaties in buitenwaterstand erg verschillend. Dit wordt veroorzaakt door verschillen in het geohydrologisch systeem, zoals gebieden met een inzijgende rivier met kwel en wellen in het achterland en gebieden met een drainerende rivier en inzijgend regenwater in het achterland. Met temperatuur- en geleidbaarheidsmetingen nabij wellen kan worden waargenomen of wellen permanent lopen (weinig variatie in meetwaarden) of tijdelijk bij hoge rivierwaterstanden optreden (grotere variatie in meetwaarden). De metingen zijn consistent met het beeld dat wordt verwacht op basis van de geohydrologische systeemkenmerken.
  • Camera-inspectie van 3 wellen heeft een beeld gegeven van de pipe onder de deklaag. Er zijn meerdere kleine openingen waargenomen van waaruit water stroomde.
  • De geochemische samenstelling van het grondwater is een goede tracer om de verblijftijd van het water te bepalen. Dit zou iets kunnen vertellen over de snelheid van pipe-groei. Het vinden van de juiste tracer was echter niet makkelijk en van vele factoren afhankelijk. Dus is deze techniek nu nog minder geschikt voor monitoring van piping.
  • In het onderzoek zijn ook 2D en 3D modelberekeningen gemaakt van de grondwaterstroming rond een wel. De 3D berekeningen beschrijven de realiteit het best. Het stromingsbeeld uit de 3D berekening wijkt duidelijk af van de 2D berekening die ten grondslag ligt aan de momenteel gebruikte pipinganalyse. De 3D berekeningen laten zien dat de stroomsnelheden toenemen in de directe nabijheid van de wel. Indien door sterke cohesie van het bodemmateriaal van de deklaag de diameter van de pijp in de grond klein blijft, kan het debiet slechts zeer beperkt toenemen. De wel ontwikkelt zich een holte of caverne onder de deklaag. Deze bevinding lijkt te worden gestaafd door praktijkwaarnemingen.

Het onderzoek heeft laten zien dat metingen en modelonderzoek potentie hebben om het gedrag van welvorming en piping beter te kunnen begrijpen. Daarom wordt aanbevolen om verder te meten (met name bij hoogwater) en het model voor 3D grondwatergedrag rond de wel verder te ontwikkelen.

Dit rapport geeft de definitie voor een landelijk data-bestand, bedoeld voor uniforme registratie en monitoring van zandmeevoerende wellen, op initiatief van 7 waterschappen, STOWA, IHW, RWS-WVL en DGWB.  Doel van dit initiatief is verbetering van de betrouwbaarheid van de voorspelling van het faalmechanisme piping. De database is toegankelijk voor waterschappen en wetenschappers en moet ondersteuning bieden wanneer het waterschap tijdens calamiteiten een beslissing moet nemen over inzet van noodmaatregelen. Het bestand zal  historische en nieuwe karakteristieke parameters per riviertak  gaan bevatten, aangevuld met waarnemingen bij hoogwater (kwalitatief en kwantitatief). Ook  kan lokaal uitgevoerd geologisch en geotechnisch onderzoek ter plaatse van wellen worden opgeslagen, zodat relaties kunnen worden gelegd tussen waarnemingen en ondergrondinformatie. De waarnemingen en metingen in het veld zijn ingedeeld een 1e lijns-, 2e lijns- en 3e lijns- registratie. De eerste lijn sluit aan bij de dijkwacht-app (direct en globaal). Bij ernstig wellen wordt geëscaleerd naar de tweede lijn, die voortbouwt op de eerste lijn, maar die meer gedegen en nauwkeuriger is. De derde lijn omvat kort en langdurig onderzoek naderhand. Het rapport bevat een lijst met te meten parameters in de 1e, 2e en 3e lijnsregistratie en geeft voorbeelden van debietmeetsystemen

In dit rapport wordt de toepasbaarheid van verschillende geofysische karteringstechnieken voor dijken besproken. Op basis van een uitgevoerde deskstudie worden de relevante technieken besproken en de relevanten kenmerken voor toepassing benoemd. Er wordt geconcludeerd dat de technieken veelbelovend zijn, met duidelijke voordelen voor het snel en compleet in beeld brengen van de ondergrond. Tegelijkertijd blijken de resultaten bij feitelijke toepassing wisselvallig. Deels is dit terug te voeren op onbekendheid met de technieken, maar ook de onvolledigheid in de vraagstelling en de verwachtingen vooraf spelen mee. Dit staat grootschaligere toepassing voorlopig in de weg. Er wordt aanbevolen om de inzet van geofysische karteringstechnieken steeds vooraf goed te doordenken, met een duidelijke informatievraag en realistische verwachtingen ten aanzien van de resultaten, aan de hand van een informatiestrategie. Dit draagt bij aan versterkt begrip tussen kennisdragers (aanbieders) en eindgebruikers (beheerders). Bovendien wordt aanbevolen om tot een completere beschrijving van praktijkvoorbeelden en vastlegging van omstandigheden te komen. Dit vanuit het perspectief van de beheerder. Ten slotte wordt de ontwikkeling van een productwijzer aanbevolen.

