Controle drainageconstructie Spijkse Dijk

Centrum

voor

Onderzoek Waterkeringen i n g .

G.J.

Nagtegaal

J.A. Beijersbergen december 1980

2. Probl eemstel

1

i ng

3. De Spijkse dijk

3.1. De situatie

3.2. Het dwarsprofiel van de

dijk

3.3.

Het lengteprofiel van de dijk

4. Randvoorwaarden

4.1. Grondmechanische randvoorwaarden

4.1.1. Opbouw ondergrond

4.1.2. Opbouw

dij

kl

i chaam

4.1.3. Opbouw drainagefilter

4.2. Hydraulische randvoorwaarden

4.2.1. Rivierwaterstanden

4.2.2. Waterstand in sloot

4.2.3.

Peilbuiswaarnemingen

5. Controle aan de hand van de waarnemingen

5.1. Werking van het filter tijdens hoogwater

5.1.1. Ver1 oop potentiaal

1 i jnen

(

le methode)

5.1.2. Daling stijghoogte nabij filter

5.1.3. Peilbuishoogte tegen rivierstand

5.1.4. Resumé

5.2.

Werking van het filter

in

de loop der tijd

(dichtslibben)

(Ze

methode)

( 3 e

methode)

6. Controle aan de hand van modelmetingen

6.1. Tel edel tosmetingen

6.2. ELNAG-metingen

6.2.1. Inleiding

6.2.2. De modellen

6.2.3. De metingen

6.2.3.1. Metingen model

A

6.2.3.2. Metingen model

C

6.2.3.3. Extra metingen model C'

8 8 10

10

11 13

14

15

15

16

16

17

18

18

19

19

7.

Conclusies

8.

Aanbevelingen

Li

teratuurli j s t

22 24 2 7

1 2 3 4 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 6 . 1 6.2 7 8 . 1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 9.1.1 9.1.2 9.2 S i t u a t i e d r a i n a g e c o n s t r u c t i e S p i j k s e d i j k

L e n g t e p r o f i e l Spi j kse d i j k - d r a i nage Opbouw ondergrond Opbouw fi 1 t e r c o n s t r u c t i e Waterstand L o b i t h 1972 Waterstand L o b i t h 1974 Waterstand L o b i t h 1976-1977 Waterstand L o b i t h 1977-1978 Waterstand L o b i t h 1979 Waterstand L o b i t h 1979-1980 Waterstand i n s l o o t boven d r a i n a g e 1979 Waterstand i n s l o o t boven d r a i n a g e 1980 P l a a t s r a a i e n A , B en C P e i l b u i s 8; 1979 P e i l b u i s 5; 1979 P e i l b u i s 4; 1979 P e i l b u i s 8; 1980 P e i l b u i s 5; 1980 P e i l b u i s 4; 1980 S t i j g h o o g t e v e r l o o p r a a i C; 1979 (berekend) S t i jg h o o g t e v e r l o o p r a a i C; 1979 (waargenomen) S t i j g h o o g t e v e r l o o p r a a i B; 1979 (waargenomen ) A4/79.135 A4/79.136 A4/79.138 A4/7?. 139 A4/79.140 A4/79.141 A4/79.142 A4/79.143 A4/79.144 A4/8O. 088 A4/79.145 A4/80.090 A4/79.137 A4/79.146 A3/80.092 A3/79.147 A4/80.094 A4/80.096 A4/80.098 A4/80.005 A4/79.148 A4/80.003

(berekend)

Sti jghoogteverloop raai

A; 1979

(waargenomen)

A3/79.149 9.3.2

Stijghoogteverloop raai

C;

1980

(waargenomen)

A4/80.102 9.4 A4/80.104

Sti jghoogteverloop raai B;

1980

(waargenomen)

9.5 A4/80.106 '

Stijghoogteverloop raai

A; 1980

(waargenomen)

9.6

Peilbuis

C1

tegen rivierwaterstand;

1979

A4/79.150 10.1

Pei lbui

s C 2

tegen rivierwaterstand;

1979

A4/79.151 10.2

Peilbuis

B1

tegen rivierwaterstand;

1979

A4/80.002 10.3

A4/80.001

Peilbuis

B2

tegen rivierwaterstand;

1979 10.4

A4/79.152

Peilbuis

Al

tegen rivierwaterstand;

1979

Peilbuis

A Z

tegen rivierwaterstand;

1979 10.5 A4/79.153 10.6 A4/80.108 A4/80.110

Peilbuis

C1

tegen rivierwaterstand;

1980 10.7

Peilbuis

C 2

tegen rivierwaterstand;

1980 10.8

A4/80.112

Peilbuis

B1

tegen rivierwaterstand;

1980 10.9

10.10

Peilbuis

B2

tegen rivierwaterstand;

A4/80.238

1980

A4/80.239

Peilbuis

Al

tegen rivierwaterstand;

1980 10.11

1980

11

Waarnemingen

in

de tijd

A4179.154

1. I n l e i d i n g

Door

de aanwezigheid van bebouwing v l a k a c h t e r een t e v e r - b e t e r e n r i v i e r d i j k i s e r v o o r h e t aanbrengen van een steun- berm o f een f l a u w e r t a l u d vaak geen r u i m t e .

I n d a t geval z a l de v e i l i g h e i d van de d i j k op een andere w i j z e v e r z e k e r t d i enen t e worden.

Een s t e i l t a l u d kan t o e l a a t b a a r z i j n i n d i e n de f r e a t i s c h e l i j n i n de d i j k t i j d e n s hoge a f v o e r e n zo l a a g m o g e l i j k gehouden w o r d t en u i t t r e d e n van w a t e r u i t h e t t a l u d w o r d t voorkomen. D i t kan g e r e a l i s e e r d worden door h e t aanbrengen van een t a l u d - d r a i n a g e . A l s tevens een t e e n d r a i n a g e w o r d t aangebracht d i e r e i k t t o t i n h e t watervoerende zandpakket onder de d i j k z u l l e n tevens de waterspanningen i n h e t zandpakket v e r l a a g d worden hetgeen eveneens de d i j k s t a b i l i t e i t t e n goede komt. Tevens w o r d t h e t gevaar voor opdrukken van b i n n e n d i j k s e k l e i 1 agen v e r m i n d e r t hetgeen h e t gevaar v o o r p i p i n g r e d u c e e r t .

M i t s op de j u i s t e w i j z e gedimensioneerd kan een d e r g e l i j k e u i t g e k i e n d e o p l o s s i n g l e i d e n t o t een onder maatgevende

om-

standigheden s t a b i e l e w a t e r k e r i n g welke minder r u i m t e i n - neemt dan de c o n v e n t i o n e l e ontwerpen.

I n h e t ontwerp van de S p i j k s e d i j k i s d e s t i j d s v o o r deze op- l o s s i n g gekozen. U i t oogpunt van v e i l i g h e i d i s van belang

om

na t e gaan o f deze d r a i n a g e op de j u i s t e w i j z e f u n c t i o n e e r t . Een c o n t r o l e op de w e r k i n g i s u i t g e v o e r d .

2. Probl

eemstel 1

i

ng

Bij toepassing van een drainageconstructie i s een goede werking noodzakelijk om

van

de veiligheid

van

de dijk verzekerd t e z i j n . Daartoe moet de drainage op

haar

werking gecontroleerd worden, hetgeen alleen b i j hoogwater kan gebeuren aangezien het f i l t e r dan water afvoert.

Daarnaast bestaat b i j een dergelijke drainageconstructie het gevaar d a t tengevolge

van

doorstroming

van

het

grondwater

de drainage

na

verloop

van

t i j d d i c h t s l i b t met materiaal u i t de ondergrond. Ook met regenwater meegevoerd materiaal afkomstig

van

het dijktalud kan

t o t

dichtslibben

van

het f i l t e r leiden. Hierdoor zullen de waterspanningen tengevolge

van

de verminderde filterwerking s t i j g e n

wat

i n s t a b i l i t e i t

van

het dijktalud

t o t

gevolg

kan

hebben. Ook de kans op

op-

barsten

van

de binnendijkse kleilaag neemt dan toe

hetgeen piping kan veroorzaken. De filterwerking d i e n t dus ook in de l o o p der t i j d gevolgd t e worden teneinde eventueel dichtslibben t e kunnen constateren.

De onderhavige drainageconstructie i s in 1973 gereed gekomen. Ter controle

op

de werking z i j n e r verscheidene peilbuizen in de d i j k geplaatst.

I n

maart

1979 en in februari 1980

t r a d

een dermate hoge stand

van het

water ( =

de

Rijn) op d a t een uitgebreide controle mogelijk leek.

