Onderzoek n a a r a a n l e i d i n g van een ontwerp voor v e r s t e r k i n g van de V o o r s t e r K l e i d i j k
No.
71.004CENTRUM VOOR ONDERZOEK
WATERKERINGEN
1 . I . 1.2. 1.3. 2. 2.1. 2.2. 3 . 3.3. 3 . 2 .
4.
4.1.
4.2.4.3.
4.4.
Opdracht SamenvattingBeperking van het onderzoek
Ter beschikking staande gegevens Situatie waterstaatkundige toestand Ontwerp voor de dijkversterking
Terreinonderzoek
Geo-elektrisch onderzoek Grondmechanisch onderzoek
Gevolgtrekkingen Algemeen
Maatregelen tegen wellen Waakhoogte van de dijk Aanbevelingen 1 1 1 .l 1 2 2 2 3
4
4
4
6
6
Bijlagen: 1 Potentiaallijnen Yan het grondwater A 3 / 7 I.O&J
2. Stij$hwgte grmawater onder ondoorlatende water-
kering
W p . Q j l y
3.
Yoorbeeld extra aan te brengen berm-- 1 --
1 . I n l e i d i n g
1.1. Opdracht
het P o l d e r d i s t r i c t "Brummen-Voorst" aan h e t Centrum voor Onderzoek Waterkeringen een e e r d e r gedaan mondeling v e r - zoek om a d v i e s . Door een w i j z i g i n g i n h e t programma van d i j k s v e r h o g i n g e n moest h e t p o l d e r d i s t r i c t zo s n e l m o g e l i j k beschikken over de e i s e n d i e zouden moeten worden g e s t e l d b i j h e t ontwerp van de d i j k v e r h o g i n g t u s s e n de dwarspro- f i e l e n 34 en
79
van de V o o r s t e r K l e i d i j k .B i j b r i e f n r .
1547
d . d .8
f e b r u a r i1971
b e v e s t i g d e1.2. Samenvatting
I n a a n v u l l i n g op een onderzoek van h e t Laboratorium voor Grondmechanica i s de s t a b i l i t e i t van h e t b e t r o k k e n d i j k - g e d e e l t e b i j hoogwater aan een n a d e r e beschouwing onderwor- pen. Geconcludeerd wordt, dat h e t ontwerp voor de verhoging
( v o l g e n s de i n m e i
1971
gemaakte b e s t e k t e k e n i n g e n ) een con- s t r u c t i e g e e f t d i e op z i c h z e l f a l s voldoende s t a b i e l kan wor- den beschouwd. H e t i s e c h t e r aan t e b e v e l e n , a a n v u l l e n d e m a a t r e g e l e n t e nemen om t e voorkomen, d a t de s t a b i l i t e i t van h e t a c h t e r k a l u d i n gevaar wordt g e b r a c h t door w e l l e n d i r e k t a c h t e r de d i j k . Voorts d i e n t een g e r i n g e v e r g r o t i n g van de waakhoogte t e worden overwogen.1.3. Beperking van h e t onderzoek
De gang van zaken b i j d i t onderzoek moet n i e t a l s de meest gewenste worden g e z i e n . D e aard e n de omvang van on- derzoeken voor ontwerpen van r i v i e r d i j k v e r b e t e r i n g e n z i j n n a m e l i j k nog i n s t u d i e .
2 . T e r b e s c h i k k i n g s t a a n d e gegevens
2.1
.
S i t u a t i e en w a t e r s t a a t k u n d i g e t o e s t a n d , ,b a n d i j k van de G e l d e r s e I J s s e l d a t l i g t even t e n noorden van de b r u g b i j Zutphen. H i j i s n i e t a l t i j d o f f i c i ë l e b a n d i j k geweest. D e h u i d i g e hoogte i s nog g e r i n g : minimaal ongeveer N.A.P.