Karakteriseren van piping parameters

De zandgrofheid (d70), de doorlatendheid (k) van het zandpakket  en de aan deklaagdikte gerelateerde intredeweerstand zijn essentiële parameters voor de beoordeling van piping met de 2D rekenregel van Sellmeijer. Daarom is op verschillende locaties en op verschillende manieren nagegaan hoe deze (ruimtelijke variërende) parameters moeten worden bepaald en vervolgens doorvertaald naar representatieve waarden voor de 2D rekenregel.

Ter plaatse van de Waalbandijk te IJzendoorn is onderzoek verricht naar mogelijkheden om de lokaal variërende intredeweerstand en zandkorrelgrootte te karakteriseren. Daartoe is zeer gedetailleerd grondonderzoek uitgevoerd (256 handboringen op een perceel van 75x75m) en zijn twee pompproeven uitgevoerd. De variatie in zandeigenschappen en deklaagdikte blijkt op korte afstand veel groter dan verwacht. Gegeven de grote ruimtelijke variatie van korrelgroottes wordt gesuggereerd om in de regel van Sellmeijer de (laag)gemiddelde waarde voor d70 toe te passen. Het is aannemelijk dat de lokale aanwezigheid van (erosie-ongevoelige) gebieden met grove korrels in werkelijkheid zelfs nog tot minder pipinggevoeligheid zal leiden.  Op basis daarvan wordt geconcludeerd dat in de WBI Schematiseringshandleiding een koppeling wenselijk is tussen de mate van heterogeniteit en de representatieve waarden voor de bepalende parameters in de regel van Sellmeijer

Dit rapport doet eveneens verslag van onderzoek naar het karakteriseren van de intredeweerstand van het voorland en de doorlatendheid van een typische zandondergrond in het boven-rivierengebied.  Op 3 locaties (Westervoord, Pannerden, Lobith - ’s Gravenwaardsedam) zijn HTP sonderingen met dissipatietesten uitgevoerd, evenals peilbuismetingen  en pompproeven. Het onderzoek wijst uit dat: (a)  de doorlatendheid van het totale watervoerende pakket hoog is, maar past binnen de bandbreedte van de verwachtingen; (b) het bestaande regionale grondwatermodel onvoldoende gedetailleerd is om de intredeweerstand goed te kunnen karakteriseren. Verder blijkt uit in de jaren 70 uitgevoerd onderzoek (gebaseerd op twee infiltratieproeven en simulaties met een elektronisch analogon) dat de in rekening te brengen voorlandlandlengte niet groter mag zijn dan twee maal de dijkbreedte, wat overeenstemt met het WBI voorschrift. De doorlatendheid van de 1,5 m dikke gestructureerde klei in het voorland is volgens dit onderzoek gemiddeld 1 m/dag.

Voor de casus 'Dijkring 10 - Mastenbroek' is onderzocht in hoeverre de lokaal variërende intredeweerstand en zandkorrelgrootte beter kunnen worden gekarakteriseerd door het combineren van geotechnisch, geofysisch en historisch onderzoek. Historisch onderzoek blijkt meer betekenis te hebben voor de sterkte van de dijk dan voor het karakteriseren van de gezochte piping-parameters.  Geofysisch onderzoek met een gammaspectrometer en grondradar  geeft een gebiedsdekkend beeld van de deklaagdiktes tot een maximum van ongeveer 1 m. Voor het vaststellen van diktes groter dan 1 m zijn (hand)boringen nodig. Uit geotechnisch labonderzoek op basis van 256 boringen blijkt dat de d70 korrelgrootte ter plaatse beperkt varieert. De met een correlatie vervolgens ook geschatte doorlatendheid kent echter een veel grotere spreiding,  die van grote invloed is op de met de regel van Sellmeijer berekende pipinglengte.

Dit rapport doet verslag van onderzoek naar: (1) Invloed van (lokale) grindlagen op piping; (2) Invloed van Maasklei/leem op piping. Uit het onderzoek volgt dat de leemlaag op de onderzochte locaties in Noord-Limburg zandige klei is, welke bij kleine vervormingen enige cohesie bezit. De doorlatendheid ligt tussen de 0,1 en 1 m/dag. Het zand in de poriën van de grindlaag bepaalt voornamelijk de doorlatendheid van de grindlaag. De fijnste delen kunnen tijdens een hoogwater tussen de poriën uit spoelen, waardoor een ‘vuile kwel’ ontstaat. De eindconclusie is dat er over het algemeen weinig gebundelde kennis over piping in de grindhoudende lagen beschikbaar is en dat verdere kennisontwikkeling  zinvol is.