3.

De Spijkse d i j k

3.1. I

De s i t u a t i e

De Spijkse d i j k i s gelegen aan de rechteroever van de Boven-

Rijn nabij Lobith. De ligging van

d i t

dijkgedeelte

i s

aangegeven op bijlage 1

3.2.

Het dwarsprofiel

v a n de d i j k

Onderstaande figuur geeft schematisch het dwarsprofiel weer.

NAP +18.85 m

2

t

3.3.

Het lengteprofiel van de d i j k

Het di j.kvak loopt

van

d p 8

t o t

d p 26

( z i e bijlage

2 ) .

Voor

het grondmechanisch vooronderzoek

z i j n

t e r plaatse van

de

tegenwoordige drainage door middel van boringen, grondmonsters

genomen,

In

de boorgaten

z i j n i n 1972 op

verschil7ende diepten

peilbuizen geplaatst (voor plaats z i e bijlage 2 ) . De vier peil-

b u i c f i

1

t e r s per boorgat

z i j n

onder1

i ng

geschei den d o o r een

waterdichte

l a a g ,

aangebracht

i n

het boorgat.

4.

Randvoorwaarden

Deze z i j n g e s p l i t s t in grondmechanische

en

hydraulische randvoorwaarden

4.1. Grondmechanische randvoorwaarden

4.1.1. ODbouw onderarond

Door

de Deltadienst i s in het betreffende dijkvak een aantal boringen uitgevoerd. Uit deze boringen i s een geologisch lengteprof ie l samengesteld d a t weergegeven

wordt

op bijlage 3 (overgenomen u i t [l] ). Hieruit b l i j k t d a t de bovenste kleilaag nogal in hoogte en dikte per profiel ve r s c h i l t .

Ter plaatse

van

peilbuis 8 l i g t de onderkant van de 0,2

m

dikke kleilaag

op

NAP i- 12,30 m. Bij peilbuis 4 l i g t de onder-

k a n t

van de 1 ,3

m

dikke kleilaag o p NAP

+

9,30

m.

De oinderkant van het watervoerend zandpakket v a r i e e r t s t e r k i n hoogteligging

( v a n

NAP

-

0,60

rn

t o t

NAP

-

18,OO

m ) .

4.1.2. Opbouw

dijklichaam

De spaarzame gegevens over de opbouw

van

de oude d i j k wijzen op een s te r k wisselende gelaagdheid met veelvuldig

voor-

komende horizontale

1

agen

van

sle c h t

t o t

matig doorlatend materiaal.

4.1.3. Opbouw drai nagef i 1 t e r

Teneinde

t o t

een

zo

goed mogelijke en tevens economisch ver- antwoorde, opbouw en samenstelling van het f i l t e r t e komen i s in 1971 d o o r de Deltadienst een uitgebreid onderzoek

. .

ingesteld. [i]

De e e r s t e conclusie van d i t

r a p p o r t

i s d a t een drainerende f i l terco n str u c tie gewenst i s vanwege de r e l a t i e f hoge 1 igging

van

de f r e a tisc h e l i j n in het dijklichaam alsmede vanwege

het gevaar

van

"opbarsten"

van

de bovenste binnendi jkse klei laag. Vervolgens i s een onderzoek ingesteld naar de meest geschikte f i l t e r c o n s t r u c t i e waartoe een tweetal proefopstellingen werden gemaakt op basis

van

de t e r beschikking staande materialen

Uit de proeven bleek d a t daar waar f i j n moedermateriaal voor- kwam het wenselijk was tussen

het

kif

en

het f i j n e

moeder-

materiaal een laag rivierzand toe t e passen (i.v.m. grote

doorlatendheidsverschillen).

Het ontwerp

van

de Deltadienst

s t a a t

weergegeven o p b ij la g e

4.

De onderkant

van

het f i l t e r bevindt zich over het hele d ijk trac é

o p

een diepte van NAP

+

9,50

m.

Volgens een technicus betrokken b i j de uitvoering

i s

e r nauwlettend op toegezien d a t zich eventueel onder het niveau bodem f i l t e r bevindende kleiresten z i j n verwijderd.

4.2. Hydraulische randvoorwaarden

4.2.1. Rivierwaterstanden

o p

de bijlagen 5 . 1

t / m

5.6 z i j n de rivierwaterstanden b i j Lobith weergegeven

van

hoogwaterperioden

v a n

1972, 1974, 1976-1977, 1977-1978, 1979 en 1979-1980.

4.2.2. Waterstand in s l o o t

Tijdens de hoogwaterperioden

van

maart 1979 en februari 1980 i s de waterstand in de slo o t boven het f i l t e r waarge- nomen. Dit i s gebeurd

t . p . v .

dijkpaal 14 en

op

twee plaatsen nabij dijkpaal 20 ( z i e bijlage 2 ) .

Op de bijlagen 6.1 en 6 . 2 z i j n de waterstanden van de s l o o t

t . o . v .

NAP u itg ez e t. De s l o o t i s ingedeeld in 3 s e c t i e s . De l e s e c t i e loopt van d p 8

t o t

d p 1 4 , de

Ze

van d p 1 4

t o t

d p 20 en de 3e van d p 20

t o t

d p 26 ( z i e b i j l a g e

2 ) .

De maximum waterstand in de slo o t i s begrensd

door

overstortdrempels d i e zich in de kunstwerken bevinden ( z i e bijlage 2 ) .

4 . 2 . 3 . Pei 1 bui swaarnemingen

Grondwaterstroming door ondergrond.

Zoals reeds vermeld onder 3.3. z i j n in de oude boorgaten op verschillende diepten peilbuizen geplaatst. Tevens zi j n e r in 1978 in 3 raaien loodrecht

op

de di j k peilbuizen g ep l a at st

op

onderling praktische g e lijk e afstand en met hun f i l t e r s

Voor

de p l a a t s

van deze raaien

A, B en C z i e bijlage 7 . Aangezien in deze d r i e raaien de beschikking

i s

over de meeste peilbuiswaarnemingen

beperkt

d i t onderzoek

zich

t o t

deze d r i e raaien. Beschikbare peilbuizen: Raai Pei

1

bui zen

-

A Al, A2, A 3 en 4 ( d r i e f i l t e r s I , I1 en 111). B I , B2, B3 en 5 ( d r i e f i l t e r s I , I1 en 111). C 1 ’ C*’ C 3 en 8 ( d r i e f i l t e r s I , I1

en

111).

c

Onderstaande figuur geeft

voor

raai C de globale plaats

van

de peilbuizen

aan.

Voor

de andere twee raaien gelden analoge figuren.

De

waarnemingen

ze1

f zul

1

en in de vol gende hoofdstukken

ter

sprake komen.

Grondwaterstromi ng d o o r d i j kl i chaam

Wanneer de rivierwaterstand

t o t

boven de bovenste kleilaag i s

gestegen,

k a n

het rivierwater

ook

door het dijklichaam de s l o o t boven het f i l t e r bereiken.

Door onderzoekers

( o . a .

Davidenkoff) [ Z ] i s aangetoond dat

de

f r e a t i s c h e l i j n in de dijk s t e r k afhankelijk i s

van

de tijdsduur

van

de hoogwatergolf op de r i v i e r .

T i j d e n s de l a a t s t e waarnemingen t r a d een r e l a t i e f l a g e hoog- w a t e r p i e k

op

van z e e r k o r t e duur. E r z a l daarom n a u w e l i j k s d o o r s t r o m i n g z i j n opgetreden.

De h o e v e e l h e i d w a t e r d i e a l s kwel door h e t d i j k l i c h a a m komt h e e f t dan ook een verwaarloosbare i n v l o e d

op

de a f v o e r van de s l o o t gehad, mede g e z i e n de g e r i n g e d o o r l a t e n d h e i d van de d i j k .

5.

Controle aan de

hand

van

de waarnemingen

5.1.

Werking

van het f i l t e r tijdens hoogwater

De werking van het f i l t e r i s volgens d r i e methoden t e con-

troleren, t e weten:

le

methode

Tijdens hoogwater

z a l

e r een gedeelte

van

het grondwater

i n

het

watervoerend zandpakket onder de bovenste klei

l a a g

naar

de

drainage afstromen.

D i t

geeft een verandering

i n

de

loop

van de

potentiaal lijnen volgens onderstaande

f i g u u r .

drainageconstructie

potentiaallijnen tijdens laagwater potentiaa I I i jnen tijdens hoog wat er

U i t

bovenstaande

f i g u u r v o l g t d a t

de drainage werkt, wanneer

e r verschillende stijghoogten

i n

de peilbuizen gemeten worden.

