Enige beschouwingen omtrent de mogelijkheid van een tandemdijk als beveiliging van de Friese Waddenzee kust.

Waddenzee

kus

t.

A-83.034

Centrum voor Onderzoek Waterkeringen

i r .

J.J.W.

S e i j f f e r t

1. Vraagstel

1

i n g 2. Inleiding

3. Opzet

van

een gedachte-experiment

4. Verlaging

van

de kruinhoogte

van

de buitenste d i j k en golfoverslag

5.

Golfdoordringing

6. Golfopzet en diverse kruinhoogtecombinaties

7.

De s t a b i l i t e i t van de binnenste d i j k 8. Conclusies 9. Nabeschouwing Geraadpleegde 1 i teratuur 1 2 3 5 7 9 11 12 13 14 Tabel 2 en 3 Figuur 2 , 3 en 4

Enige beschouwingen omtrent de mogelijkheid van een tandemdijk als

bevei

1 i

gi ng van de Friese Waddenzee kus

t.

1.

Vraagstelling

Het Waterschap Fryslan heeft de vraag gesteld of de beveiliging

van de Friese kust tegen stormvloeden nabij Ferwerderadeel ver-

kregen kan worden door een combinatie van twee elkaar aanvullende

dijken die samen voldoen aan de normen die behoren

bij

de Deltawet.

De huidige dijk die nog onvoldoende veiligheid biedt heeft een

kruinhoogte

van

NAP t 4,75 à 5,OO

m.

Daarvóór ligt aan de wadzijde een zeer breed hoog voorland (kwelder)

dat oploopt tot

NAP

+

1,60 m nabij de teen van de bestaande dijk.

Eén van de mogelijkheden tot dijkversterking is de bouw van een

nieuwe dijk op een afstand variërend van ca. 500 tot ruim 2000

m

zeewaarts van de bestaande

dijk,

waarbij een oppervlakte van 1460 ha

land wordt ingepolderd. Deze

dijk

wordt dan gebouwd op een plaats

waar het voorland op

NAP

+

1,40

m

ligt. De mogelijkheid is geopperd

dat deze dijk minder zwaar van constructie kan zijn indien rekening

wordt gehouden met een tweede dijk op enige afstand erachter. Hierbij

wordt impliciet verondersteld dat het gebied tussen de twee dijken

niet beveiligd hoeft te

zijn

tegen zware stormvloeden.

De vragen van waterschan Fryslan

zijn

(brief van

1

december 1983,

kenmerk 1421/-1.793.11)

:

1.

Is

Deltaveiligheid mogelijk met een hiervoren aangegeven dijken-

stelsel van twee lage dijken?

2. Indien een dergelijk stelsel van dijken denkbaar is, welke com-

binatie van dijkhoogten is dan benodigd ter verkrijging van

Deltaveiligheid?

waarbij de oude

dijk

niet

o f

nauwelijks behoeft te worden verhoogd?

3.

Is er

bij

bedoelde twee dijkenstelsel een oplossing mogelijk

wadzijde

ontwerppeil NAP +5,40 m Friese

i n t e polderen kwelder

buitenste dijk (nieuw) binnenste dijk (oud)

Eni ge beschouwingen omtrent de mogel

ij

khei d van een tandemdi

j

k

al s

beveiliging van de Friese Waddenzee kust.

1. Vraagstel 1 ing

Het Waterschap Fryslân heeft de vraag gesteld

o f

de

beveiliging

van de Friese kust tegen stormvloeden nabij Ferwerderadeel ver-

kregen kan worden door een combinatie van twee elkaar aanvullende

dijken die samen voldoen aan de normen die behoren

bij

de Deltawet.

De huidige dijk die nog onvoldoende veiligheid biedt heeft een

kruinhoogte van NAP

t

4,75

3

5,OO

m.

Daarvbór

1

igt aan de wadzi jde een zeer breed hoog voorland (kwelder)

dat oploopt tot NAP

t

1,60

m

nabij de teen van de bestaande dijk.