+
7 , 6 0 m
b i j h e t n o o r d e l i j k e i n d e e n N . A . P .+
8,20 m b i j h e t z u i d e l i j k e i n d e van h e t b i n n e n k o r t u i t t e voeren b e s t e k ( p r o f44-79)'
)-De hoogte van h e t maatgevend hoogwater v e r l o o p t over d i t g e d e e l t e van N.A.P.+
8,75
m t o t N.A.P.+
9,05 m . ( p e i l s c h a a l Zutphen+
9,45
m )I n de hoogwaterperiode van f e b r u a r i - m a a r t 3 9 " j ' i s i n de t e e n van de d i j k a a n z i e n l i j k e kwel g e c o n s t a t e e r d . Wellen d i e grond meevoerden kwamen e c h t e r n i e t v o o r . D e maximale w a t e r s t a n d e n i n deze p e r i o d e bedroegen N.A.P.
+
7,30 t o t N.A.P. +7,75
m. ( p e i l s c h a a l Zutphen+
8 , 2 3 m ) .De onderzochte d i j k i s een g e d e e l t e van de l i n k e r
1-
Zie t e k e n i n g e n Grontmij O.N. 73525-08, B i j l a g e 3t/rn
8
i2.2.
Van de s a m e n s t e l l i n g van de b e s t a a n d e d i j k en van de ondergrond was t e n t i j d e van h e t verzoek om a d v i e s z e e r w e i n i g bekend.
van 25 m t o t 500 m , Ook de hoogte e r v a n i s z e e r w i s s e l e n d : van N.A.P.
+
5 , O O
m t o t N.A.P.+
7 , l 5
m met soms v l a k voor de d i j k een 1 m d i e p e s l o o t . Het l a n d d i r e k t a c h t e r de d i j k l i g t o v e r a l hoger dan de u i t e r w a a r d e n : van N.A.P.+
5,50
m t o t N.A.P.+
8,OO
m .B i j doorbraak van de d i j k b i j maatgevend hoogwater zou e e r s t de p o l d e r V o o r s t e r k l e i (gemiddelde maaiveldhoogte
+
5 , 5 O m , o p p e r v l a k t e665
h a ) ongeveer 3 m onder w a t e r gaan. Deze p o l d e r i s i n h e t v e r l e d e n v e r s c h i l l e n d e malen onderge- l o p e n door o v e r l o p e n o f doorbreken van de d f j k ( f e b r .1876,
d e c .1880,
nov.1882,
j a n , 1920, j a n . 1926) ) D i t gebeurde t e l k e n s b i j s t a n d e n van ongeveer N.A.P.+
8,30
m a a n de p e i l s c h a a l t e Zutphen; d a a r n a l i e p de w a t e r s t a n d nog op t o t maximaal+
8,80
m . I n a l l e g e v a l l e n werd h e t w a t e r t o t staang e b r a c h t , d b o r de weg Zutphen-Voorst, m e e s t a l met b e h u l p van e n i g e o p k i s t i n g e n . O f d i t ook zou lukken b i j hogere s t a n d e n i s ons n i e t bekend, Zo n i e t dan kunnen de a a n m e r k e l i j k hoger l i g g e n d e gronden r o n d V o o r s t , Klarenbeek en w e l l i c h t Teuge e n Twello t o t m a x i m a a l 1 m onder w a t e r komen.