Ze

methode

Een tweede methode

om

de werking t e controleren bestaat

u i t

een

beschouwing

van

de d r i e pei 1 buizen die "achter el kaar" staan

( z i e de volgende figuur).

peil buizen

-; :

bovenste klei laa

’

-

I stijghoogte grondwater onder kleilaag zonder filter

---

II stijghoogte grondwater onder kleilaag

met

filter

Wanneer de drainage werkt zal de st i j g h oo g t el ij n b i j de drainage dalen. Deze methode geeft echter pas duidelijke resultaten

wanneer het verschil tussen hoogwater

voor

de dijk en het water- peil in de s l o o t boven het f i l t e r v r i j

g r o o t

i s .

3e methode

Om

de filterwerking t e controleren b i j de r e l a t i e f lage hoog- waterstanden die z ijn opgetreden bestaat nog een 3e methode.

Hierbij

wordt

de rivierwaterstand, gedurende hoogwater, ui

t-

gezet tegen de stijghoogte in de peilbuis. Wanneer de poten- t i a a l in de ondergrond mee s t i j g t met de rivierwaterstand zal deze po te n tia al, b i j werking van de drainage, minder snel mee- s t i j g e n .

I zonder werking filter Ii met werking filter

De

knik in bovenstaande

f i g u u r

s t e l t de potentiaal

voor,

waarbij

de

drainage in werking

treedt.

Uit

de

voorgaande

theoretische verklaring

van

de controle- metingen

v o l g t

d a t er 3 manieren zijn

om

de

werking

van

het

f i

1

t e r t e control eren.

Deze

methoden

Worden

nu

puntsgewijs behandeld.

5.1.1.

Verloop potentiaal1 i

jnen

( le

methode)

-

Op de bijlagen 8.1

tlm

8.3 zijn de stijghoogten van

de

f i l t e r s tegen de t i j d uitgezet voor het hoogwater

van

1979. Helaas i s e r

door

organisatorische moeilijkheden tijdens de

top

van

het hoogwater niet gemeten.

Uit de waarnemingen in peilbuis 8,

r a a i

C , (bijlage 8.1) b l i j k t d a t in

h e t

begin

van

de hoogwatergolf de f i l t e r s praktisch dezelfde stijghoogte aangeven. Naarmate de rivierwaterstand

s t i j g t

i s er

een

verloop

i n

de

s t i j g - hoogte

van

de 3 f i l t e r s waar t e nemen. Bij de t o p

van

de hoogwatergolf b l i j k t nu het laagst geplaatste f i l t e r de

hoogste

stijghoogte

aan t e geven

en neemt het verschil in stijghoogte

tussen

de

f i l t e r s onderling

ook

toe. Peilbuis 5 , raai B (bijlage 8 . 2 ) geeft hetzelfde verloop t e zien. Uit deze waarnemingen volgt d a t

er

een afstroming

naar

het

f i

1

t e r plaatsvindt.

Wanneer de waarnemingen

van

peilbuis 4, raai A (bijlage 8.3)

bekeken

worden valt het

op

d a t er geen verloop i s waar t e nemen, De waarnemingen b i j peilbuis 4 geven volgens de theorie

aan

d a t er een horizontale stroming in

het

zandpakket plaatsvindt. Het grondwater stroomt d u s niet af

naar

het f i l t e r .

-

Voor

het

hoogwater in 1980 zijn dezelfde conclusies

t e

trekken ( z i e de bijlagen 8.4

t / m

8.6).

~~ ~

5.1.2. Daling stijghoogte nabij f i l t e r

( Z e

methode)

-

Op de bijlagen 9.1.2, 9.2 en 9.3.2 z i j n per raai de waar-

genomen

stijghoogten i n

de

peilbuizen, die in het

dwars-

profiel

van

de dijk staan, uitgezet tegen de t i j d

voor

h e t

hoogwater van

1979.

Volgens de theorie

moet

er b i j

een

h o r i z o n t a l e

stroming in

het zandpakket

een

verloop in de stijghoogte

van de

r i v i e r z i j d e gezien, volgens een e-macht afneemt. Voor r a a i C

en

A

i s

d i t stijghoogteverloop berekend en weergegeven op de bijlagen 9.1.1 en 9.3.1.

Uit de waarnemingen

van

de peilbuizen i n r a a i C i s een

daling i n

de

s t i j g h o o g t e l i j n n a b i j het f i l t e r

t e

constateren.

De

middelste p e i l b u i s van de r a a i , d i c h t b i j

de

drainage- c o n s t r u c t i e , g e e f t de l a a g s t e

s t i j g h o o g t e

t.o.v.

NAP

t e

zien.

Bij r a a i B

i s

b i j de top van de hoogwatergolf ook een daling van de waterstanden t e zien n a b i j het f i l t e r , hetgeen n i e t overeenkomt

met

een

horizontale stroming

t . p . v .

de drainage- c o n s t r u c t i e . Dit betekent d a t e r

d u s

volgens de t h e o r i e afstroming naar de drainageconstructie p l a a t s v i n d t (zowel b i j r a a i

B

a l s C ) .

Bij r a a i A ( b i j l a g e 9.3.2) z i e t m e n een verloop i n de stijg- hoogte, d a t volgens de t h e o r i e d u i d t op een horizontale

stroming

i n

het

zandpakket (geen afstroming naar het f i l t e r ) en dus geen f i l t e r w e r k i n g . Tevens v a l t het op d a t de s t i j g e n d e tak van de waargenomen hoogwatergolf de berekende tak volgt maar de dalende tak n i e t (vooral b i j raai C ) . Dit duidt erop d a t e r b i j raai C meer berging i s dan b i j raai A.

stijghoogten, per r a a i , u i t g e z e t ( b i j l a g e n 9.4

t / m

9 . 6 ) .

Het

verloop d u i d t

hier,

ook b i j r a a i C

en

B , n i e t op enige f i 1 terwerking.

-

Voor het hoogwater van 1980 z i j n a l l e e n de waargenomen

5.1.3. Peilbuishoogte tegen r i v i e r s t a n d (3e methode)

-

Op de bijlagen 10.1

t / m

10.6 z i j n de stijghoogten i n de peilbuizen 1

en

2 van r a a i A, B en C ( z i e figuur op blz. 6 ) u i t g e z e t tegen de waterstand van de r i v i e r voor f e b r u a r i en maart 1979.

De grafieken van de peilbuizen i n r a a i C l a t e n

een

k n i k i n de s t i j g h o o g t e l i j n zien op de 13e februari en de 14e maart.

De

s t i j g h o o g t e i n de peilbuizen

op

deze

2

data z i j n : p e i l b u i s C1 : NAP

+

1 2 , 2 2

m .

p e i l b u i s C 2 :

NAP

t 12,06 m.

Peilbuis C2 l i g t vlak b i j

het

f i l t e r , zodat de stijghoogte

van

deze p e i l b u i s nagenoeg overeen moet komen

met

het

Op

bijlage 6.1 i s

t e

zien d a t het slootpeil NAP t 12,05

bedraagt.

Tevens i s bekend u i t bijlage 2 d a t de

s l o o t

b i j een water- stand

van

NAP

+

12,OO

m

water g a a t afvoeren

v i a

een overlaat. Dit houdt in d a t de potentiaal i n het zandpakket nabij

de drainageconstructie n i e t meer zo snel met het r i v i e r - peil

zal

meestijgen. Dit geeft i n de grafiek,

waarin

de rivierwaterstand tegen de stijghoogte in de peilbuis i s uitgezet, een afbuiging t e zien.

Ook

b i j

raai

B i s

op

de 14e

maart

en de 13e februari een knik in de grafiek t e constateren. B i j deze raai i s de afbuiging niet

zo

sterk. Dit i s het gevolg

van

de kleinere afvoer d i e

van

de sloot plaatsvindt.

Uit de voorgaande beschouwing

kan

dus de conclusie ge- trokken worden d a t het f i l t e r

t . p . v .

raai C en

B

werkt. Op de bijlagen 10.5

en

10.6 z i j n de grafieken voor raai A weergegeven.

In

deze grafieken i s geen knik

waar t e

nemen. De stijghoogte i n de peilbuizen b l i j f t dus ongeremd mee- stijgen met het r i v i e r p e i l . Dit

zou

betekenen d a t

ook

deze methode aangeeft d a t het f i l t e r

t . p . v .

raai A n i e t werkt. Hier moet echter de volgende opmerking

aan

toegevoegd worden. Op bijlage 6.1 i s het slootpeil uitgezet, d a t tijdens

de hoogwatergolf s t i j g t

t o t

een hoogte

van

NAP t 13,65

m.