Eén van de mogelijkheden tot dijkversterking is de bouw van een

nieuwe dijk op een afstand variërend van ca. 500 tot ruim 2000

m

zeewaarts van de bestaande dijk, waarbij een opperviakte

van

1460 ha

land wordt ingepolderd. Deze dijk wordt dan gebouwd op een plaats

waar het voorland op NAP

+

1,40 m ligt. De mogelijkheid is geopperd

dat deze dijk minder zwaar van constructie kan zijn indien rekening

wordt gehouden met een tweede dijk op enige afstand erachter. Hierbij

wordt impliciet verondersteld dat het gebied tussen de twee dijken

niet beveiligd hoeft te zijn tegen zware stormvloeden.

De vragen van waterschan Fryslân zijn (brief van 1 december 1983,

kenmerk 1421/-1.793.11):

1.

Is

Deltaveiligheid mogelijk met een hiervoren aangegeven dijken-

stelsel van twee lage dijken?

2.

Indien een dergelijk stelsel van dijken denkbaar is, welke com-

binatie van dijkhoogten is dan benodigd ter verkrijging van

Deltaveiligheid?

3.

Is

er

bij

bedoelde twee dijkenstelsel een oplossing mogelijk

waarbij de oude dijk niet o f

nauwelijks behoeft t e worden verhoogd?

wadzi jde

ontwerppeil NAP +5,LO m Friese

zijde

in te polderen kwelder

buitenste dijk (nieuw

1

binnenste dijk (oud)

2.

Inleidina

De vereiste deltaveiligheid i s

t e

bereiken

door middel van één

zeedijk. Deze kan nieuw gebouwd worden

òf

de bestaande zeedijk

kan worden verzwaard.

Indien een dergelijke

d i j k

aanwezig i s brengt het bouwen of ver-

zwaren van een tweede dijk extra kosten en inspanning met zich

mee die

voor

de deltaveiligheid n i e t nodig i s .

Een s t e l s e l

v a n

twee dijken

d a t

samen deltaveiligheid biedt, ofwel

een tandemdijk, heeft derhalve slechts

z i n

indien elk van de samen-

stellende dijken l i c h t e r kan z i j n

dan

één enkele deltaveilige

d i j k . Om

t o t een antwoord op de gestelde vragen t e komen zal de volgende

gedachtengang worden gevolgd:

Ga u i t

van één enkele, deltaveilige

d i j k op

de plaats

van

de buitenste,

meest zeewaartse d i j k .

Ga

vervolgens na welke aanvul lende eisen gesteld moeten worden aan een

landwaartse tweede

d i j k

indien de zeewaartse d i j k stapsgewijs l i c h t e r

wordt

geconstrueerd. Dit geeft successieve1

i j k

een

a a n t a l verschil lende

combinaties

van

buitenste en binnenste

d i j k

die sam

normen ,

behorende b i j de Del tawet.

Impliciet i s hiermee de e e r s t e vraag van waterschap

woord

:

De t e beoordelen tandemdi

j

ken

b i

eden del tave

d a t

a l s randvoorwaarde wordt gesteld. Hiervoor komt

n

voldoen

aan

de

Frysla n beant

-

1

igheid omdat

echter een

andere, nog n i e t beantwoorde

vraag

i n

de plaats: Biedt een tandem-

dijk een zinvolle oplossing?

Om

het gedachte-experiment t e ondersteunen z i j n enkele aannamen ge-

daan en enkele berekeningen uitgevoerd.

Omdat

gedetailleerde gegevens n i e t

op

korte termijn beschikbaar

waren, de

t i j d

voor het opstellen van het advies

kort

was en

nauw-

keurige uitkomsten n i e t verlangd werden

z i j n

de aannamen zeer simpel

en eenduidig gehouden en

z i j n

de uitkomsten

van de berekeningen

n i e t meer

dan

i n d i c a t i e f . De geraadpleegde l i t e r a t u u r i s een

v r i j

willekeurige greep u i t

wat

e r

i s

en nauwkeurige herberekening zal

zeker

t o t

b i j s t e l l i n g van de resultaten leiden.

De nagestreefde nauwkeurigheid i s n i e t groter

d a n

d i e , nodig

om

de

eindconclusies met enige s t e l l i g h e i d t e kunnen trekken.

3. Opzet van een gedachte-experiment

Voor b e p a l i n g van de gedachte z u l l e n e e r s t de k w a n t i t a t i e v e u i t - gangspunten worden vermeld.

De k r u i n h o o g t e van de bestaande F r i e s e z e e d i j k i s NAP

+

4,75 ä

+

5,OO

m.

