Waterspanningsmetingen in een kleidijk nabij Zierikzee.

(1)

~

I

(2)

Waterspanningsmetingen in

een

kleidi

j k

nabij Zierikzee

S--72.105

Centrum voor Onderzoek Waterkeringen

Januari

1980

(3)

Bij een uitgebreid

a a n t a l

waterspanningsmetingen in en onder

een

kleidijk i s getracht een beter inzicht

t e

krijgen

i n

de ten gevolge

van

getijbeweging en stormvloed veroorzaakte grondwaterbeweging

in het dijklichaam

van

een zeedijk en in de ondergrond.

De belangrijkste conclusies die u i t

de

metingen kunnen worden

ge-

trokken zijn:

In

het

u i t zandige klei bestaande dijklichaam wordt geen invloed

van

de

g e t i j bewegi ng waargenomen

I

Veranderingen

i n de

stijghoogten waargenomen

i n

het dijklichaam

lijken t e moeten worden toegeschreven

aan

seizoensinvloeden.

De

door

neerslag in stand gehouden freatische l i j n in het

d i j k -

lichaam l i g t vrijwel permanent hoger

dan

de optredende buitenwaterstand.

Het g e t i j p l a n t zich gedempt en vertraagd

v o o r t

in het onder de dijk

(4)

B i j l a g e n l i j s t behorende b i j n o t a S-72.105 B i j 1 age 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . 1 9.2 9.3 9.4.1 9.4.2 9.5 9.6 10 11.1 11.2 12.1 1 2 . 2 Omschri j v i n g

Wat e r s pan n i ng smet L i g g i n g d w a r s p r o f Dwarsprof i e l r a a i Form.

1

t e k . n r . ngen Z i e r i k z e e s i t u a t i e A4177.518 e l A4177.194 16, vereenvoudigde i n t e r p r e - t a t i e van b o r i n g e n A4177.408 D w a r s p r o f i e l r a a i 16 Borrendamme, met g e u l v o o r d i j k A4178.004 O v e r z i c h t b o r i n g e n en p l a a t s i n g van w a t e r s p a n n i n g s - m e t e r s i n r a a i 16 P l a a t s i n g van m e t e r s ( e i n d 1973) i n d w a r s p r o f i e l r a a i 16 O v e r z i c h t p l a a t s i n g waterspanningsmeters ( t y p e TPD) L a t e r b i j g e p l a a t s t e c a p i l l a i r e w a t e r s p a n n i n g s - m e t e r s ( t y p e H P ) Volumegewichten u i t g e z e t i n d w a r s p r o f i e l V e r z a d i g i n g s g r a d e n u i t g e z e t i n d w a r s p r o f i e l Z o u t g e h a l t e n u i t g e z e t i n d w a r s p r o f i e l V e r t i c a l e d o o r l a t e n d h e d e n u i t g e z e t i n d w a r s p r o f i e l H o r i z o n t a l e d o o r l a t e n d h e d e n u i t g e z e t i n dwars- p r o f i e l Consol i d a t i e c o ë f f i c i ë n t e n u i t g e z e t i n dwars- p r o f i e l W r i j v i n g s g r o o t h e d e n u i t g e z e t i n d w a r s p r o f i e l O v e r z i c h t van u i t g e v o e r d e waterspanningsmetingen Onderl i n g e v e r g e l i j k i n g waterspanningsmeters i n de k l e i Onderl i n g e v e r g e l i j k i n g waterspanningsmeters i n de k l e i

Raai 2A, waterspanningsmeters i n k l e i Raai 2B, waterspanningsmeters i n k l e i A4178.163 A4/77.409 A4178.239 A4178.240 A4178.267 A4178.268 A4178.269 A4/78.270 A4178.271 A4178.272 A4178.273 A4178.241 A4/78.242 A4178.243 A4/77.359 A4177.360

(5)

12.3

Raai 2C, waterspanningsmeters in klei

1 2 . 4

Raai 2D

,

wat erspanningsmeters

in

klei

12.5 13 14.1 14.2 15 16 17 18 1 9

Raai

2E,

waterspanningsmeters in klei

Raaien

2A

t/m

2E,

waterspanningsmeters in klei

Raaien

2A

en

-2B,

capillaire waterspannings-

meters in dij

kl ichaam

Stijghoogte in meter-waterkolom t.o.v. filter,

capillaire waterspanningsmeters in dijklichaam,

raai

2C

Hoogst en laagst gemeten waterspanningen

Pot entiaal

-

en stroom1

i

jnenbeeld

Maxima en minima

Ampl

i

tuden en half

standen

~

Halfstand van het getij en van het gemiddelde van

de waterspanningsmeters

2C10

en

2E6 A4177.361 A4177.362 A4177.363 A4177.364 A4178.001 A4/78.251 A4177.517 A4178.018 A4178.244 A4178.245 A4177.472

20. l

Halfstanden van waterspanningsmeters t.o.v. ge-

middelde halfstand van waterspanningsmeters

2C10

en

2E6 A4177.473

20.2

Halfstanden van wat erspanningsmeters t.o.

v.

gemid-

delde halfstand van waterspanningsmeters

2C10

en

2 E6 A4177.474

2 1

Onder1 inge vergelijking waterspanningsmeters

i n

talud

A4178.275

1 Correlatie tussen halfstanden van het getij en de

~

22

stijghoogten

in

het zandpakket

A4177.463

2 3 . 1

Voorbeeld getijkromme Zierikzee d.d.

2 8 - 1 1 - ' 7 4 A4178.264

23.2

Voorbeeld waterspanningsmeting (in het zand) d.d.

2 8 - 1 1 - ' 7 4 A4/78.265

23.3

Voorbeeld waterspanningsmeting (in het zand) d.d.

(6)

Vervolg bijlagenlijst nota

S-72.105

Bij

1

age

24 2 5 26 27 28 29 30 3 1 3 2 . 1 32.2 32.3

Omschrijving

Toegepaste methode voor "nauwkeurige" bepal ing

van faseverschillen van waterspanningsmetingen

t.o.v. getij

Ampl i tudeverhoudi ngen en faseversc

hi 1 1

en

Grafische weergave amplitudeverhoudingen en

faseverschillen van meters

in

het zand

Bepaling

x

uit halfstanden

Berekening geo-hydrologische constanten

Situatie meetprofiel raai

X V (1962)

van afdel ing

Waterhuishouding Del tadienst

Oosterschelde, geregistreerde waterstand en storm-

effect te Zierikzee

1953

Laagverdeling t.b.v. stabiliteitsberekening

Stabiliteitsberekening hoogwaterstand

8 - 2 - ' 7 4

Stabiliteitsberekening stormvloed

28-11-'74

Stabi 1 iteitsberekening stormvl oed

1953

Form. /tek. nr.