Deze

hoogte

komt nagenoeg

overeen met de drempelhoogte d i e zich i n een kunstwerk

van

deze s e c t i e bevindt.

Hieruit

v o l g t d a t

de sloot pas b i j een peil

van

NAP

+

13,65

m

g a a t

afvoeren

Uit

de bijlagen 10.5 en 10.6 v o l g t een stijghoogte in de peil- buizen

van

ongeveer NAP t 13,55

m ,

b i j de

t o p

van

de

hoog-

watergolf.

Hieruit i s

op

t e maken d a t het f i l t e r

nog

geen afstromings- functie heeft,

omdat

het slootpeil overeenkomt met de s t i j g - hoogte die

u i t

het theoretisch verloop zonder drainage

volgt. Het f i l t e r werkt in d i t geval a l s een

g r o t e

peilbuis.

Er

k a n

dus geconcludeerd worden d a t het f i l t e r

t . p . v .

raai A mogelijk wel

werkt, maar

pas zijn afvoerende werking

g a a t

verrichten, wanneer het grondwater hoger s t i j g t d a n NAP t 13,65

m.

-

Op

analoge wijze i s het verloop p e il bu i s - r i v i e r voor het hoogwater i n 1980

o p

de bijlagen 1 0 , 7

t / m

10.12 weergegeven.

De peilbuizen i n ra a i C vertonen dezelfde tendens; een knik b i j een peilbuisstand

van

ca. NAP t 12,20

m.

5 i j raai 5 i s echter geen knik meer waar t e nemen.

In ra a i A l i j k t d e s l o o t nauwelijks af t e

gaan

voeren b i j een

s t a n d

hoger dan NAP t 13,65

m

( z i e de "knikken" in de

figuren

o p

de bijlagen 10.11 en 10.12).

5.1.4. Résumé

Uitgaande

van

waarnemingen van peilbuizen g e p la a t s t volgens onderstaande schema ( i n d r i e raaien A, B

en

C ) z i j n e r d r i e methoden om de filterwerking t i j d e n s hoogwater t e

le.Verband f i l t e r s t a n d 1-111 met de t i j d .

2e. Verband pei 1 bui sstand 1-3 met de t i j d .

3e.Verband peilbuisstand 1 - 2 met de r i vi er s t a n d. Fi

1

t e r s staan onder el

kaar.

Peil bui zen staan achter el kaar.

5.2.

met

+

= f i 1 t e r w e r k i ng d u i d e l i j k aanwezig ? = f i l t e r w e r k i n g n i e t d u i d e l i j k .

-

= f i l t e r w e r k i n g n i e t aanwezig.

Hoewel de f i l t e r w e r k i n g i n de r a a i e n B en C i n 1979

d u i d e l i j k aanwezig was b l i j k t h i e r a a n g e t w i j f e l d t e moeten worden i n 1980, I n r a a i A l i j k t h e t f i l t e r n i e t t e werken. Een d u i d e l i j k e u i t s p r a a k i s dan ook n i e t m o g e l i j k .

Werking van h e t f i l t e r i n de l o o p der t i j d ( d i c h t s l i b b e n ) Om e v e n t u e l e d i c h t s l i b b i n g van h e t f i l t e r t e c o n s t a t e r e n i s een c o n t r o l e over l a n g e r e p e r i o d e nodig. De p e i l b u i z e n i n de boorgaten staan e r a l vanaf 1972, zodat de waar- nemingen goed voor deze c o n t r o l e m e t i n g t e gebruiken z i j n . De p e i l b u i z e n i n de r a a i e n z i j n pas i n november 1978 ge- p l a a t s t zodat de waarnemingen h i e r v a n n i e t voor deze c o n t r o l e i n aanmerking komen.

Op b i j l a g e 11 z i j n de s t i j f h o o g t e n i n de bovenste f i l t e r s van de p e i l b u i z e n 4 t / m 8 vanaf 1972 weergegeven. Een probleem b i j de v e r g e l i j k i n g van de metingen van de v e r - s c h i l l e n d e j a r e n i s de voorgeschiedenis (vorm en g r o o t t e ) van de hoogwatergol f. G e t r a c h t i s de p e i 1 b u i swaarnemingen b i j een zo g e l i j k m o g e l i j k e r i v i e r w a t e r s t a n d v e r l oop voor de d i j k t e v e r g e l i j k e n . D i t i s gedaan op d i e t i j d s t i p p e n d a t de r i v i e r

op

ca.

NAP

t 13,OO m s t a a t en nog s t i j g e n d e i s . H i e r b i j i s g e b r u i k gemaakt van de b i j l a g e n 5 . 1 t / m 5.6. Op b i j l a g e 11 i s tevens aangegeven hoeveel pieken e r v o o r z i j n geweest met een t o p hoger dan ca.

NAP

t 10,OO m.

U i t de waarnemingen i s geen d u i d e l i j k e c o n c l u s i e t e t r e k k e n over h e t v e r l o o p van de s t i j g h o o g t e i n de p e i l b u i z e n .

Een b e t e r e benadering van d i t probleem i s m o g e l i j k wanneer de bergingsconstante van de ondergrond wat b e t e r bekend i s en men wat meer weet over e v e n t u e l e d i c h t s l i b b i n g van h e t voor1 and,

6. Controle

a a n

de

h a n d

van

modelmetingen

Aangezien

er

geen

d u i d e l i j k e

uitspraken

t e

doen

z i j n

over

de f i l

terwerking i s

vervolgens

modelonderzoek uitgevoerd.

6 - 1 , Teledel

tosmetinaen

Om

een

i n d r u k

t e

k ri j g e n

van

het

potentiaalbeeld

i s

een

model

v a n

Teledeltospapier gemaakt. Het model

i s

gemaakt

aan

de hand

van

boringen

i n de d i j k .

De

opbouw

van het

model

i s a l s

volgt

geschematiseerd.

1,O m

rivier

potentiaal

schaal 1:20 i

In

het

model i s op de

p l a a t s

v a n de

peilbuizen de

poten-

t i a a l

gemeten.

Hieronder z i j n de waarden weergegeven d i e i n het model en i n de p r a k t i j k

gemeten

z i j n .

Meting i

hoogwater

t werking s l o o t

r a a i

A

ri vierpei 1 achterland s lo o tp ei 1 p e i l b u i s Al p e i l b u i s A2 p e i l b u i s A3 p e i l b u i s 4 ..- P r a k t i j k NAP t 14,51 NAP

+

13,43 NAP

+

13,52 NAP t 13,36 NAP

+

13,04 NAP

+

13,43 ? Model NAP t 14,51 NAP

+

12,85 NAP

+

13,43 NAP

+

13,51 NAP

+

13,26 NAP

+

13,05 NAP

+

13,46

6.2.

Er

i s

ook een

meting

verricht waarbij de werking

van

het

f i

1

ter

i

s wegge1

a

ten

1/

_ - -~

Meting I7

hoogwater

zonder

filterwerking

r a a i

A

r i vierpei

1

ac hterl

and sl ootpei

1

peilbuis

A l

peilbuis A Z peilbuis

A3

peilbuis 4 Praktijk NAP t 14,51

-

-

-

Mode 1 NAP t 14,51 NAP f 12,94 NAP t 13,52 NAP

+

13,27 NAP t 13,09

NAP

t 13,39

-

Tijdens meting I b l i j k t d a t het potentiaalbeeld nauwelijks

een

afstroming vertoont.

Wanneer

de resultaten

van

meting I1 met die van meting I vergeleken worden b l i j k t

e r

nauwelijks verschil in de

het

waarnemingen

t e

z i j n . Dit betekent d a t de

s l o o t

met

huidige peil nauwelijks

voor

afstroming

z o r g t .

Wanneer het r i v i e r p e i l b i j meting I verhoogd werd b

de s l o o t wel duidelijk

t e

gaan afvoeren. Ook i s

een

analogonmeting

gedaan

voor

raai C .

Het

potentiaalbeeld gaf b i j

de

rivierwaterstand

van

NAP t 14,51

m

een

duidelijke afstroming

naar

het

f i

t e

zien.