Dit rapport richt zich op de vraag welke korrelgroottevariatie  altijd aanwezig is in natuurlijke afzettingen. Uit analyse van de methoden en onzekerheden van korrelgrootteonderzoek komt naar voren dat het voor berekeningen benodigde detailniveau in praktijk vaak niet haalbaar is.  Ook zijn de korrelgrootten niet altijd representatief voor de diepte waarin piping optreedt. De heterogeniteit wordt vervolgens beschreven op vier ruimtelijke schalen: deltaschaal, macroschaal, mesoschaal en microschaal. De micro- en mesoschaal omvat de korrelgroottevariatie die altijd in de kwelweg aanwezig zal zijn. Op basis van een beperkte analyse voor één gebied (Tuil) lijkt de gemiddelde d70 waarde een geschikte maat om als karakteristieke waarde in piping modellen toe te passen. Verder onderzoek is echter nodig om te kunnen vaststellen of deze conclusie ook voor andere gebieden geldt. Ook op de macroschaal is variatie aanwezig die het pipingproces beïnvloedt. Deze schaal karteerbaar en op basis van veldonderzoek kunnen de zwakke en sterke plekken aangewezen worden. Op deltaschaal is op de onderzochte locatie een trend waarneembaar in de fijnheid van de korrels, waarbij zandmeevoerende wellen vooral voorkomen binnen een begrensd gebied, ruwweg ten oosten van de lijn Schoonhoven-Gorinchem. Dit kan te maken hebben met de geologische opbouw van de delta, bijvoorbeeld door de toenemende dikte van de wig deltasedimenten, het voorkomen van Hollandveen en wellicht de aanwezigheid van zoetwatergetijdenafzettinqen. Slotaanbeveling is om de beoordelingsmethodiek aan te passen om de extra sterkte door korrelgroottevariatie en heterogenitei te kunnen verzilveren.

Dit rapport doet verslag van een onderzoek naar de invloed van heterogeniteit op het pipingproces, door middel van kleine-schaalproeven en de simulatie van deze proeven met de DgFlow software. In de proeven is een pakket gelaagd opgebouwd, waardoor er variaties in korrelgrootte en doorlatendheid ontstaan in het pad van de pipe. Er werd een hogere sterkte gevonden bij gelaagde opbouw bij een laagdikte van 20 mm. Bij een laagdikte van 5 mm is geen extra sterkte gevonden. De simulaties laten ook een hogere sterkte zien bij gelaagde opbouw: deze extra sterkte blijkt vooral te ontstaan door het effect van variatie in doorlatendheid. Om de extra sterkte door micro-schaal variatie in de baan van de pipe te kwantificeren is een 3D pipinganalyse benodigd, waarin ook de invloed van de erosie aan de kop van de pipe wordt beschouwd. Extra labonderzoek is benodigd om vast te stellen wat de invloed van grotere korrelgroottevariatie op grotere schaal (meso-schaal) op het pipingproces is. Voor de beoordeling in de praktijk is het daarnaast noodzakelijk om de ondergrond op meso-schaal te kunnen karakteriseren om het model van input te voorzien.

Geohydrologie

De grondwaterstroming en de daarmee samenhangende waterspanningen zijn van directe invloed op opbarsten en piping. Een belangrijke vraag is daarom hoe deze grondwaterstroming en waterspanningen geschikt kunnen worden bepaald, waar nodig rekening houdend met 3D effecten en met tijdsafhankelijkheid. Zie naast onderstaande POV-Piping rapporten verder ook het gerelateerde POVM rapport.

Ter plaatse van de Grebbedijk is sprake van een van regionale grondwaterstroming van de hoge gronden naar de rivier toe. Deze eindrapportage en onderliggende deelrapportages doen samen verslag van onderzoek naar het effect van deze stroming op de lokale grondwaterstroming onder de dijk en daarmee ook op de pipinggevoeligheid.  De conclusie is dat de aanwezigheid van de regionale kwelstroom het risico op piping niet verlaagt. Dit is beschouwd via de verschillende fases die tot het faalmechanisme piping leiden: het opbarsten van een deklaag, het ontlastende effect van een wel en het erosiepatroon.

  • Het opbarsten van de deklaag is sterk afhankelijk van de dikte en het gewicht van de deklaag, de locatie is bepalend voor het risico op piping. Bij een hoge regionale kwelstroom zal de druk onder de deklaag toenemen, waardoor mogelijk een groter deel van het achterland gevoelig is voor opbarsten. De toename in druk is belangrijk, maar de onzekerheid in de dikte van de deklaag heeft een grotere invloed op de bepaling van de opbarstlocatie.
  • Onderzoek heeft aangetoond dat de ontlastende functie van een wel beperkt is en ondergeschikt is aan de variatie in de dikte van de deklaag. Voor de beheerder is het daarom belangrijk om te weten waar in het veld de grens ligt waarbinnen wellen mogelijk een gevaar vormen voor de stabiliteit van de waterkering.
  • Een zandmeevoerende wel is een gevaar voor de waterkering wanneer het kritische verhang wordt overschreden. In dat geval zal de pipe door blijven groeien tot aan de rivier. Dit wijzigt niet tijdens maatgevende omstandigheden door de regionale kwelstroom.