A4/77.462 A4/78.246 A4/ 78.003 A4/78.222 A4/ 7 8.2 52 A4/78.223 A4/77.298 A4/78.260 A4/78.261 A4/78.262 A4/ 78.263

(7)

2. B e s c h r i j v i n g p r o e f p r o f i e l 2.1. Keuze van de l o c a t i e

2.2. B e s c h r i j v i n g van h e t p r o f i e l en omgeving 2.3. Geologische b e s c h r i j v i n g van h e t g e b i e d 3. Opzet en omvang van h e t onderzoek

3.1. Omvang van h e t grondmechanisch onderzoek 3.2. P l a a t s i n g waterspanningmeters

4. Result at en grondmechanisch onderzoek 8

5. Geo-hydrologische s c h e m a t i s e r i n g en mathemati sche b e s c h r i j v i n g

van de g r o n d w a t e r s t r o m i n g 10

5.1. Geo- h y d r o l og i sche schemati s e r i ng 10

5.2. Mathematische b e s c h r i j v i n g van grondwaterbeweging 11

5.2.1. D i j k l i c h a a m 11

5.2.2. Ondergrond 11

5.3. A f w i j k i n g e n i n geschematiseerde grondwaterbeweging 15

6. U i t g e v o e r d e metingen 1 7

6.1. O v e r z i c h t van u i t g e v o e r d e metingen 17 6.2. F r e q u e n t i e van waarnemingen t i j d e n s een m e e t s e r i e 17

7. Verwerking van m e e t r e s u l t a t e n 19

7.1. M e e t r e s u l t a t e n van waterspanningmeters i n de k l e i 19 7.2. M e e t r e s u l t a t e n van waterspanningmeters i n h e t zand 21 7.2.1. Gedrag van de h a l f s t a n d e n 22 7.2.2. Het gedrag van de a m p l i t u d e n en f a s e v e r s c h i l l e n 24

8. B e p a l i n g van g e o - h y d r o l o g i s c h e constanten b i n n e n d i j k s 26

8.1. S t a t i o n a i r deel 26

8.2. N i e t - s t a t i o n a i r e d e e l 28 8.3. M e e t p r o f i e l van a f d e l i n g Waterhuishouding van de

D e l t a d i e n s t 30

8.4. Vergel i j k i n g met l a b o r a t o r i u m p r o e v e n 3 1

9. V o o r s p e l l i n g e n van s t i j g h o o g t e n i n h e t d i e p e zand 33 10. S t a b i 1 i t e i tsberekeningen b i j d i v e r s e waterstanden 36

(8)

- 1 -

1.

I n l e i d i n a

I n deze n o t a w o r d t ingegaan op de r e s u l t a t e n van een z e s t i e n - t a l mietingen i n - s i t u van de waterspanningen i n een z e e d i j k . Deze waterspanningen z i j n gemeten met behulp van e l e c t r i s c h e w a t e r - spanningmeters. De d i j k w a a r i n deze meters g e p l a a t s t waren was een Oosterschelde d i j k , gelegen op Schouwen-Duiveland i n h e t d i s t r i c t Borrendamme, n a b i j Z i e r i k z e e . De metingen hebben p l a a t s - gevonden i n h e t t i j d v a k van e i n d 1973 t o t h a l f 1975. Door o v e r - b e l a s t i n g van h e t COW i s de r a p p o r t a g e s t e r k v e r t r a a g d .

Het i n i t i a t i e f t o t deze i n - s i t u metingen van de waterspanningen i s a f k o m s t i g van de werkgroep "Waterbeweging i n D i j k e n " van de Technische Adviescommissie v o o r de Waterkeringen.

t e v e r k r i j g e n i n de grondwaterbeweging i n h e t d i j k l i c h a a m van een z e e d i j k en i n de ondergrond. D i t zowel t e n 9 e v c l g e van de g e t i j b e w e g i n g a l s tengevolge van een extreem hoge b u i t e n w a t e r - s t a n d ( s t o r m v l o e d )

.

Het d o e l was

om

aan de hand van een m e t i n g i n - s i t u meer i n z i c h t

A l l e werkzaamheden welke voorafgegaan z i j n aan de eigen1 i j k e metingen

-

z o a l s een grondmechanisch vooronderzoek, h e t p l a a t s e n

en t e s t e n van de meters, een n o o d z a k e l i j k gebleken v e r v a n g i n g van a l l e meters en h e t opnieuw t e s t e n

-

z i j n g e r a p p o r t e e r d i n h e t t u s s e n t i j d s e r a p p o r t (augustus 1974) "Het meten van w a t e r - spantiingen i n een z e e d i j k n a b i j Z i e r i k z e e , d i s t r i c t Borrendamnic", CO-21469-0-1 van tiet L a b o r a t o r i u m voor Grondmechanica. H i e r i n wordt tevens op de w e r k i n g en de nauwkeurigheid van h e t meetsysteem ingegaan.

I n de p r o e f d i j k i s ook een u i t g e b r e i d grondmechanisch onderzoek v e r r i c h t . De r e s u l t a t e n van d i t onderzoek z i j n weergegeven i n een a f z o n d e r 1 i j k e nota "Grondmechanisch onderzoek i n een k l e i - d i j k n a b i j Z i e r i kzee" S-72.105a van h e t Centrum voor Onderzoek Waterkeringen.

I n a p r i l 1975 i s i n d i t z e l f d e p r o e f p r o f i e l ook nog een i n - f i l tr a t i e p r o e f t e r p l a a t s e van h e t b i n n e n t a l u d u i t g e v o e r d , met m e t i n g van de waterspanning i n de b u i t e n s t e twee m e t e r van d i t

(9)

bezwijkmechanisme tengevolge

van

i n f i l t r a t i e

van

overslaand water.

Ook

deze proef wordt gerapporteerd in een afzonder1

i j k

rapport

" I n f i l

tratieproef

i n

het

b i n n e n t a l u d

van een kleidi

j k

nabij

(10)

- 3 -

2. Beschrijving proefprofiel

2.1.

Keuze

van

de l o c a t i e

Bij het zoeken

naar

een proefprofiel werden de volgende eisen ges t e l d :

a .

een zeedijk,

N.B.

I n

de tweede h e l f t

van

1975

i s deze d i j k verzwaard in

het kader

v a n

de p a r t i ë l e dijkversterking langs de Ooster- sc hel de.

v o o r

d i t a ch t e r -

(11)

Op

b i j l a g e 4 i s op vertrokken lengte- en hoogteschaal een

dwarsprofiel weergegeven over de

d i j k

en de hiervoor gelegen

geul. Vlak voor de d i j k i s de geuldiepte i e t s meer

d a n NAP

-

10

m.

Op

bijlage

2

i s t e zien

d a t

meer zuidelijk de geuldiepte s t e r k

toeneemt. Direkt ten zuiden van het westelijke havenhoofd be-

r e i k t de geul een maximum diepte

t o t

ca. NAP

-

50

m.

Op

d i t p u n t zal een makkelijke intrede

v a n

het buitenwater

in de ondergrond kunnen plaatsvinden, welke ook nog z i j n in-

vloed k a n doen gelden t e r plaatse van het proefprofiel.

Op

ca.

400

m

ten oosten van het proefprofiel bevindt zich

het havenkanaal

van

Zierikzee. De aanwezigheid

van

d i t

kanaal

kan een belangrijke invloed hebben op de grondwaterbeweging

in de ondergrond van het tussen proefprofiel en havenkanaal

gelegen gebied.

De

twee l a a t s t genoemde factoren doen f e i t e l i j k afbreuk a a n

de geschiktheid

van de gekozen

d i j k

a l s proefobject

voor een

studie naar de grondwaterbeweging.