ELNAG-meti ngen

eek

t e r

6 . 2 . 1 . Inleiding

Aangezien de metingen v e r r i c h t

m.

b . v .

het

Teledel tospapier n i e t meer dan

een

i n d i c a t i e

geven

omtrent de filterwerking, d i t gezien de grove schemati s a t i e

(ondergrond

bestaat u i

t

één l a a g , geen berging in rekening gebracht) z i j n alsnog metingen v e r r i c h t m . b . v . de "ELNAG".

model A

De ELNAG i s een e l e c t r i s c h netwerkanalogon waarin m. b . v . weerstanden en condensatoren

van

willekeur

ge

waarde zowe v e r t i c a l e a l s horizontale doorsneden

van

watervoerende

pakketten kunnen worden gebouwd, Freatische en/of e l a s t i s c h e berging alsmede inhomogeni t e i ten en/of anisotropie kunnen h i e r b i j

naar

behoef

t e worden

aangebracht.

De

modellen

Er

zijn twee modellen doorgemeten nl. de dwarsprofielen t . p . v . de raaien A en C ( z i e bijlage 7 ) .

Op bijlage 1 2 s t a a t aangegeven hoe de modellen, aan de hand van de doorlatendheden, z i j n geschematiseerd t o t twee pakketten

van

e l k 5 lagen.

Bij raai C v a l t op t e merken d a t de afdekkende kleilaag binnen- d i j k s

erg

dun i s

( c a .

0 , 2 0

m)

zodat

het intreepunt w e l l i c h t b i j de buitenteen l i g t .

Bij raai A l i g t de onderkant

van

de afdekkende kleilaag ongeveer op dezelfde hoogte a l s de onderkant

van

het f i l t e r zodat afge-

vraagd

moet worden of het f i l t e r wel overal door de kleilaag s n i j d t . Hieraan i s e c h t e r ,

z o a l s

reeds onder 4.1.3. vermeld, b i j de uitvoering bijzondere aandacht besteed.

Een globale doorsnede

van

beide modellen s t a a t hieronder aangegeven ( n i e t

op

schaal

) . model C

I

1

1, - 8,25 ondoorlatend f i l t e r +11,60 e + 9,50

,

De metingen bestonden u i t het bepalen

van

het i n de t i j d verlopen

van

de stijghoogten

van

de peilbuizen 1-3 en de f i l t e r s 1-111 ( z i e schema

op

blz. 6 ) .

Als randvoorwaarden z i j n de hoogwaterperioden

van

maart 1979 en februari 1980 gebruikt. I n e e r s t e i n s t a n t i e i s alleen f re a tis c h e berging in het model toegepast waarna eventueel l a t e r e la stisc h e berging kon worden ingevoerd.

Bij de metingen z i j n de lengte

van

het achterland, het polderpeil en de p o r o s i t e i t ( d i r e c t

van

invloed op de f r eatis c he berging) gevarieërd teneinde de natuurmetingen

zo

goed mogelijk t e benaderen. Deze v a r i a t i e was

nood-

zakelijk gezien de grote onzekerheid omtrent de j u i s t e waarden van genoemde grootheden.

Er

i s afgezien

van

v a r i a t i e in laagverdeling en doorlatendheden.

Een extra probleem vormde het slootpeil d a t alleen ti jd e n s het hoogwater i s waargenomen,

z o d a t

in e e r s t e i n s t a n t i e alleen in d ie periode, dus zonder "de voorgeschiedenis", in het model i s gemeten. Hierbij i s het slootpeil a l s randvoorwaarde opgedrukt waarbij de ( k l e i n e ? ) fout gemaakt wordt de bergende fu n c tie

van

de s l o o t n i e t j u i s t in het model t e bouwen.

In het

k o r t

zullen de beste resultaten van de metingen

n u

beschreven worden zonder in d e t a i l s t e treden.

6 . 2 . 3 . 1 . Metingen model A

Bij beide hoogwaterperioden

z a k t

de bui tenwaterstand n i e t onder ca. NAP t 10,OO

m

z o d a t

geen f r e a t i s c h e berging inge-

voerd hoefde t e worden ( z i e schema op blz. 1 6 ) .

De vertraging bleek b i j de "beste" metingen niettemin

li

à 2 dagen minder t e zijn dan b i j de natuurmetingen. Het stijghoogteverloop van de d r i e f i l t e r s en de p e i l - buizen AZ en A3 kwamen gedurende de

t o p

van

het hoog- water (plus ca, 2 dagen ervoor en 2 dagen erna) wel in grote mate overeen met de waarnemingen.

Alleen peilbuis

Al

gaf ca. 0,20

m

t e

hoog

aan.

De f i l t e r w e r k i n g i n model A was noch volgens de le noch volgens de 2e methode ( z i e 5 . 1 . ) aantoonbaar aanwezig.

De voorgaande opmerkingen gelden v o o r b e i d e hoogwater- p e r i oden.

6.2.3.2. Metingen model C

De onderkant van de afdekkende k l e i l a a g l i g t h i e r op ca. NAP t 12,50

m

z o d a t h i e r f r e a t i s c h e b e r g i n g i n g e v o e r d d i e n d e t e worden. De p o r o s i t e i t i s b i j de metingen ge-

v a r i e ë r d van 20 t o t

0%

w a a r b i j de l a a t s t e waarde, tesamen met een g e s c h i k t e keuze van de l e n g t e van h e t a c h t e r l a n d en

h e t p o l d e r p e i l h e t b e s t e r e s u l t a a t g a f . B l i j k b a a r i s de b e r g i n g v r i j w e l n i h i l .

H e t v e r p l a a t s e n van de onderkant van de k l e i l a a g van NAP t 12,50 m n a a r NAP

+

9,50

m

( z i e b l z . 1 6 ) had v r i j w e l geen i n v l o e d op de metingen ( o n d e r k a n t k l e i l a a g op

NAP t 9,50

m?).

De v e r t r a g i n g k l o p t e goed met de natuurmetingen z o d a t e r geen reden was h e t i n t r e e p u n t t e v e r p l a a t s e n .

H e t s t i j g h o o g t e v e r l o o p t e n t i j d e van de t o p ( p l u s ca. 2 dagen e r v o o r en e r n a ) k l o p t e v r i j goed, a l l e e n f i l t e r I g a f ca. 0,lO

m

t e hoog aan.

De f i l t e r w e r k i n g i n model C volgens de le methode was, hoewel minder d u i d e l i j k dan b i j de waarnemingen, t o c h wel aanwezig. Volgens de Z e methode e c h t e r n i e t .

H e t voorgaande g e l d t v o o r b e i d e hoogwaterperioden.

6.2.3.3. E x t r a metingen model C '

Gezien de onbevredigende r e s u l t a t e n ( t e w e i n i g v e r t r a g i n g i n r a a i A en geen b e r g i n g i n r a a i C ) i s t e n s l o t t e een a a n t a l metingen v e r r i c h t aan model C w a a r b i j de s l o o t n i e t a l s randvoorwaarde i s opgedrukt maar w a a r b i j h e t s l o o t p e i l gemeten i s en w a a r b i j de b e r g i n g van de s l o o t v e r z o r g t werd door een a a n t a l condensatoren. Door v a r i a t i e van de e e r d e r genoemde grootheden i s g e t r a c h t h e t waar- genomen s l o o t p e i l t e r u g t e vinden.

V e r g e l i j k b a r e metingen gaven aan d a t deze " s l o o t p e i l - c o n s t r u c t i e " de b e r g i n g van de s l o o t t o c h b e t e r weer- g a f , hoewel ook h i e r geen sprake l e e k t e z i j n van f r e a t i s c h e b e r g i n g i n h e t stroomvoerende p a k k e t . De v e r t r a g i n g was i n d i t g e v a l t e g r o o t ( c a . 13 dag t e v e e l b i j de p e i l b u i z e n C2 en C 3 ) .

H e t s t i jg h o o g t e v e r l o o p g a f t e l a g e waarden (met name b i j p e i l b u i s Cp w e l k e ca. 0,25 m t e l a a g a a n g a f ) . De f i l t e r w e r k i n g i n model C '

,

g e c o n t r o l e e r d volgens de Ze methode, b l e e k aanwezig.

D i t g e l d t v o o r zowel h e t hoogwater van m a a r t 1979 a l s v o o r h e t hoogwater van f e b r u a r i 1980.

6 . 2 . 4 . Conclusies ELNAG-metingen

De r e s u l t a t e n van de metingen s t a a n i n Onderstaande t a b e l weergegeven

,

w a a r b i j geen o n d e r s c h e i d i s ge- maakt t u s s e n de b e i d e hoogwaterperioden g e z i e n de i d e n t i e k e r e s u l t a t e n .

1

aanwezig

1

met: t = k l o p t

-

= k l o p t n i e t ? = o n d u i d e l i j k C = s l o o t a l s randvoorwaarde C ' = s l o o t gemeten.