De u i t e r w a a r d e n voor de d i j k v a r i e r e n s t e r k i n b r e e d t e :
Ontwerp voor de d i j k v e r s t e r k i n g
Door d e N . V . Grontmij wordt voor h e t w a t e r s c h a p een b e s t e k o p g e s t e l d . U i t de meest r e c e n t e b e s t e k t e k e n i n g e n ,
d . d . mei 1971 b l i j k t , d a t de d i j k t u s s e n de p r o f i e l e n
44
en79
z a l worden verzwaard en opgehoogd met k l e i . De v e r - zwaring v i n d t p r a k t i s c h o v e r a l aan de b i n n e n z i j d e ( l a n d - z i j d e ) p l a a t s . Daar waar geen v e r z w a r i n g aan de r i v i e r z i j d e wordt a a n g e b r a c h t , i s m e e s t a l aangegeven d a t van h e t b e s t a a n - de t a l u d e e n 1 m d i k k e l a a g moet worden o n t g r a v e n en vervangen door k l e i .nodig verhoogd t o t N.A.P. i- 5 , 5 O m en de e v e n t u e l e s l o o t g e d i c h t . D e b i n n e n t e e n van de d i j k komt op
.+
7 , O O m m e t , waar:.nodig, een a f l o p e n d e ophoging van h e t b i n n e n l a n d .De k r u i n komt t e l i g g e n op
+
9,25 t o t9,55 m
en wordt b r e e d :4
m . Binnen- e n b u i t e n t a l u d z i j n 1 : 3 ,Voor de t e e n van h e t b u i t e n b e l o o p wordt h e t t e r r e i n zo
3. Terrein-onderzoek
3.1.
G e o - e l e k t r i s c h onderzoekEnige maanden voor de o p d r a c h t t o t advies o v e r de d i j k v e r b e t e r i n g w a s r e e d s overeengekomen d a t op deze d i j k een p r o e f zou worden gedaan om na t e gaan of g e o - e l e k t r i s c h onderzoek een goede e e r s t e i n d i k a t i e g e e f t van v e r s c h i l l e n i n g r o n d s o o r t e n d i e z i c h i n de b e s t a a n d e d i j k e n de onder- grond voordoen. D e D i e n s t voor de Waterhuishouding van de R i j k s w a t e r s t a a t w a s b e r e i d om deze p r o e f u i t t e v o e r e n .
i.
1-
Gegevens o n t l e e n d aan v e r s l a g e n hoogwaterperkoden van R i j k s w a t e r s t a a t
.
- 3 - E r i s g e t r a c h t , een g e o - e l e k t r i s c h . l e n g t e p r o f i e 1 t e meten t u s s e n de d w a r s p r o f i e l e n 34 e n
79
(ongeveer 2200 m ) H e t i s e c h t e r a l l e e n g e l u k t , metingen u i t t e v o e r e n t u s s e n p r o f . 43 en 52, van p r o f . 62 t o t p r o f .69
e n t u s s e n p r o f ,74
en78
( t o t a a l ongeveer 1500 m ) . Hiervan v a l t h e t g e d e e l - t e t u s s e n p r o f i e l e n 34 en44
(500 m ) b u i t e n h e t b i n n e n k o r t aan t e b e s t e d e n b e s t e k . D a t n i e t a l l e s kon worden gemeten en d a t de metingen vaak m o e i l i j k waren u i t t e v o e r e n i s t e w i j t e n aan m e t a l e n g e l e i d e r s d i e i n de grond voorkwamen. D i t l a a t s t e deed z i c h v o o r a l voor waar de d i j k i s o p g e k i s t , w a a r b i j s t a l e n o n d e r d e l e n z i j n g e b r u i k t , o f waar de d i j k wordt g e k r u i s d door l e i d i n g e n .houding i n maart e e n r a p p o r t u i t . Over h e t g e d e e l t e t u s s e n p r o f i e l 34 en 52 werden d u i d e l i j k e v e r s c h i l l e n i n e l e k t r i s c h geleidingsvermogen g e c o n s t a t e e r d .
Er
i s t o e n b e s l o t e n h e t programma van b o r i n g e n e n s o n d e r i n g e n t e combineren m e t een a a n t a l c o n t i n u b o r i n g e n d i e zouden moeten u i t w i j z e n of t e r p l a a t s e van de gevonden a f w i j k i n g e n de d i j k ook een afwijken- de s a m e n s t e l l i n g had. D i t b l e e k n i e t h e t g e v a l t e z i j n . De b o r i n g e n vertoonden o n d e r l i n g weinig v e r s c h i l l e n . De v e r s c h i l - l e n d e l a g e n d i e i n de b o r i n g e n aan de dag kwamen, waren i n g e r i n g e mate i n verband t e brengen met h e t v e r l o o p van de e l e k - t r i s c h e w e e r s t a n d met de d i e p t e .Er
z u l l e n nog e n k b l e proeven v o l g e n w a a r u i t h e t n u t van geo- e l e k t r i s c h onderzoek v o o r d i j k o n t w e r p e n moet b l i j k e n .Van d i t onderzoek b r a c h t de D i e n s t voor de Waterhuis-
3.2. Grondmechanisch onderzoek
H e t Laboratorium voor Grondmechanica t e Delft h e e f t i n o p d r a c h t van h e t P o l d e r d i s t r i c t een grondmechanisch onderzoek v e r r i c h t t u s s e n de p r o f i e l e n
35
en79.