Beide factoren kunnen de grondwaterbeweging aanzienlijk doen

afwijken van het vereenvoudigde stromingsmodel

waar eenvoudig-

heidshalve vanuit gegaan z a l moeten worden ( z i e p a r a g r a a f 5 . 2 . ) .

2.3.

Geologische beschrijving

van

-

5,50

m

en vervolgens slibhoudende

zand

t o t

grote

diepten ( z i e o . a . b i j l a g e

3 ) .

Het dunne veenlaagje behoort

t o t het Hol landveen-pakket.

De kleilaag met plantenresten behoort

t o t

de bovenzijde

v a n

de Afzettingen van Calais (verlandingsfase). Deze oude wadklei

i s

ook wel bekend onder de naam: "Oude blauwe zeeklei". Deze

wadklei i s

i n

de regel zwaar

t o t

zeer zwaar en daarmee s l e c h t

waterdoorlatend. De grondmechanische eigenschappen

van deze

l a a g

z i j n u i t o o g p u n t

v a n s t a b i l i t e i t voor het dijklichaam s l e c h t t e

noemen.

De wadklei r u s t op de oude wadzanden, welke eveneens t o t de

Afzettingen v a n Calais behoren. Deze wadzanden bestaan u i t

a f -

(12)

- 5 -

kaart zetten deze f i j n e zanden zich hier

v o o r t

t o t

een diepte

van

ca. NAP

-

35

m

dus kleiig. Een

100 m

ten zuiden

v a n het proefprofiel heeft de

Duinkerke-afzetting eroderend gewerkt en heeft een met zandig

materiaal gevulde geul het Hollandveen-pakket geheel geërodeerd

en zich z e l f s ingesneden

i n

de Afzettingen van Calais. Hier

o n t -

breekt

d u s

de kleiafdekking

op

de wadzanden.

Buitendijks bevindt zich d i r e k t op het oude wadzand ook een

Duinkerke-afzetting. De kleien z i j n in het algemeen l i c h t , a f -

g w i s s e l d met dunne en dikke zandlagen. Deze buitendijks aanwezige

Duinkerke-afzetting zal een weerstandbiedende laag vormen

voor

intredend water in het diepe zandpakket.

De invloed

v a n a l l e genoemde grondlagen op de grondwaterstroming

(13)

3. Opzet en omvang van het onderzoek

Naast het plaatsen van een groot aantal waterspanningmeters

is in het proefprofiel ook een grondmechanisch onderzoek verricht.

Een overzicht van de opzet van dit onderzoek en de plaatsing van

de waterspanningmeters is weergegeven op bijlage 5.

3.1. Omvana van het arondmechanisch onderzoek

Het veld en laboratoriumwerk van dit grondmechanisch onderzoek,

alsmede de interpretaties hiervan, zijn uitgevoerd door het Labora-

torium voor Grondmechanica te Delft.

Een indruk van de opbouw en samenstelling van de dijk en de

ondergrond is gevormd aan de hand van het boorprogramma dat in het

overzicht op bijlage 5 is weergegeven. Van de 12 gemaakte boringen

zijn er

7 voor het grondmechanisch onderzoek gebruikt. Enigszins

vereenvoudigde interpretaties van deze boringen zijn weergegeven

in het dwarsprofiel op bijlage

3. laboratorium-onderzoek ter bepaling van grondmechanische en geo-

hydrologische eigenschappen van de grond. Bepaald

zijn:

67 volume-

gewichten, 67 verzadigingsgraden, 12 zoutgehal ten van het porien-

water,

30 tot 40 doorlatendheden, 11 consolidatiecoëfficiënten

en 25 wrijvingseigenschappen.

In

paragraaf

4. zal in het kort op de resultaten van dit labora-

torium-onderzoek ingegaan worden.

Uit deze boringen is een groot aantal monsters genomen voor

3.2. Plaatsina waterwanninarneters

In

totaal

zijn

45 electrische waterspanningmeters van het type

TPD

(inductief type) in deze proefdijk geplaatst. Deze waterspanning-

meters zijn ontwikkeld door het Laboratorium voor Grondrnechanica.

Alle werkzaamheden die verricht zijn om het meetsysteem brui kbaar

te maken zijn beschreven in het tussentijdse rapport CO-21469-0-1

van het Laboratorium voor Grondmechanica (augustus 1974).

De eerste metingen met dit systeem konden eind 1973 uitge-

voerd worden. Voor de nauwkeurigheid werd opgegeven

t

of

-

0 , Z O

m

waterkolom. Omdat de meters gevoelig

zijn

voor nulpuntsverschui-

vingen, zijn in dit proefprofiel over het algemeen drie meters

op

één zelfde diepte geplaatst. Deze controle-mogelijkheid heeft

(14)

- 7 -

Een o v e r z i c h t van de p l a a t s i n g van de m e t e r s i n h e t p r o f i e l i s weergegeven op b i j l a g e 6. A l l e v e r d e r e van b e l a n g z i j n d e gegevens z i j n weergegeven op b i j l a g e 7 .

I n 1975 z i j n nog 18 waterspanningmeters van h e t t y p e

HP

(eveneens i n d u c t i e f t y p e ) b i j g e p l a a t s t . Met deze m e t e r s , d i e ook

door h e t LGM o n t w i k k e l d z i j n , i s h e t m o g e l i j k

om

c a p i l l a i r e waterspanningen t e meten, hetgeen n i e t m o g e l i j k i s met de TPD- m e t e r s . De p l a a t s i n g e n van deze m e t e r s z i j n ook aangegeven

i n h e t p r o f i e l op b i j l a g e 6. A l l e o v e r i g e gegevens van deze HP-meters z i j n weergegeven op b i j l a g e 8.

de i n a p r i l 1 9 7 5 u i t g e v o e r d e i n f i l tr a t i e p r o e f .

Een a a n t a l van deze m e t e r s waren g e p l a a t s t t e n behoeve van

A l s c o n t r o l e - m o g e l i j k h e i d van de m e t e r s i n h e t zand z i j n i n r a a i F ( z i e b i j l a g e n 5 en 6 ) twee open p e i l b u i z e n g e p l a a t s t . A l s g e v o l g van de v r i j g r o t e a f s t a n d van deze p e i l b u i z e n t o t de m e e t o p s t e l l i n g z i j n deze a l le e n b i j de beginmetingen waargenomen.

De p e i l b u i z e n en m e t e r s i n deze r a a i vertoonden een goede o v e r - eenkomst. L a t e r t o e g e p a s t e c o n t i n u - m e t i n g e n aan deze p e i l b u i z e n met behulp van z e l f - r e g i s t r e r e n d e n i v e a u v o l g e r s b l e k e n s l e c h t

i n t e r p r e t e e r b a a r t e z i j n .

t o t i n h e t d i e p e zand g e p l a a t s t . .

Deze bevonden z i c h d i c h t e r b i j de m e e t o p s t e l l i n g , z o d a t waarneming met de hand m a k k e l i j k p l a a t s kon vinden.

A c h t e r a f b l e e k e c h t e r d a t hun f i l t e r s i n h e t s l i b h o u d e n d e zand d i r e k t beneden de k l e i l a a g g e p l a a t s t waren. A l s g e v o l g van de s l e c h t e d o o r l a t e n d h e i d van d i t s l i b h o u d e n d e zand v e r t o o n d e n deze p e i l b u i z e n g r o t e v e r t r a g i n g e n . Een goede c o n t r o l e met de w a t e r - spanningmeters was h i e r d o o r n i e t m o g e l i j k .