Resumerend kan g e s t e l d worden d a t h e t " t e r u g v i n d e n " van de n a t u u r m e t i n g e n met behulp van de ELNAG n i e t de v e r - wachte r e s u l t a t e n h e e f t opgeleverd.

B i j r a a i A k l o p t de v e r t r a g i n g n i e t en b i j r a a i C i s de f r e a t i s c h e b e r g i n g v r i j w e l n i h i l .

D i t l a a t s t e w i j s t e r o p d a t de o n d e r k a n t van de b i n n e n - d i j k s e k l e i l a a g w e l l i c h t d i e p e r l i g t dan NAP t 12,50

m.

De gevonden a f w i j k i n g e n tussen de n a t u u r - en ELNAG- metingen z u l l e n v o o r n a m e l i j k v e r o o r z a a k t z i j n d o o r h e t o n t b r e k e n van ( v o l d o e n d e ) gegevens over:

-

h e t v e r l o o p van h e t s l o o t p e i l .

-

h e t p o l d e r p e i l .

-

de p l a a t s van h e t i n t r e e p u n t .

-

de laagopbouw van h e t stroomvoerend p a k k e t .

-

de door1 atend h e i d s c o ë f f i c i ën t e n .

Wat b e t r e f t de f i 1 t e r w e r k i n g z i j n de r e s u l t a t e n eveneens g e r i n g ( z i e voorgaande t a b e l )

.

7. Concl u s i es

-

Werking t i j d e n s hoogwater I n de d r i e r a a i e n A, B en C z i j n e n e r z i j d s de p e i l b u i s - waarnemingen op d r i e manieren o n d e r z o c h t en a n d e r z i j d s i s modelonderzoek u i tgevoerd. De m e e t r e s u l t a t e n v e r k r e g e n met h e t T e l e d e l t o s p a p i e r w i j z e n e r o p d a t h e t f i l t e r b i j r a a i C w e r k t en b i j r a a i A n i e t . Gezien de g r o v e s c h e m a t i s a t i e i s d i t e c h t e r n i e t meer a l s een i n d i c a t i e . De r e c u l t a t e n v e r k r e g e n met h e t ELNAG-onderzoek z i j n

,

v o o r de r a a i e n A en C, op twee manieren bekeken.

I n onderstaande t a b e l s t a a n de voornaamste r e s u l t a t e n b e t r e f f e n d e de f i l t e r w e r k i n g i n de d r i e r a a i e n weergegeven.

I

Raai A

[

Raai B

1

Raai C

I

I W I E I

W I E

I

W I E

I

met: W = waarnemingen E = ELNAG le = verband f i 1 t e r s 1-1 I 1 (onder e l k a a r ) Ze = verband p e i l b u i z e n 1-3 ( a c h t e r e l k a a r ) 3e = verband p e i l b u i z e n 1-2 en r i v i e r

+

= f i 1 t e r w e r k i ng d u i d e l i j k aanwezig

-

= f i 1 t e r w e r k i n g n i e t aanwezig ? = f i l t e r w e r k i n g n i e t d u i d e l i j k ( . ) =

s l o o t

gemeten i . p . v . a l s randvoorwaarde o p g e d r u k t .

1. Hoewel de n a t u u r m e t i n g e n van m a a r t 1979, wat b e t r e f t de r a a i e n B en C, d u i d e l i j k w i j z e n op de aanwezigheid van een f i 1 t e r w e r k i n g d i e n t h i e r a a n g e t w i j f e l d t e worden

2.

a l s men de natuurmetingen van f e b r u a r i 1980 i n de b e i d e r a a i e n b e k i j k t .

Nader modelonderzoek, t e n e i n d e een i n d r u k o m t r e n t de g r o o t t e van de b e r g i n g t e v e r k r i j g e n , s t u i t t e op

problemen, t e r w i j l de f i 1 t e r w e r k i n g nauwe1 i j k s aantoon- baar was. Een u i t s p r a a k i s v o o r a l s n o g n i e t m o g e l i j k .

Wat b e t r e f t r a a i A bestond i n e e r s t e i n s t a n t i e de i n d r u k d a t h e t hoogwater van 1979 t e l a a g was ge- weest om de s l o o t z ' n afvoerende f u n c t i e t e n v o l l e

t o t z ' n r e c h t l a t e n komen. E c h t e r ook de hoge w a t e r - standen van f e b r u a r i 1980 1 i e t e n geen f i 1 t e r w e r k i n g z i e n . Modelonderzoek wees evenmin i n deze r i c h t i n g hoe-

w e l deze bewering, g e z i e n de gebrekkige overeenkomst tussen model- en natuurmetingen, met de n o d i g e v o o r - z i c h t i g h e i d b e t r a c h t d i e n t t e worden.

-

Werking i n de l o o p d e r t i j d ( d i c h t s l i b b e n )

Door h e t o n t b r e k e n van een a a n t a l b e l a n g r i j k e gegevens (opbouw ondergrond en achterrandvoorwaarde) b l e e k h e t n i e t m o g e l i j k de w e r k i n g van de d r a i n a g e met

één van de h i e r v o o r genoemde modellen t e t o e t s e n . Derhalve kan op d i t moment ook nog geen u i t s p r a a k

gedaan worden o v e r v e r m i n d e r i n g van de f i 1 t e r w e r k i ng i n de t i j d t . g . v . d i c h t s l i b b e n .

-

O f de e v e n t u e l e f i l te r w e r k i n g voldoende i s b l i j f t u i t e r a a r d ook een open vraag.

8. Aanbevel i n g e n

A l s e e r s t e v e r e i s t e v o o r h e t kunnen c o n t r o l e r e n van de w e r k i n g van h e t f i l t e r moet men h e t s t i j g h o o g t e - v e r l o o p i n h e t stroomvoerende p a k k e t kennen. Daarnaast z a l t e g e l i j k e r t i j d de b u i t e n w a t e r s t a n d bepaald dienen t e worden.

Met behulp van deze gegevens s t a a n e r twee wegen open v o o r de c o n t r o l e ; n a m e l i j k h e t bewerken van de verkregen gegevens en h e t t o e t s e n van de gegevens aan de hand van de r e s u l t a t e n van modelonderzoek.

Bewerking van de s t i j g h o o g t e g e g e v e n s kan op de d r i e manieren, beschreven onder 5.1. Deze d r i e t h e o r e t i s c h e methoden zouden unaniem t o t d e z e l f d e c o n c l u s i e s moeten voeren maar i n de p r a k t i j k k l o p t d i t n i e t , g e z i e n i n h o m o g e n i t e i t en a n i - s o t r o p i e van de grond. B i j de t h e o r e t i s c h e methoden w o r d t e r n a m e l i j k v a n u i t gegaan d a t de d r i e p e i l b u i z e n /

f i l t e r s i n d e z e l f d e l a a g staan met v e r w a a r l o z i n g van h e t v e r s c h i j n s e l a n i s o t r o p i e .

-

u i t v o e r i g bodemonderzoek ( g e o - e l e c t r i s c h onderzoek, b o r i n g e n ) i s n o o d z a k e l i j k

om

de j u i s t e l a a g v e r d e l i n g t e bepalen t e n e i n d e de p e i l b u i z e n / f i l t e r s i n d e z e l f d e l a a g t e kunnen p l a a t s e n .

-

onderzoek n a a r de mate van i n v l o e d van o.a. inhomo- g e n i t e i t , a n i s o t r o p i e en c c h e m a t i s a t i e van de l a a g - v e r d e l i n g op de c o n c l u s i e s welke v o l g e n u i t de d r i e methoden i s w e n s e l i j k ( d i t onderzoek i s i n m i d d e l s

i n gang g e z e t b i j h e t COW).

Modelonderzoek i s a l le e n dan z i n v o l a l s men beschi k t o v e r voldoende gegevens.

Is

h e t model, b i j benadering, j u i s t opgebouwd dan geven de modelmetingen de s i t u a t i e weer a l s h e t f i l t e r w e r k t ; t o e t s i n g van de natuurmetingen g e e f t dan u i t s l u i t s e l o m t r e n t de p r a k t i j k .

-

u i t v o e r i g bodemonderzoek i s noodzakel i j k v o o r de opbouw van h e t model; met name de h o o g t e l i g g i n g van de onder- k a n t van de b i n n e n d i j k s e k l e i l a a g i s van belang g e z i e n de g r o o t t e van de f r e a t i s c h e b e r g i n g ( r a a i C ) .

-

v a s t s t e l l i n g van de p l a a t s van h e t i n t r e e p u n t i s gewenst.

-

v a s t l e g g e n van h e t v e r l o o p van h e t s l o o t p e i l gedurende l a n g e r e t i j d en n i e t a l l e e n t i j d e n s hoogwater.