D i t b e s t o n d ondermeer u i t 13 r e g e l m a t i g v e r d e e l d e sonderingen i n h e t h a r t van h e t nieuwe d i j k p r o f i e l . Tussen de d w a r s p r o f i e l e n 52 en79
werd n a a s t de s o n d e r i n g ook een s t e e k b o r i n g gemaakt ; t u s s e n de p r o f i e l e n 35 en 52-
waar ook de doorlopende g e o - e l e k t r i s c h e metingen z i j n v e r r i c h t-
werden i n de k r u i n van de b e s t a a n d e d i j k c o n t i n u b o r i n g e n gemaakt.l i n g van h e t b e s t a a n d e b u i t e n t a l u d b e p a a l d . Door h e t Centrum voor Onderzoek Waterkeringen i s eveneens m e t handboringen de a a r d van de g r o n d s o o r t van h e t a c h t e r l a n d v a s t g e s t e l d .
Deze handboringen gaven overwegend zand, vaak d i r e k t onder h e t maaiveld w a t s l i b h o u d e n d , t e z i e n , Voor de r e s u l t a t e n van h e t t e r r e i n o n d e r z o e k van h e t Laboratorium v o o r Grondmecha- n i c a kan verwezen worden n a a r h e t r a p p o r t d a t op
8
a p r i l1971
aan h e t P o l d e r d i s t r i c t i s toegezonden.b i j hoogwater o v e r g e l a t e n aan h e t Centrum voor Onderzoek Water- k e r i n g e n .
V o o r t s h e e f t de Grontmij met handboringen de s a m e n s t e l -
Voor de b e o o r d e l i n g van de s t a b i l i t e i t i s een goede k e n n i s n o d i g van de drukken d i e i n h e t grondwater z u l l e n o p t r e d e n i n de meest o n g u n s t i g s t e omstandigheden. Deze drukken kunnen n i e t worden b e p a a l d op grond van metingen. Het Centrum h e e f t
ze daarom berekend m e t vereenvoudigde aannamen. Bekend i s ech- t e r dat k l e i n e a f w i j k i n g e n i n de doorlatendheidcverhoudingen kunnen voorkomen d i e een b e l a n g r i j k a f w i j k e n d stroombeeld v e r - o o r z a k e n . B i j de s t a b i l i t e i t s b e s c h o u w i n g i s van h e t o n g u n s t i g s t denkbare stroombeeld u i t g e g a a n , z o a l s i n 4 . 2 . n a d e r wordt be- s c h r e v e n .
4.
Gevolgtrekkingen4 . 1 . Algeme en
N a c o n s o l i d a t i e van de a a n g e b r a c h t e k l e i z u l l e n i n h e t d i j k l i c h a a m z e l f b i j maatgevend hoogwater de waterspanningen n i e t zo hoog oplopen d a t s t a b i l i t e i t s v e r l i e s h e t g e v o l g i s . Hiervoor i s n o d i g d a t de k l e i b e h o o r l i j k wordt v e r d i c h t en een goede g r a s - m a t wordt gekweekt e n onderhouden, Om scheurvorming t e v e r m i j d e n d i e n t e r t e v e n s op t e worden g e l e t d a t n i e t t e v e t t e k l e i wordt g e b r u i k t .