(15)

b i j l a g e

9.6

W r i j v i n g s e i g e n s c h a p p e n ( 2 2 ) .

De b e p a l i n g e n van de v e r z a d i g i n g s g r a d e n geven aan d a t v r i j w e l h e t g e h e l e d i j k l i c h a a m v e r z a d i g d i s met w a t e r . Verderop i n deze n o t a z a l u i t de waterspanningsmetingen v o l g e n d a t de f r e a t i s c h e l i j n op 2,5

m

beneden de k r u i n l i g t .

U i t de b e p a l i n g e n van h e t z o u t g e h a l t e van h e t p o r i e n w a t e r v a l t a f t e l e i d e n d a t h e t w a t e r bo

i s van n e e r s l a g .

De d i j k b e v a t dus a l s h e t ware een

De d o o r l a t e n d h e d e n van de zand d i j k z i j n e r g l a a g , i n de o r d e van e n i n h e t d i j k 1 ichaam a f k o m s t i g g r o t e zoetwa t e r b e l

.

ge k l e i u i t de k e r n van de

5.iû-'

m/s.

De zandige k l e i i n de b u i t e n s c h i l i s a a n z i e n l i j k d o o r l a t e n d e r ; h i e r z i j n d o o r - latendheden gemeten van

10-6

t o t 10-7

m/s.

Door scheurvorming en b i o l o g i s c h e a c t i v i t e i t i n deze b u i t e n s c h i l kan deze d o o r l a t e n d - h e i d i n w e r k e l i j k h e i d nog v e e l g r o t e r z i j n .

de k l e i (van NAP

-

5,50

m

t o t NAP

-

7,OO

m) i s v o o r zand b i j z o n d e r l a a g , gemeten z i j n d o o r l a t e n d h e d e n van

10-8

t o t

lO-'

m/s.

I n de zandlaag daar beneden, wel ke minder s1 i b b e v a t , z i j n aan twee monsters g r o t e r e d o o r l a t e n d h e d e n gemeten, n l . L ~ O - ~ m/s en

De d o o r l a t e n d h e i d van h e t s l i b h w d e n d e zand d i r e k t beneden

(16)

- 9 -

Belangrijker voor de aanpassing van de waterspanningen

aan

wisselende buitenwaterstanden en kortdurende stormvloeden z i j n

de consolidatiecoëfficiënten

van dijklichaam en ondergrond.

Voor het kleiige materiaal i s deze consolidatiecoëfficiënt

l a a g ,

i n

de orde van

10'7

t o t

10e8

m2/s. Dit h o u d t i n d a t

van

getijwerking

o f

kortdurende waterstanden

i n

de klei n i e t veel

t e merken zal z i j n .

voor

zand weer erg

l a a g

t e

z i j n , i n

de orde

v a n 10m4

t o t

10-6

m2/s.

coëfficiënten t e bepalen omdat hier geen ongeroerde monsters

genomen konden worden.

Uitgaande van de hier gemeten doorlatendheden

(10-55

m/s) en dezelfde

s t i j f h e i d van het korrelskelet aanhoudende a l s in het sl ibhoudende

zand,

zou

hier uitgekomen worden

o p

een consolidatiecoëfficiënt

van ca.

0 , l

m

/ s .

De consolidatiecoëfficiënten van het slibhoudende

zand

blijken

Beneden

NAP

-

7 , O O

m

was het

n i e t

mogelijk

om

consolidatie-

(17)

5. Geo-hydrologi sche schemati s e r i n g en mathemati sche b e s c h r i j v i n g van de grondwaterstroming

5.1. Geo-hydrologische s c h e m a t i s e r i n g

Op grond van de g e o l o g i s c h e b e s c h r i j v i n g kan de geo-hydro- l o g i s c h e s i t u a t i e van de ondergrond t e r p l a a t s e van h e t p r o e f - p r o f i e l op de volgende w i j z e geschematiseerd worden:

een watervoerend zandpakket d a t zowel binnen- a l s b u i t e n d i j k s a f g e d e k t wordt door s l e c h t d o o r l a t e n d e lagen.

getij

.

* . ’ * * .

.

. . a . e . *.a * *. * , I

’ .

.

’

. .

. . .

..

. .

a . a . e .

‘ .

. .

. . .

_-

cgF$T

w

sss;.Kc

‘ % T v

Fzz8

mogelijk aanwezige afsluitende l a a g

Het watervoerende zandpakket w o r d t gevormd door de oude wadzanden welke behoren t o t de A f z e t t i n g e n van C a l a i s . Een m o g e l i j k e onderrand wordt op NAP

-

35 m à 40 m gevormd door de F o r m a t i e van Tegelen (slibhoudende zanden met leemlagen), a l t h a n s voorzover deze l a a g n i e t weggeërodeerd i s . I n d i t l a a t s t e geval i s h e t

n i e t d u i d e l i j k waardoor dan een onderbegrenzing van h e t w a t e r - voerende zandpakket w o r d t gevormd.

zandpakket aanwezig i n de vorm van een D u i n k e r k e - a f z e t t i n g ( l i c h t e k l e i , a f g e w i s s e l d met dunne en d i k k e zandlagen), welke een weerstand vormt voor i n t r e d e n d water i n h e t zandpakket.

l a a g op h e t zandpakket, welke een m a k k e l i j k u i t t r e d e n van water B u i t e n d i j k s i s een s l e c h t d o o r l a t e n d e afdekkende l a a g o p h e t

(18)

-

11

-

u i t h e t zandpakket belemmert, H i e r d o o r kunnen i n h e t zandpakket g r o t e s t i j g h o o g t e n o p t r e d e n ( t o t boven m a a i v e l d ) . Deze s l e c h t d o o r l a t e n d e l a a g b e s t a a t a c h t e r e e n v o l g e n s van boven n a a r beneden u i t : l i c h t e k l e i van de D u i n k e r k e - a f z e t t i n g , een dun veen- l a a g j e van h e t H o l l a n d v e e n - p a k k e t en de oude w a d k l e i (met p l a n - t e n r e s t e n ) van de A f z e t t i n g van C a l a i s .

Door deze s l e c h t d o o r l a t e n d e l a a g v i n d t kwel p l a a t s v a n u i t h e t zandpakket. A l s g e v o l g van deze kwel l i g t h e t f r e a t i s c h e v l a k i n deze k l e i l a a g g e l i j k met h e t m a a i v e l d .

d i e l i g t op de genoemde afciekkende l a g e n d i e ook b i n n e n d i j k s aanwezig z i j n .