-

b e p a l i n g van h e t p o l d e r p e i l ( a c h t e r r a n d v o o r w a a r d e ) . I n - s i t u onderzoek

Hoewel i n h e t algemeen m o e i l i j k t e zeggen i s hoeveel r a a i e n , p e i l b u i z e n , b o r i n g e n , waarnemingen e t c . men moet k i ezen kan h i e r o v e r h e t v o l gende opgemerkt worden :

-

d r i e r a a i e n ( v o o r p e i 1 buiswaarnemingen e n / o f model- onderzoek) 1 i j k t voldoende.

-

p e r r a a i z i j n d r i e p e i l b u i z e n a c h t e r e l k a a r en d r i e f i 1 t e r s onder e l k a a r ( z o a l s u i t g e v o e r d i s ) voldoende; w a a r b i j z i j opgemerkt d a t van de d r i e p e i l b u i z e n a c h t e r e l k a a r de " a c h t e r s t e " (A3 b.v) v e r d e r n a a r a c h t e r g e p l a a t s t zou moeten worden.

-

p e r r a a i z i j n z e k e r d r i e b o r i n g e n n o d i g

om

de l a a g - v e r d e l i n g v a s t t e s t e l l e n ( d i t b u i t e n h e t g e o - e l e c - t r i s c h onderzoek).

-

de waarnemingen z u l l e n t i j d e n s hoogwater d a g e l i j k s moeten p l a a t s v i n d e n ; aan t e vangen b i j een bepaalde

r i v i e r s t a n d (een p e i l van NAP

+

12,OO m z o a l s t o t nu t o e gehanteerd l i j k t t e hoog).

Daarnaast v e r d i e n t h e t w e l l i c h t a a n b e v e l i n g t e c o n t r o l e r e n

o f h e t f i l t e r n a b i j r a a i A de k l e i l a a g d o o r s n i j d t .

Nabeschouwing

I n de voorgaande h o o f d s t u k k e n i s g e t r a c h t een methode aan t e geven

om

de d r a i n a g e c o n s t r u c t i e van de S p i j k s e d i j k op h a a r w e r k i n g t e c o n t r o l e r e n . I n d i t verband kan de Spi j k s e d i j k a l s t e s t c a s e g e z i e n worden v o o r de c o n t r o l e van zgn. " u i t g e k i ende ontwerpen" w a a r b i j drainagecon- s t r u c t i e s z i j n toegepast.

Over de t o e t e passen controlemethode kan i n d i t r a p p o r t nog geen u i t s p r a a k worden gedaan.

Aangezien i n de toekomst z e k e r meer van d e r g e l i j k e " u i t - gekiende ontwerpen" g e c o n t r o l e e r d z u l l e n moeten worden v e r d i e n t h e t dan ook z e k e r a a n b e v e l i n g h e t onderzoek

v o o r t t e z e t t e n t o t d a t u i t s l u i t s e l gegeven kan worden o v e r de t o e t e passen controlemethode.

I n d i t kader kan gewezen worden op de opdracht van de m i n i s t e r van Verkeer en Waterstaat om c r i t e r i a t e o n t w i k k e l e n voor h e t komend systematisch r i v i e r d i j k e n - onderzoek.

Li t e r a t u u r l i

j s t

1)

Geo- hydrologi sch onderzoek Spi j

kse

d i j k Rapport Del t a d i e n s t .

2 )

Sickerströmung

-

S t a n d s i c h e r h e i t von Deiche und

Erdämme,

I n v l o e d t e r w e r k i op s t a b i l i t e i t van de d i j k .

2 . Invloed f i l terwerking op de evenwichtsfactor 3 Invl oed f i 1 terwerki ng op p i p i n g

4.

Récumé

1 2 2

1

age

A l

werkend f i 1 t e r "stabiel

I' A3/81.050

AZ

werkend f i

1

t e r "stagrom"

A3181.05 1

A3

f i l t e r werkt n i e t

A3181 .O52

1.

2.

I n 1 e i d i ng

De c o n c l u s i e s van deze n o t a waren a a n l e i d i n g

om

de i n v l o e d van de f i l t e r w e r k i n g op de s t a b i l i t e i t van de d i j k nader t e onderzoeken.

Bekeken z i j n de i n v l o e d op de e v e n w i c h t s f a c t o r van h e t binnen- t a l ud ( a f s c h u i v i n g ) en h e t gevaar v o o r " p i p i ng" ,

I n v l o e d f i 1 t e r w e r k i n g op de e v e n w i c h t s f a c t o r

De i n v l o e d van de f i l t e r w e r k i n g op de e v e n w i c h t s f a c t o r i s bekeken aan de hand van reeds e e r d e r gemaakte s t a b i 1 i t e i t s - berekeningen z o a l s weergegeven i n h e t LGM-rapport " S t a b i 1 i

-

t e i tsonderzoek Spi j kse d i j k " (LGM/CO- 19832-9-

I

) ,

H e t p r o f i e l t e r p l a a t s e van d i j k p a a l 11 ( r a a i

A )

i s nader bekeken aangezien deze r a a i i n zowel h e t LGM-rapport a l s i n deze n o t a onderzocht i s ( z i e b i j l a g e A l ) .

Uitgaande van een goede w e r k i n g van h e t f i l t e r t e r p l a a t s e van r a a i A komt h e t LGM-rapport (onder de aanname: s t i jg h o o g t e l i j n d i j k l i c h a a m i s g e l i j k aan d i e van h e t watewoerende zandpakket) t o t een e v e n w i c h t s f a c t o r

voor

h e t b i n n e n t a l u d van 1,41. U i t de n o t a b l i j k t e c h t e r d a t e r g e t w i j f e l d kan worden aan de goede w e r k i n g van h e t f i l t e r

i n

r a a i A.

I n verband hiermee i s h e t onderstaande aanvul l e n d e onderzoek v e r r i ch t :

a .

b.

H e t z e l f d e d w a r s p r o f i e l a l s vermeld i n de LGM-nota i s opnieuw doorgerekend met behulp van h e t computerprogramma "Stagrom" aangezien de e e r d e r genoemde evenwi c h t s f a c t o r van i , 4 1 gebaseerd i s op h e t v r o e g e r veel g e b r u i k t e

programma " S t a b i e l ' l . De evenwi c h t s f a c t o r volgens "Stagrom"

i s 1,43 (werkend f i l t e r ) . Z i e b i j l a g e A Z ) .

Vervolgens i s h e t p r o f i e l opnieuw doorgerekend maar nu met een v e r s t o p t f i l t e r . T e r p l a a t s e van de b i n n e n t e e n b l i j k t

de s t i j g h o o g t e aan de o n d e r z i j d e van de afdekkende k l e i l a a g g r o t e r t e z i j n dan h e t g e w i c h t van de k l e i l a a g z o d a t deze " o p b a r s t " . De s t i j g h o o g t e van h e t watervoerende zandpakket i s daarom g e l i j k g e s t e l d aan h e t g e w i c h t van de afdekkende k l e i 1 aag. De s t a b i 1 i t e i ts b e r e k e n i ng g e e f t v o o r de even- w i c h t s f a c t o r een waarde van 1,24 ( b i j l a g e A 3 ) .

c . T o t s l o t i s een derde b e r e k e n i n g gemaakt van h e t z e l f d e p r o f i e l , ook zonder f i 1 t e r w e r k i n g maar gebaseerd op een r e c e n t gemeten d w a r s p r o f i e l w a a r u i t b l i j k t d a t de gemiddelde maaiveldhoogte b i n n e n d i j k s l i g t op NAP c 14,20 á 14,30. Nu b l i j k t de k l e i - l a a g n e t n i e t op t e b a r s t e n z o d a t h e t u i t t r e e p u n t v a s t g e s t e l d moet worden t e n e i n d e een goede benadering van de s t i j g -

h o o g t e l i j n i n h e t d i e p e zandpakket t e v e r k r i j g e n . Het u i t t r e e - p u n t l i g t op ca. 120 m van de b i n n e n t e e n . De evenwichts-

f a c t o r h e e f t een waarde van 1,27 ( b i j l a g e A4).

Uitgaande van de e i s d a t de e v e n w i c h t s f a c t o r een minimale waarde van 1,3 moet hebben b l i j k t d a t deze waarde i n h e t geval van een v e r s t o p t f i l t e r n i e t b e r e i k t w o r d t .

3.