De b u i t e n d i j k s e kwelder l i g t b i j de teen van deze d i j k op NAP

+

1,60

m.

Het o n t w e r p p e i l volgens de Deltacommissie i s NAP t 5,40

m.

De kwelder tussen b u i t e n s t e en binnenste d i j k h e e f t een breedte van 1000 m en l o o p t van NAP

+

1,60

m

g e l e i d e l i j k a f t o t

NAP

+

1,40 m t e r p l a a t s e van de b u i t e n s t e d i j k .

De b u i t e n s t e d i j k k r i j g t een b u i t e n t a l u d met h e l l i n g 1:8, een b i n n e n t a l u d met h e l l i n g 1:4 en een k r u i n b r e e d t e van 2 m. Deze d i j k h e e f t een b e k l e d i n g met een grasmat op k l e i .

De binnenste d i j k k r i j g t een b i n n e n t a l u d met h e l l i n g 1:3 en een k r u i n b r e e d t e van 1

m.

Voor de h e l l i n g van h e t b u i t e n t a l u d worden twee v e r s c h i l l e n d e aannamen gedaan: 1:8 en 1:4.

T i j d e n s de storm w a a r b i j h e t o n t w e r p p e i l van NAP

+

5,40

m

o p t r e e d t w a a i t e r een wind van 35

m/s

ongeveer l o o d r e c h t op de k r u i n van de d i j k en de van h e t wad b i j de teen van de d i j k aankomende g o l f h e e f t een s i g n i f i c a n t e g o l f h o o g t e

Hs

= 1,85

m ,

De bijbehorende gemiddelde g o l f p e r i o d e i s

7

= 4,65

s.

Onder deze omstandigheden i s de 2%-golfoploop tegen de b u i t e n s t e d i j k 1,85 m en de d a a r b i j behorende k r u i n h o o a t e NAP

+

7,25 m.

I n d i e n de k r u i n van de b u i t e n s t e d i j k l a g e r wordt gekozen dan de kruinhoogte, behorende b i j h e t Z % - g o l f o p l o o p c r i t e r i u m (NAP

+

7,25) wordt de g o l f o v e r s l a g noemenswaard. Op grond van de e r v a r i n g e n

i n 1953 toen de meeste doorgebroken d i j k e n z i j n bezweken door a f - schuiven van b i n n e n t a l u d en k r u i n t e n gevolge van g o l f o v e r s l a g h e e f t de Del t a c o m i s s i e g e s t e l d d a t i n d i e n de g o l f o v e r s l a g noemens- waard i s h e t nodig i s : "de d i j k i n beginsel bestand t e maken tegen o v e r s l a g van water, door de k r u i n en h e t binnenbeloop t e v o o r z i e n van een w a t e r d i c h t e b e k l e d i n g " ( l i t t . U I , b l z . 86).

T o t nu t o e i s e r geen onderzoek u i t g e v o e r d w a a r u i t a f g e l e i d zou kunnen worden of en zo j a onder welke omstandigheden o v e r s l a g van betekenis b i j n i e t beklede d i j k e n v e i l i g kan worden toegelaten.

r e k e n i n g t e houden met de m o g e l i j k h e i d d a t de d i j k doorbreekt. I n d a t geval l o o p t de p o l d e r tussen de twee d i j k e n zo snel v o l d a t e r rekening mee moet worden gehouden d a t de binnenste d i j k h e t storm- v l o e d p e i l ( = o n t w e r p p e i l ) moet kunnen keren. Om d i t v e i l i g t e kunnen doen z a l ook deze d i j k op golfoploon, gedimensioneerd moeten worden omdat boven h e t 1000

m

brede geïnundeerde l a n d zeer snel golven ontstaan d i e een s i g n i f i c a n t e hoogte Hs = 0,80 â 0,90 m kunnen b e r e i ken.

B i j een b u i t e n t a l u d van de binnenste d i j k onder h e l l i n g 1:8 v e r o o r - zaakt d i t een g o l f o p l o o p van 0,90

m.

B i j een b u i t e n t a l u d van 1:4 i s d i t 1,80

m.