De d i j k z e l f i s opgebouwd u i t s l e c h t d o o r l a t e n d e z a n d i g e k l e i

5.2. Mathematische b e s c h r i j v i n g van grondwaterbeweging

5.2.1. D i j k l i c h a a m

Een mathematische b e s c h r i j v i n g van de grondwaterbeweging d o o r h e t u i t k l e i bestaande k l e i l i c h a a m i s z e e r m o e i l i j k , zo n i e t o n m o g e l i j k . U i t h e t grondmechanisch onderzoek ( p a r . 4.) b l e e k o v e r i g e n s d a t de c o n s o l i d a t i e c o ë f f i c i ë n t e n van deze k l e i zo l a a g z i j n d a t n a u w e l i j k s e n i g e aanpassing van de waterspanningen aan w i s s e l e n d e b u i t e n w a t e r s t a n d e n t e v e r - wachten i s . Z o a l s b i j de b e s p r e k i n g van de m e t i n g e n ( p a r . 7 . 1 . ) z a l b l i j k e n , i s i n de k l e i v r i j w e l geen e n k e l e a a n p a s s i n g aan de w i s s e l e n d e b u i t e n w a t e r s t a n d e n merkbaar. De g r o n d w a t e r - beweging w o r d t h i e r n i e t o f n a u w e l i j k s S e ï n v l o e d d o o r h e t b u i t e n w a t e r . E r b l i j k t z i c h een m i n o f meer s t a t i o n a i r e t o e - s t a n d i n g e s t e l d t e hebben met een z e e r hoge f r e a t i s c h e l i j n

i n d e d i j k ( 2 , 5

m

beneden k r u i n h o o g t e ) , d i e m o g e l i j k niede i n s t a n d gehouden w o r d t d o o r de n e e r s l a g .

5.2.2. Ondergrond

Daar h e t d i j k l i c h a a m n i e t aan de grondwaterbeweging deelneemt kan v o o r de mathematische b e s c h r i j v i n g van de grondwaterbeweging door de o n d e r g r o n d worden u i tgegaan van h e t grondwatermodel van een

" s e m i - c o n f i n e d a q u i f e r " n e t e l a s t i s c h e b e r g i n 9 i n h e t k o r r e l - s k e l e t van h e t zandpakket. De s t r o m i n g s r i c h t i n g w o r d t eenvoudig- h e i d s h a l v e l o o d r e c h t op de a s van de d i j k aangenomen.

(19)

. .

_ _ _ _ ( L .

De e l a s t i s c h e b e r g i n g h e e f t t o t g e v o l g d a t de v o o r t p l a n t i n g van d e g e t i j b e w e g i n g i n h e t zandpakket n a a r binnengaande een s t e e d s g r o t e r e v e r t r a g i n g o n d e r g a a t .

V e r d e r neemt de a m p l i t u d e van de g e t i j b e w e g i n g i n h e t zand- p a k k e t af naarmate de a f s t a n d t o t de d i j k g r o t e r w o r d t .

Naast de e l a s t i s c h e b e r g i n g z i j n op deze demping van i n v l o e d de g r o o t t e van d e i n t r e e w e e r s t a n d i n de g e u l en de g r o o t t e van de l e k d o o r de b i n n e n d i j k s e a f s l u i t e n d e l a a g .

Een eenvoudige mathematische b e s c h r i j v i n g v o o r de g r o n d w a t e r - beweging i n h e t zandpakket g e e f t de volgende d i f f e r e n t i a a l v e r - g e l i j k i n g : w a a r i n

+

= s t i j g h o o g t e

[

m

t . o . v . NAP] 4 k = d o o r l a t e n d h e i d van zand [ m / s ]

,

LI

= d i k t e zandpakket [lil], c = weerstand k l e i p a k k e t (=-- d = d i k t e k l e i l a a g

[m],

k k l e i = p o l d e r p e i l o f b u i t e n w a t e r s t a n d

[m

t . o . v . NAP] P

)

[ S I 3 d k k l e i = d o o r l a t e n d h e i d k l e i l a a g

[m/s]

(20)

-

13 -

k 2

=

consol i d a t i e c o ë f f i c i ë n t

v a n

zandpakket

(=-)

[ m

/SI

U ' Y W

c v

~1 =

samendrukbaarheidscoëff i c i ë n t

[

m2/ kN]

,

=

volumegewicht water

[

k N / m 3 1 .

yw

Bij

het opstel 1 en van deze di f f e r e n t i aal vergel i

j k i ng

i

s u i

t-

gegaan

van

de volgende aannamen:

-

in

het

zandpakket

v i n d t

een horizontale grondwaterstroming plaats

,

loodrecht gericht o p de a s van de d i j k ( a l s gevolg

v a n

de

aan-

name van de horizontale stroming

z i j n

de stijghoogten

i n

een

verticaal onder en bovenin het zandpakket gel i j k )

;

-

door

de s l e c h t doorlatende afdekkende lagen (zowel binnendijks

a l s buitendijks) vindt een verticaal gerichte stroming p l a a t s ;

-

de kD-waarde voor het zandpakket i s constant;

-

de berging in het korrelskelet

v a n het zandpakket i s gebaseerd

op

een l i n e a i r e l a s t i s c h gedrag

van

d i t

korrelskelet.

Vooral de l a a t s t e aanname

i s

een grove benadering van het

werkel i j ke gedrag.

Een analytische oplossing

van

bovengenoemde d i f f e r e n t i a a l -

vergel

i j k i n g i s

mogel

i j k

a l s de g e t i j beweging beschreven

wordt

door een sinus en aan de binnenzijde een constant peil

aan

de

bovenzijde van de kleilaag wordt aangehouden. Hoewel de g e t i j -

beweging

n o o i t geheel sinusvormig i s , i s een dergelijke bena-

dering a l l e s z i n s r e d e l i j k .

I n

paragraaf

2 . 2 .

i s reeds vermeld

dat het f r e a t i s c h vlak in de kleilaag g e l i j k l i g t met het maai-

veld en

d u s een constante hoogte heeft.

Een complete oplossing

voor de d i f f e r e n t i a a l v e r g e l i j k i n g v o o r

zowel het binnen- a l s buitendijkse gedeelte i s

nog

tamel

i j k

ge-

compliceerd. Ter plaatse

van de

d i j k

dienen

dan

f e i t e l i j k twee

oplossingen

-

één voor het binnendijkse en een ander voor het

(21)

Met een a a n t a l vereenvoudigde aannamen i s h i e r t o c h een o p l o s s i n g voor verkregen. Een o p v a l l e n d e u i t k o m s t d a a r b i j was d a t z i c h onder de d i j k geen g r o t e r e v e r t r a g i n g e n t. o.

v.

de g e t i jbeweging kunnen voordoen dan ca. een h a l f uur, ongeacht de parameters d i e h i e r b i j worden ingevoerd.

D i t r e s u l t a a t stemt o v e r i g e n s overeen met de gemeten v e r t r a g i n g e n onder de d i j k . Voor g e ï n t e r e s s e e r d e n i s deze o p l o s s i n g t e r i n - zage b i j h e t COW.

De o p l o s s i n g w o r d t aanzien1 i j k eenvoudiger a l s a l l e e n h e t binnen- d i j k s e gebied i n beschouwing wordt genomen. A l s randvoorwaarde

kan dan d i e n e n h e t gemeten s t i j g h o o g t e v e r l o o p i n de t i j d aan de r a a i waterspanningmeters i n de k r u i n . D i t s t i j g h o o g t e v e r l o o p

i s eveneens sinusvormig. V e r t r a g i n g e n en dempingen van de w a t e r - spanningmeters van andere r a a i e n worden dan t e n o p z i c h t e van genoemde r a a i i n de k r u i n gemeten.