Dit (concept-)rapport beschrijft een methodiek om in een veiligheidsanalyse rekening te houden met tijdsafhankelijkheid, op basis van stijghoogtemetingen bij getijdewateren. Waterschap Scheldestromen past deze methodiek al geruime tijd toe en heeft de ervaringen met monitoring en de gevolgde interpretatiemethodiek gebundeld in een document. De rapportage laat zien welke stappen van belang zijn bij het extrapoleren van metingen naar ontwerp- of normcondities voor verschillende Zeeuwse situaties, met bijzonder aandacht voor de Kop van Ossenisse in Zeeuws-Vlaanderen. Uit de rapportage wordt duidelijk dat de lange-duur amplitude van stijghoogte en buitenwaterstand (hier gelijkgesteld aan de gemiddelde waterstand over meerdere getijden) minder duidelijke correlatie vertoont en dat de korte-duur amplitude van stijghoogte en buitenwater juist erg sterk gecorreleerd zijn. In de studie is het gemeten signaal opgesplitst in een lange duur en een korte duur amplitude. Vervolgens zijn meetwaarden geëxtrapoleerd naar norm-condities. In de studie is gebruik gemaakt van meetreeksen die zijn uitgevoerd rond hoogwateromstandigheden van de afgelopen 10 jaar. De stijghoogtemetingen zijn uitgevoerd in de dijkkern en in de zandondergrond, op meerdere plekken in het dwarsprofiel. Bij getijdewateren is een meetcampagne van twee maanden toereikend om een nauwkeurige inschatting te kunnen maken van de maximale stijghoogte in de peilbuis onder maatgevende omstandigheden. De metingen kunnen worden gebruikt voor het beoordelen van meerdere mechanismen, zoals piping en stabiliteit. Voor piping en stabiliteit kunnen de geïnterpreteerde metingen worden toegepast bij het bepalen van de stijghoogte bij het uittredepunt, bij controle op opbarsten en heave maar ook bij het bepalen van de vervalreductie als gevolg van intredeweerstand op het voorland. De studie beschrijft ook een werkwijze waarbij de gemeten vervalreductie ter plaatse van het buitenbeloop (als gevolg van weerstand van in het voorland) direct kan worden meegenomen bij het beoordelen van het deelmechanisme terugschrijdende erosie volgens de Sellmeijer formule. Tenslotte kunnen geohydrologische parameters zoals weerstanden en doorlatendheden worden geverifieerd met een grondwaterstromingsmodel, op basis van de gemeten gradiënt in de stijghoogte. Ook hier is decompositie van korte- en lange-duur amplitude toegepast, omdat het lange-duur effect wordt gedomineerd door andere randvoorwaarden van het geohydrologisch systeem dan de buitenwaterstand.

Gevoeligheidsanalyses

Het Piping Portaal document beschrijft nieuwe inzichten voor het invullen en uitvoeren van de verschillende stappen in een beoordeling op piping. Daartoe behoort ook het uitvoeren van een gevoeligheidsstudie.  In onderstaande rapportages wordt daarom voorbeeldsgewijs voor drie verschillende gevallen verslag gedaan van de doorlopen stappen, vanaf het verzamelen van informatie, via het schematiseren, tot en met het uitvoeren van analytische en numerieke (D-GeoFlow) berekeningen. Binnen de berekeningen is de gevoeligheid onderzocht voor variatie van kwelweglengte/voorlandlengte, eigenschappen van het watervoerend pakket (samenstelling, dikte, doorlatendheid, korreldiameter) en slootpeil tijdens hoogwater.

In dit rapport wordt verslag gedaan van de uitgevoerde gevoeligheidsstudie voor: (1) Zaltbommel: dijktraject 38-1 van dijkpaal RW050 t/m RW085) en (2) Nijmegen: dijktraject 41-2 van dijkpaal ND110 t/m ND140.

In dit rapport wordt verslag gedaan van de uitgevoerde gevoeligheidsstudie voor de trajecten ’s Gravenwaard en Pannerden-Kandia binnen het dijkringtraject 48-1.

In dit rapport wordt verslag gedaan van de uitgevoerde gevoeligheidsstudie voor de trajecten Genne-Streukel en Hasselt-Zwartsluis binnen het dijkringtraject 9-1.

  • No labels