-

I n v l o e d f i l t e r w e r k i n g op p i p i n g

Uitgaande van h e t p i p i n g c r i t e r i u m van B l i g h w a a r b i j de kwel- l e n g t e minimaal een waarde van 15 maal h e t v e r v a l moet hebben kan h e t volgende opgemerkt worden:

a. B i j een goed werkend f i l t e r z a l e r a l l e e n w a t e r a f g e v o e r d worden v i a de f i l t e r c o n s t r u c t i e en t r e e d t e r geen zand- u i ts p o e l i ng op.

b .

Is

h e t f i l t e r v e r s t o p t dan b a r s t de b i n n e n d i j k s e k l e i l a a g op en i s de v e r e i s t e k w e l l e n g t e g e l i j k aan 15x (18,4-12,5)

~ 9 m. Nader onderzoek t e r p l a a t s e h e e f t uitgewezen d a t h e t 0

i n t r e e p u n t v l a k b i j de b u i t e n t e e n l i g t z o d a t de k w e l l e n g t e ca. 50 m bedraagt. De p i p i n g l e n g t e i s d e r h a l v e onvoldoende.

c . Wanneer h e t a c h t e r l a n d op NAP

+

14,20

rn

á 14,30 l i g t , zodat e r n e t geen o p b a r s t e n p l a a t s v i n d t dan i s de p i p i n g l e n g t e v o l - doende.

Wanneer p l a a t s e l i j k de maaiveldhoogte k l e i n e r i s dan NAP -I- 14,ZO z a l wel o p b a r s t e n optreden. A f h a n k e l i j k van

de k w e l l e n g t e z a l daar a l dan n i e t p i p i n g o p t r e d e n .

4. Résumé

Wanneer men u i t g a a t van een v e r s t o p t f i l t e r b l i j k t de be- rekende e v e n w i c h t s f a c t o r aan de l a g e k a n t t e z i j n . T e r p l a a t s e van laaggelegen p l a a t s e n b i n n e n d i j k s i s gevaar v o o r p i p i n g aanwezi g.

Nader onderzoek zoals uiteengezet

i n

de aanbevelingen

van

de

voorgaande n o t a

i s

derhalve gewenst. Daarnaast zal ook de

aandacht meer gericht moeten worden

op

de twee bovengenoemde

gevaren.

sectie Ti sectie ïïi

f '

i

sectie I einde

I

get 879 vdi

lengteprofiel

Spijkse

dijk

-

drainage

C U

enìrurn voor ,Onderzoek Waterkeringen

I

f i Her

gew gez hos 1:lOOO

vert 1:MO

a

Schaa I

werknr A-77.081

aibik :

raai

C

_{raai i3 raai A}

t

-begin

f iiter

Bijlage

2

1

entrum voor Onderzoek Waterkeringen

..* ..<.*?$

....

:.:.:.:.:.:.:.:.:

::!:!.:.:+:.:-:.:.:.:.*

...

$sg.<s.:.:.'

/'-ts"

... u 6.60 I

opbouw

ondergrond

Spijkse dijk . ...-..A.?

...

:.:;z.:.:.:* ... ... ... _{.:.:.>:.:.:.:.:} 5 k 1

e

i ,.:.!.:.:.:.:.:. _... *...:.:.: ... :>.. ... / -

N A P

+ I 0 ...

-

.... ... -\--- N A P NAP

-

_{_ _} 10 l e g e n d a

0

f iiter in g e n o m e n beschouwing : boring .!,>!i e n 0 e n d e d a a r b i j b e h o r e n d e f i l t e r s I II e n m I khaal

-

Bijlage

3

9

A3

-WAT ERK ER1 N G E N

stijg h o o g te 1 ij n z a n d o n d e i g r o n d - f r e a t i s c h e lijn W E R K N R . A-77.081 T E K . N R . 81.053 w a t e r s p a n n i n g g e w i c h t k l e i l a a g L,70 x 19,O = 89,3 k N / . m 2 18L.O - 95,O = 89.0 k N / m 2

get g e w gez

'dl 79

'F

etpb

opbouw

f

iíterconstructie

Schaai 1:lOO

Bijlage

4

#

Centrum voor Onderzoek Waterkeringen Spijkse dijk _{werknr A-77,081 tek nr A l - 79.139}

A

I

i

Grind

5

-

3 0

mm

G r i n d 5 - 3 0

mm.of ba

Ilast

grin

d

3

K i f 3 - 8 m m

I

_ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

GLOBALE BEGRENZING KLEILAAG

/'

, .."i ,

I

-

\

G r o f zand

alleen aangebracht op die plaatsen waar fijn moedermateriaal voorkwam

K i f o f q r i n d 5 - 3 0 m m . . -. . .... . . .~.. .. .. _ _ . . - . . .

15,oo IL,OO 13,OO 12,oo 11.00 10,oo

i

9,00 r i v

ierwaterstand

boven NAP 8,OO 7,OO

.

~~ sep. o k t t -

1

nov dec.

waterstand

Lobith

1972

I Spijkse dijk

Centrum voor

=%Ir

Ondermek Waterkeringen

IW

Schaal

u o

I ~ i j i a g e

5.1

15,oo 14 ,o0 13,OO 12,oo 11,oo 10,oo 9,oo rivierwater stand boven NAP 8.00 7,OO sep. o k t . * t - , nov. dec.

waterstand

Lobith

1974

S p i j k s e d i j k

'et

g e w z -

Schaal

I I L O

Bijlage

5 . 2

Centrum voor Onderzoek Waterkeringen 8!

%

9

'werknr A-77.081 t e k n r A L - 7 9 . 1 L I

15,OO 1L,OO 13,OO 12,oo 11,oo 10,oo 9.00 get r i vier wo ter stand

b o v e n NAP

gew-?%

Schaal

w o

Bijlage

5.3

qb

w e r k n r A - 7 7 . 0 8 1 tek nr AL -79.142 8.0

O

7.00 nov. dec, t - jan, A

L

feb.

waterstand

Lobith

1976-1977

ri

Centrum voor Onderzoek Waterkeringen

'e'

Schaal 1 : L O

Bijlage

5.6

werknr A-77.081 tek n r A4 -80.088

%

15.00 1400 1300 12,oo 11 ,o0 10,oo

1

9,oo

lierwa ter stand

boven NAP

8.00

7,OO

f---

nov.

dec.

jan.

feb.

waterstand

Lobith

1979

-

I980

*

get gew

Centrum voor Onderzoek Waterkeringen

9

i0

4

212 23

-gez.-

Schaal -* 1 : 10

Bijlage

6.1

~~ werknr A-77.081 tek n r A 4

-

79.1L5

maart 1979 t- 2’5 2 5 i 7

ì O

~

-

III slootpeil dp 20- dp 26

-

30 31 1 april 1979

13.5C 13.2: 13.00 12,?5 12,50 12.25 siootpei I boven NAP 12.00 11.75 b 71 Q 4 februari 1980 I droog \ \ \ \ \ \ \ -_ \ \ I1

\

\ \ \ \ \ \ \

III

-\

'- 1b I$ 18 1 IQ 1 __ I slootpeil dp 8 - d p l L I1 slootpeil dp 1L

-

dp 20

I11

slootpeil dp 2 0 - d p 26

-

26 27 28 29 maart

waterstand

in

sloot

boven drainage

1980

S p i j k s e d i j k .l

-

get

Schaal 2 i : 1 0

Bijlage

6.2

werknr A-77.081 tek nr A 4

-

80.090

plaats

&f

S p i j k s e dijk v - .

Centrum voor O n d e r z o e k Waterkeringen

&

T

_,/

A

.

12,50,

-

-.-

get gew gez

Centrum voor Onderzoek Waterkeringen m

Bijlage

8.1

Schaal 1:10 w e r k n r A-77,081 tek n r A L - 79.146 12 ,o0 stijghoogte f i l t e r boven NAP * 11.50~ 11,oo- I I 1 I I I I , I I I I I I 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 maart 1979 t -

peilbuis

8

Spijkse dijk

1979

I I 13.50 m 13.00 12,SO s t i j g hoogte f i l t e r boven NAP 12.00 11,so 1 1 ,o0 --

I

I,

\

\

\ \

\.

y

3 s 7 9

-

\

c 1 ‘13 i 5 . 17 . 19 21 23 25 27 29 I I I r 1 I I I 1 m a a r t 1979 t - f i l t e r I f i l t e r ii f i l t e r iii

--

-

I

peilbuis

5

1979

I

_bijlage

_8.2

I . -I

-

... ....

*

SCHAAL

1:’Io

5plJkSe dijk

CENTRUM VOOR ONDERZOEK gom

~-

g a t g e 2

W E R K N R . A-77.081

T E K . N R . 80.092 WAT ERKER1 N G E N