De

randvoorwaarden worden dan a l s v o l g t :

onder de d i j k (x=o) : 4 = Q t A o s i n ( u t ) , b o v e n z i j d e b i n n e n d i j k s e k l e i l a a g : 4 =

".

H

De o p l o s s i n g op een a f s t a n d x van de oorsprong ( x = o )

x/ A

Door m e t i n g van de s t i j g h o o g t e n i n h e t zandpakket op v e r s c h i l l e n d e a f s t a n d e n van de d i j k i s h e t m o g e l i j k de g e o - h y d r o l o g i s c h e c o n s t a n t e n

h en c v t e bepalen.

t e r m i n de o p l o s s i n g w e g v a l t en a l l e e n h e t s t a t i o n a i r e d e e l o v e r b l i j f t . Beschouwen we de h a l f s t a n d e n van de g e t i jb e w e g i n g en s t i j g h o o g t e b e w e g i n g m i n o f meer a l s een c o n s t a n t e , dan kan dus u i t deze h a l f s t a n d e n de x-waarde bepaald worden. De h a l f s t a n d van de c t i j g h o o g t e neemt b i n n e n d i j k s b i j toenemende a f s t a n d

t o t de d i j k a f v o l g e n s een e-macht.

Voor de s i n u s v o r m i g e beweging g e l d t een a p a r t e o p l o s s i n g ( l a a t s t e t e r m ) welke b i j h e t s t a t i o n a i r e d e e l van de o p l o s s i n g gesuperponeerd mag worden. Volgens deze o p l o s s i n g neemt binnen- d i j k s de a m p l i t u d e b i j toenemende a f s t a n d t o t de d i j k a f volgens een e-macht. De v e r t r a g i n g daarentegen neemt b i j toenemende a f s t a n d t o t de d i j k l i n e a i r t o e . U i t m e t i n g van de demping en de f a s e v e r s c h u i v i n g op m i n s t e n s twee v e r s c h i l l e n d e a f s t a n d e n z i j n de c o n s t a n t e n

x

en c v t e bepalen.

B i j een c o n s t a n t e w a t e r s t a n d g e l d t A=o, waardoor de l a a t s t e

Op

x

i s dus een c o n t r o l e m o g e l i j k d o o r b e p a l i n g u i t h e t s t a t i o n a i r e d e e l en h e t n i e t - s t a t i o n a i r e d e e l .

(23)

5.3. A f w i j k i n g e n i n geschematiseerde grondwaterbeweging

a l l e uitgevoerde metingen z i j n de o r i g i n e l e waarnemings-

bladen,

waarop de metingen grafisch uitgezet z i j n ,

b i j

het Cen-

trum voor Onderzoek Waterkeringen t e r inzage.

6.1.

Overzicht

v a n

uitgevoerde metingen

Vanaf eind 1973 t o t half 1975 i s een z e s t i e n t a l meer-uurs

metingen

aan

de waterspanningmeters uitgevoerd.

Een overzicht van de d a t a

van

de uitgevoerde metingen i s weer-

gegeven

o p

bijlage

10.

Op

deze bijlage z i j n

ook

de maxima en

minima

van

de getijden en de bijbehorende t i j d s t i p p e n weergegeven.

Ook

de aanvang- en eindtijden

v a n

de metingen z i j n weergegeven,

zodat nagegaan

kan

worden

of

t i j d e n s een meting zowel een maximum

a l s een minimum i s opgetreden.

Opm. 1. De metingen

v a n maart

en mei

1975

z i j n verder buiten

beschouwing gelaten in verband met een achteraf gecon-

stateerd defect aan de meetapparatuur.

Ten opzichte

v a n

de controle peilbuizen in raai

A

deden

zich afwijkingen van meer

dan

één meter verlaging

voor.

Ook vergel ijking

v a n

deze metingen met voorgaande metingen

wees o p een abnormaal lage waarde.

Het

defect b e t r e f t

al 1 een de TPD-meters.

De HP-meters ( c a p i l l a i r )

worden

met andere

a p p a r a t u u r

af

gel ezen

.

Opm. 2 .

In 1975

z i j n nog v r i j frequent metingen v e r r i c h t

aan de

l a t e r

b i

j g e p l a a t s t e c a p i l l a i r e waterspanningmeters

(HP-

meters). De

d a t a

v a n

deze metingen z i j n n i e t

i n

het over-

zicht op bijlage 10 opgenomen. Het waren

ook

geen meer-uurs

metingen. De resultaten

van

deze metingen z i j n weergegeven

o p

de bijlagen

1 4 . 1

en

14.2.

6.2.

Frequentie van waarnemingen t i j d e n s

-_

een meetserie

De metingen duurden over het algemeen 7

à 8

uur,

w a a r b i j

zoveel mogelijk getracht i s zowel een volledig maximum a l s een

volledig minimum t e meten. Er i s één meting

van

13

uur

beschik-

b a a r ,

n l .

die van

20

november 1973.

(25)

het kwartier gemeten en tussen

deze

extremen in

om

het half

uur.

Met ingang

v a n

de meting

van

28 augustus

1974 z i j n

deze metingen

r e s p e c t i e v e l i j k om de v i j f en v i j f t i e n minuten uitgevoerd.

-

Opm.

Het opnemen van a l l e meters

nam

naar schatting ca.

3 à

4 minuten in beslag en geschiedde in alfabetische volgorde

van raai A

t / m

raai

F.

Als gevolg hiervan

k u n n e n

t i j d s v e r s c h i l l e n

ontstaan

z i j n

tussen de opname

van

raai A en raai

F

van wel 4 minuten.

Deze t i j d s v e r s c h i l l e n z i j n v r i j

g r o o t

ten opzichte

v a n

de

t e meten vertragingen tussen de stijghoogteverlopen

v a n

de

raaien onderling ( z i e bijlage

2 6 ) .

Er z i j n echter

ook

kortere cycli

dan

de genoemde v i e r minuten toegepast,

waar-

b i j alleen de in het zand geplaatste meters z i j n afgelezen.

Omdat geen c o r r e c t i e s z i j n toegepast in de waarnemings-

t i j d s t i p p e n kunnen hierin onnauwkeurigheden z i j n opgetre-

den

t o t

4 minuten toe. De invloed hiervan op de bepaling

van de geo-hydrologische constanten wordt in paragraaf

7 . 2 .

nagegaan.

(26)

7. Verwerking van meetresultaten

Bij

de verwerking

v a n

de meetresul taten i s onderscheid gemaakt

resultaten

van

vrijwel a l l e meters beperkt

t o t

enkele c e n t i -

meters. Dergelijke schommelingen vallen binnen

de

nauwkeurig-

heid

van

het meetsysteem en kunnen n i e t toegeschreven worden

aan een invloed van het g e t i j .

Hier z i j n een aantal uitzonderingen op. De meters E5 en E7

d i e dicht b i j de overgang

van

klei naar zand g e p l a a t s t z i j n ,

geven een invloed

v a n h e t

g e t i j t e zien met een amplitude

van

ca.

25%

van

de getij-amplitude. De maxima en minima ver-

tonen ca. 1

à

2 uur

vertraging op d i e

van het g e t i j . De afstand

van

deze meters

t o t

overgang klei/zand

i s

n i e t exact t e bepalen,

maar

geschat

wordt d a t deze afstand minder dan

0,50

m

bedraagt.