Een b e l a n g r i j k e v r a a g d i e o v e r b l i j f t i s , of d i r e k t a c h t e r de d i j k o n t o e l a a t b a r e waterdrukken kunnen voorkomen. Wanneer deze z i c h voordoen, kunnen k l e i n e e v e n w i c h t s v e r s t o r i n g e n , met name w e l - l e n , o p t r e d e n . Deze w e l l e n vormen i n b e p a a l d e omstandigheden een g e v a a r voor de s t a b i l i t e i t van h e t a c h t e r t a l u d . ( z i e 4 . 2 . )
T e n s l o t t e moet nog i e t s gezegd worden o v e r de hoogte van de d i j k i n verband met d e g o l f o p l o o p en g o l f o v e r s l a g . ( z i e 4 . 3 , ) 4 . 2 . Maatregelen t e g e n w e l l e n
Het o p t r e d e n van grondmeevoerende w e l l e n v a l t m e t de h u i - d i g e k e n n i s m o e i l i j k t e v o o r s p e l l e n . D e k a n s e r o p i s a f h a n k e l i j k van de g r o n d s o o r t en de verhangen i n h e t grondwater.De s t a b i l i - t e i t g a a t i n i e d e r g e v a l v e r l o r e n a l s h e t v e r t i k a a l verhang gro- t e r i s dan h e t k r i t i e k e verhang, w a a r b i j de w a t e r d r u k g e l i j k wordt aan de gronddruk en de k o r r e l d r u k dus n u l wordt. Door c o n c e n t r a - t i e van stroom e n i n t e r n e e r o s i e kunnen grondmeevoerende w e l l e n e c h t e r a l b i j een k l e i n e r verhang o p t r e d e n . Naar de g r o o t t e van d a t verhang wordt e e n algemeen onderzoek i n g e s t e l d . Voorlopig wordt i n g e v a l l e n als h e t onderhavige op grond van e l d e r s v e r k r e g e n er- v a r i n g e n aangenomen d a t 0 , 2 maal h e t k r i t i e k e verhang e e n v e i l i g e g r e n s i s . Voor h e t b e p a l e n v;an de t e verwachten verhangen moet de ondergrond worden g e s c h e m a t i s e e r d .
H e t nieuwe d i j k l i c h a a m z a l voor e e n g r o o t d e e l b e s t a a n u i t k l e i , d i e wordt a a n g e b r a c h t op h e t oude d i j k l i c h a a m o f op h e t b e s t a a n d e m a a i v e l d . Zowel de k l e i a l s de oude d i j k z i j n r e l a t i e f o n d o o r l a t e n d t e n o p z i c h t e van de ondergrond zodat mag worden aan- genomen d a t h e t stroombeeld i n de ondergrond v r i j w e l n i e t wordt b e ï n v l o e d door h e t stroombeeld i n h e t d i j k l i c h a a m .
Het d o o r l a t e n d pakket i n de ondergrond wordt doorsne- den door h e t zomerbed van de r i v i e r . Het zomerbed l i g t op een s t e r k v a r i ë r e n d e a f s t a n d van de d i j k . De u i t e r w a a r d e n z i j n n i e t a f g e d e k t met een k l e i l a a g . Het i s onbekend of een dunne s l i b - l a a g d i e daar vaak a a n de o p p e r v l a k t e aanwezig i s , b e l a n g r i j k e w e e r s t a n d t e g e n h e t i n t r e d e n van water vormt. W a a r s c h i j n l i j k i s d i t w e l , maar h e t l i j k t h e t b e s t hiermee geen r e k e n i n g t e houden b i j h e t antwoord op d e v r a a g o f d e d i j k b i j maatgevend hoogwater s t a b i e l i s .