In de andere raaien bedraagt de minimale afstand van de meters

in de klei

t o t

de overgang klei/zand meer

dan 1 m.

Hier

i s

n i e t

o f

nauwelijks een getij-invloed waargenomen.

de meest buitendijks geplaatste r a a i . Hier geven de meters

een getijwerking t e zien met een amplitude d i e s l e c h t s

5%

bedraagt van de getij-amplitude. Bij de meting t i j d e n s het

zeer hoge water

v a n

28-11-'74

(NAP

+

3,20

m)

bedroeg het ver-

schil tussen maximum en minimum

0,40

m

(ca.

10%

v a n

het g e t i j -

v e r s c h i l ) en deed zich nauwelijks enige vertraging

voor.

Deze

getij-werking l i j k t het gevolg

v a n

de

d i r e c t e belasting

v a n

het buitentalud door het gewicht

van het buitenwater hierop.

Door de s l e c h t e doorlatendheid

v a n

de klei

wordt

deze belasting,

z i j het met enige belastingspreiding, d i r e k t door het porien-

water opgenomen,

w a a r b i j

de korrelspanningen in de klei g e l i j k

bl i jven.

Uitzondering hierop z i j n echter weer de meters

i n

raai

A,

Gezien de geringe getij-invloed z i j n van a l l e meters in de

(27)

stijghoogten

t . o . v .

NAP

bepaald.

Op

de bijlagen

12.1

t / m

1 2 . 5

i s per r a a i een overzicht gegeven van de gemiddelde meetresul-

taten van de meters gedurende het tijdvak eind

1973

t o t begin

1975.

Voor

de waterspanningmeters, d i e o p één zelfde diepte g e p l a a t s t

z i j n , i s de meest waarschijnlijke stijghoogte met een dikke l i j n

aangegeven. Een toelichting op de v a s t s t e l l i n g hiervan en een

beschouwing over het gedrag van de verschillende meters i s

weergegeven o p b i j l a g e

11.

Op

bijlage

13

z i j n in één figuur

voor

a l l e raaien de s t i j g -

hoogten

v a n

de d i e p s t geplaatste meters weergegeven.

De bijlagen

12.1

t / m

1 2 . 5

en 13 vertonen allen een min

o f

meer gelijkvormig beeld,

w a a r b i j

in de winter hogere water-

spanningen gemeten worden

d a n

in de zomer.

Dit verschil in stijghoogte bedraagt ongeveer

0,50

m .

Op

bijlage 14.1 en 1 4 . 2 z i j n de meetresultaten weergegeven

van

de in 1975 b i j g e p l a a t s t e c a p i l l a i r e waterspanningmeters. Hoe-

wel verwacht werd

d a t

deze meters c a p i l l a i r e waterspanningen

zouden aangeven, werden ook hier positieve waterspanningen

gemeten, hetgeen het gevolg i s

v a n

een hooggelegen f r e a t i s c h e

l i j n .

Voor een plaatsbepaling

van

de meters wordt verwezen naar

de bijlagen

6

en

8.

Aan

de

hand

v a n voorgaande gegevens

z i j n

op

bijlage

15

de

hoogst (winter) en laagst (zomer) gemeten waterspanningen u i t -

gezet

i n

het dwarsprofiel. De gemeten waterspanning

t . o . v .

het f i l t e r v a n de meters i s hier

i n

meters waterkolom

u i t -

gezet loodrecht

o p de

v e r t i c a a l

waarin

de meter

z i c h b e v i n d t .

Voor

de schaal van deze waterspanning in meters waterkolom

i s dezelfde schaal aangehouden a l s d i e

voor het dwarsprofiel

i s toegepast. Een hydrostatisch waterspanningsverloop

i n

een

verticaal wordt dus weergegeven door een

l i j n

d i e een hoek

v a n

45'

m a a k t met de v e r t i k a a l .

Ter vol ledigheid van het waterspanningsverloop

z i j n o p

bijlage

1 5

voor

het

zand

de hoogst en laagst gemeten

h a l f -

standen u i t g e z e t . In het

zand t r e e d t overigens wel een g e t i j -

werking o p , d i e

i n

deze

f i g u u r

n i e t i s weergegeven.

(28)

-

2 1

-

Op

bijlage 16 i s

aan

de

hand

van

de hoogst gemeten waterspanningen

het

grondwaterstromingsbeeld

weergegeven in de

vorm

v a n

poten-

t i a a l l i j n e n en stroomlijnen. Hieruit b l i j k t nog eens d u i d e l i j k

d a t

t e r plaatse

v a n

kruin en binnentalud een i n f i l t r a t i e plaats-

vindt

van

bovenaf, dus van neerslag. De hoge f r e a t i s c h e l i j n

-

hoger

d a n

de hoogst opgetreden buitenwaterstand

i n

het betref-

fende tijdvak

-

wordt in stand gehouden door i n f i l t r e r e n d e

neerslag. Gezien de slechte doorlatendheid

van

de klei

z i j n

hier

maar

enkele mil1 imeters e f f e c t i e v e neerslag per j a a r

voor

nodig.

Een analyse

van zout-concentraties van het poriënwater be-

vestigd d a t het in het dijklichaam aanwezige poriënwater

v r i j -

wel volledig afkomstig i s

van neerslag ( z i e paragraaf 4.en

b i j -

lage

9 . 3 ).

I n

het dijklichaam bevindt zich a l s het ware een

zoetwaterbel

tengevolge

van

inf

i1 t r a t i e

v a n neerslag.

Ter plaatse van s l o o t en achterland g e e f t het stroom1 ijnen-

beeld

van

b i j l a g e 1 6 een kwel t e zien. Deze kwel

v a n zoutwater

wordt

ook weer bevestigd d o o r de uitgevoerde zoutanalyse

van het

poriënwater ( z i e bijlage

9.3 ) .

7 . 2 .

Meetresul taten

v a n

waterspanningmeters in het z a n d

Uit de metingen

aan

de waterspanningmeters

i n

het zand b l i j k t

een duidelijke voortplanting

van

het g e t i j i n het grondwater

v a n

het zandpakket. Deze voortplanting g a a t gepaard met een demping

en een faseverschil. Het verschil

i n maximum

en

m i n i m u m

s t i j g -

hoogte gemeten aan de waterspanningmeters

i n

raai

A

bedraagt

ca.

45%

van het g e t i j - v e r s c h i l . Voor de meters

i n

raai

F

i s d i t

ca.

35%.

De vertragingen in de maxima en minima v a n deze s t i j g -

hoogten ten opzichte

van

het maximum en minimum

van

het g e t i j

bedraagt voor raai

A

ca.

1 5

t o t

30

minuten en

voor r a a i

F

ca.

30

t o t

60

minuten.

Bij

de verdere analysering

van de meetgegevens

w o r d t

een

onderscheid gemaakt tussen het gedrag v a n de halfstanden (ge-

middelde tussen maximum en

m i n i m u m )

en het gedrag van de ampli-

tuden. Zoals reeds

i n

paragraaf

5 . 2 . 2 .

aangegeven i s ,

z i j n

de

halfstanden

m i n

o f meer representatief voor het s t a t i o n a i re

gedrag en de amplituden en faceverschillen

v o o r

het n i e t -

(29)

N i e t a l l e m e t i n g e n z i j n g e s c h i k t om e r d e h a l f s t a n d e n , a m p l i t u d e n en f a s e v e r s c h i l l e n u i t t e bepalen. D i t i s a l l e e n m o g e l i j k a l s b i n n e n een m e t i n g zowel een maximum a l s minimum

s t i j g h o o g t e aan de m e t e r s gemeten i s . Op b i j l a g e 17 z i j n

v o o r d i e metingen, v o o r welke d i t m o g e l i j k was, de gemeten maxima en minima van a l l e i n h e t zand g e p l a a t s t e m e t e r s weergegeven. U i t de gegevens van deze b i j l a g e z i j n de h a l f s t a n d e n en d u b b e l e a m p l i t u d e n ( v e r s c h i l van max. en m i n . ) bepaald.

Deze z i j n weergegeven op b i j l a g e 18.

van m e t e r s u i t één z e l f d e r a a i v e r s c h i l l e n van we1

0,50

m

kunnen o p t r e d e n . De v e r s c h i l l e n i n de d u b b e l e a m p l i t u d e n van m e t e r s u i t één r a a i bedragen daarentegen o v e r h e t algemeen

s l e c h t s e n k e l e c e n t i m e t e r s .

De g r o t e v e r s c h i l l e n i n de h a l f s t a n d e n z i j n n i e t zo verwon- d e r l i j k , omdat van d i t t y p e m e t e r s bekend i s d a t de nauw-

k e u r i g h e i d i n hun a b s o l u t e waarde +of

-0,20

m

b e d r a a g t . I n c i d e n t e e l kunnen i n deze m e t e r s nog g r o t e r e n u l p u n t s v e r - s c h u i v i n g e n o p t r e d e n ( z i e b i j v o o r b e e l d m e t e r 2 B l l ) .

i n maximum en minimum t i j d e n s één m e t i n g , b l i j k t dus a a n z i e n - l i j k b e t e r en i n d e o r d e van e n i g e c e n t i m e t e r s t e l i g g e n .

U i t deze gegevens v a l t waar t e nemen d a t i n de h a l f s t a n d e n

De n a u w k e u r i g h e i d i n r e l a t i e v e waarden, z o a l s h e t v e r s c h i l

7.2.1. Gedrag van de h a l f s t a n d e n (gemiddelde van max. en m i n . )

B i j de a n a l y s e r i n g van h e t gedrag van de h a l f s t a n d e n d o e t z i c h de m o e i l i j k h e i d v o o r van de v r i j g r o t e onnauwkeurigheden

i n de a b s o l u t e waarden van de metingen. Deze z i j n i n d e z e l f d e o r d e van g r o o t t e a l s d e o n d e r l i n g e v e r s c h i l l e n van de gemeten h a l f s t a n d e n u i t d i v e r s e r a a i e n .

De waterspanningmeters 2C10 en

2E6,

d i e onder1 i n g s l e c h t s e n k e l e c e n t i m e t e r s v e r s c h i l l e n , geven d a a r b i j m i n o f meer h e t gemiddelde gedrag van d e o v e r i g e m e t e r s weer. Op b i j l a g e 1 9 i s de gemiddelde waarde van de h a l f s t a n d e n van deze twee m e t e r s weergegeven v o o r d e d i v e r s e m e t i n g e n d i e hebben p l a a t s - gevonden van e i n d 1973 t o t b e g i n 1975. Hoewel deze m e e t r e s u l t a t e n

door

r e c h t e 1 i j n e n m e t e l kaar verbonden z i j n , d i e n t g e r e a l i s e e r d t e worden d a t van de t u s s e n l i g g e n d e d a t a geen waarnemingen

bekend z i j n en deze doorgaans ook n i e t overeen z u l l e n komen met de g e t r o k k e n v e r b i n d i n g s l i j n e n .

(30)

-

23

-

n 20.1 en 20.2 i s weergegeven hoe de gemeten

h a l f s t a n d e n van d e andere m e t e r s gelegen z i j n t e n o p z i c h t e van d i e v m 2C10 en 2E6. D i t i s gedaan d o o r a l l e e n aan t e geven hoeveel de h a l f s t a n d boven o f onder d i e van 2C10 en ZE6 g e l e g e n i s .

Tsm e e r s t e v a l t h i e r i n op d a t deze v e r s c h i l l e n v r i j w e l a l l e m a a l (met u i t z o n d e r i n g van 2D12) m i n d e r z i j n dan

0,20

m;

de n a u w k e u r i g h e i d van h e t meetsysteem b e d r a a g t

+

o f

-

0,20 m.

van e i n d 1973

i s . Deze m e t e r s kunnen a l s s t a b i e l i n de t i j d g e k w a l i f i c e e r d worden. E r z i j n daarentegen ook v r i j v e e l m e t e r s waarvoor d i t s l e c h t s v o o r een p e r i o d e van b e p e r k t e d u u r opgaat, waarna

ze a l s n o g v e r s c h u i v i n g e n ondergaan. Deze m e t e r s z i j n i n de t i j d n i e t s t a b i e l gebleven, maar hebben na v e r l o o p van t i j d n u l - p u m t s v e r s c h u i v i n g e n ondergaan. E r z i j n ook m e t e r s d i e van h e t b e g i n a f aan n u l p u n t s v e r s c h u i v i n g e n hebben ondergaan.

Aan de hand van d e b i j l a g e n 20.1 en 20.2 i s op b i j l a g e 2 1 een o o r d e e l gegeven o v e r h e t f u n c t i o n e r e n van de d i v e r s e m e t e r s . P e r r a a i komen dan a l s meest betrouwbaar n a a r voren: 2A15, 2814, 2C10, 2 D l 1 , ZE6 en 2F5.

Van de m e t e r s i n r a a i F i s 2F5 nog a l s meest betrouwbare aangemerkt, hoewel f e i t e l i j k geen van a l l e n

-

ook 2F5

n i e t

-

een e r g s t a b i e l e i n d r u k maken.

Verder v a l t op d a t d i t v e r s c h i l v o o r een a a n t a l m e t e r s t o t b e g i n 1975 m i n o f meer c o n s t a n t g e b l e v e n

De h a l f s t a n d e n van de s t i j g h o o g t e n i n h e t zand z o a l s weergegeven op b i j l a g e 19 doen een goede c o r r e l a t i e vermoeden m e t de h a l f s t a n d e n van h e t g e t i j .

Op

b i j l a g e 22 z i j n deze grootheden tegen e l k a a r u i t g e z e t i n een g r a f i e k en i s een r e g r e s s i e l i j n bepaald. E r b l i j k t i n d e r d a a d sprake t e z i j n van een z e e r goede c o r r e l a t i e met u i t z o n d e r i n g van de waarneming van 20 november 1973, d i e o v e r i g e n s n i e t i s meegenomen i n de r e g r e s s i e l i j n b e p a l i n g . Door de i n v l o e d van een voorafgaand extreem hoogwater

i s d e h a l f s t a n d van d e s t i j g h o o g t e n a a r a l l e w a a r s c h i j n l i j k h e i d aan de hoge k a n t .

De op b i j l a g e 22 bepaalde r e g r e s s i e l i j n kan ook a l s v o l g t weergegeven worden:

(“E + 1933) = 0568 ( M

+

1,33)