E r wordt dus aangenomen d a t h e t water
over
de g e h e l e b r e e d t e v a n d e u i t e r w a a r d e n t o t i n de t e e n yan de d i j k , y r i j kan i n t r e d e n . A l s t e e n wordt h i e r aangehouden: de o n d e r r a n d yande aan t e brengen k l e i l a a g ,
pakket i n v e r b i n d i n g m e t h e t p o l d e r w a t e r . I n hoogwaterperioden z a l door g r o t e kwel h e t p e i l van h e t p o l d e r w a t e r oplopen. Denk- baar i s , dat l a g e t e r r e i n g e d e e l t e n b l a n k komen t e s t a a n . I n h e t algemeen kan daarom worden v e r o n d e r s t e l d dat h e t grondwater aan de b i n n e n z i j d e van de d i j k een s t i j g h o o g t e h e e f t , g e l i j k aan maaiveldhoogte.
Hiermee
i s
e e n schema o n t s t a a n , d a t z i c h l e e n t voor b e r e - k e n i n g van de p o t e n t i a l e n . Het r e s u l t a a t van deze b e r e k e n i n g voor p r o f i e l n r .47
i s weergegeven op B i j l a g e I .De gevonden waterdrukken z i j n i n g e v o e r d i n e e n s t a b i l i t e i t s b e r e - k e i n g . Overeenkomstig de v e r w a c h t i n g b l e e k , dat de v e i l i g h e i d t e - gen a f g l i j d e n l a n g s een d i e p g l i j v l a k g r o o t was. D e verhangen i n d e o n m i d d e l l i j k e omgeving van de t e e n z i j n e c h t e r z e e r g r o o t . H e t g e b i e d w a a r i n de verhangen zo g r o o t z i j n d a t o n t g r o n d i n g z a l o p t r e d e n h e e f t voor de p r o f i e l e n
45
t / m 50 t h e o r e t i s c h e e n s t r a a l v a n ongeveer 0,50 m . P l a a t s e l i j k e v e r s c h i l l e n i n d o o r l a t e n d h e i d kunnen d i t g e b i e d nog e n i g e malen g r o t e r maken. B i j de p r o f i e l e n waar de verhouding van kerende hoogte en a a n l e g b r e e d t e minder g r o o t i s , zou de genoemde a f m e t i n g s l e c h t s 1 w e i n i g !minder z i j n .’
)Voor h e t g r o o t s t e d e e l van de d i j k kunnen d u s ontgron- dingen i n de t e e n o p t r e d e n d i e m o g e l i j k een gevaar voor de s t a b i l i - t e i t van h e t b i n n e n - t a l u d *geven.
De beste remedie h i e r t e g e n l i j k t b i j deze d i j k een homogene zandberm, d i e h e t kwelwater v l o t a f v o e r t e n g e c o n c e n t r e e r d u i t t r e - den voorkomt. D e b r e e d t e van deze berm z a l i n de p r o f i e l e n
45
t / m 50 ongeveer
6
m moeten z i j n e n kan o v e r i g e n s e v e n r e d i g m e t de kerende hoogte v a r i e r e n t u s s e n ongeveer 3 m en6
rn. Voor de hoogte kan men u i t g a a n van de s t i j g h o o g t e n onder e e n r e l a t i e f ondoorla- t e n d e l a a g d i e z i c h onder h e t b e s t a a n d e maaiveld zou kunnen b e v i n - den. Deze s t i j g h o o g t e n volgen u i t h e t h i e r v o o r besproken stroom- beelia wanneer men de berm-,ook t o t h e t d3jjklichaasn r e k e n t . , Een d i - m e n s i e l o z e g r a f i e k e r v a n i s g e t e k e n d op B i j l a g e 2 ,Aan de l a n d z i j d e van de d i j k staat h e t wateryoerende
’ ) kerende hoogte = a a n l e g b r e e d t e
=
hoogte b u i t e n w a t e r s t a n d
-
maaiveldhoogte d i r e k t a c h t e r de d i j kh o r i z o n t a l e a f s t a n d van voor- e n a c h t e r z i j d e van de k l e i v e r z w a r i n g .
!["Nasz kochany Jan Kochanowski. Tradycja czarnoleska w zaborze pruskim 1795-1939", Andrzej Staniszewski, Warszawa 1988 : [recenzja]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)