Derhalve: i n d i e n de kruinhoogte van de b u i t e n s t e d i j k l a g e r wordt gekozen dan NAP t 7,25 m z a l voor de binnenste d i j k een minimale

kruinhoogte moeten worden aangehouden van, i n e e r s t e g l o b a l e benadering

,

de volgende hoogte:

b i j h e l 1 i n g b u i t e n t a l u d 1 :8 b i j h e l 1 i n g b u i t e n t a l u d 1 :4

NAP

+

6,30 m, NAP

+

7,20 m.

B i j l a g e r e kruinhoogten van de binnenste d i j k o n t s t a a t een s i t u a t i e d i e bekend i s van doorbraken van z e e d i j k e n met daar a c h t e r een

k l e i n e p o l d e r en een t e zwakke tweede waterkering. I n d i e n deze l a a t s t e doorbreekt h e e f t d i t een v e r s t e r k t v e r r a s s i n g s e f f e c t ( z i e b.v.

l i t t .

C11,

b l z . 95).

Geconcludeerd kan worden d a t v e r l a g i n g van de kruinhoogte van de zeewaartse d i j k t.o.v. de 2%-golfoploophoogte noodzaakt t o t een n i e t onbetekenende verhoging van de binnenste (bestaande d i j k ) , waarvan de h u i d i g e k r u i n h o o g t e n i e t hoger i s dan NAP

+

5,OO m. Tevens z a l b i j toepassing van een b u i t e n t a l u d met h e l l i n g 1:4 nagegaan moeten worden o f h i e r een harde t a l u d b e k l e d i n g nodig i s . De g o l f a a n v a l i s weliswaar n i e t e r g zwaar, maar de g u n s t i y e r e c u l t a t e n van r e c e n t onderzoek naar de s t e r k t e van gras

op

k l e i z i j n naar deze s i t u a t i e t e v e r t a l e n .

gedeel t e over- overslag- s t i jgsnel heid buitenste slaande golven debiet i n de polder

4.

Verlaging van de kruinhoogte

v a n

de buitenste d i j k en golfoverslag Verlaging

van

de kruinhoogte

van

de buitenste d i j k beneden NAP t 7 , 2 5

m

kan

i n meer of mindere mate overwogen worden. Hiervóór i s uitgegaan

van

een betrekkel i j k a eri nge verl agi ng

.

Nu

éénmaal i s geconcl udeerd d a t de binnenste d i j k minstens volledige veiligheid tegen het op- treden

van

het ontwerppeil moet bieden kunnen

ook

de merites

van

verdergaande verl agi ngen bekeken worden.

Hierbij zal de buitenste d ijk aanzien1 i jke golfoverslag toelaten waarbij de f u nc tie

van

deze d ijk reduceert

t o t

golfbreker d i e de belasting

op

de binnenste d i j k beperkt.

d i j k

Eerst zal worden gekeken hoe

g r o o t

deze golfoverslag

k a n

z i j n . Hier- b i j i s uitgegaan van twee reeksen modelonderzoekingen

op

kleine schaal met onregelmatige golven en b i j verschillende taludhellingen. De gebruikte r e s ulta te n z i j n ontleend

aan

de rapporten

v a n

het Waterloopkundig Laboratorium "Golfoverslag b i j dijken met

on-

onderbroken glad ta lu d , M 544, september 1959" ( l i t t . C21) en "Golfoverslag b i j dijken, M 1258, november 1980" ( 1 i

tt.

C31).

Voor diverse kruinhoogten z i j n berekend; het percentage overslaande golven, het gemiddelde overslagdebiet per

m '

dijklengte i n R / S en de

snelheid waarmee het water s t i j g t in een polder van 1000

m

breedte isarallel aan de buitenste d ijk ( z i e tabel i ) .

1 I

m

boven

NAP

%

I

1

60OX

m/uur

! 2 / ( S * U )

I

t 7,OO t 7,50 0,19 1,8,10-' 3Y5 O Y 5 O Y 3

o

,o1 I I I 1 1 , i .

1 0 - ~

4,o.

iÖ5

31t r e s u l t a a t

van

een grove overlaat-berekening.

B i j h e t presenteren van d i t r e c u l t a a t moet op h e t volgende gewezen worden :

Overslagmetingen b l i j k e n steeds zeer m o e i l i j k e metingen t e z i j n met zeer g r o t e s p r e i d i n g i n de r e s u l t a t e n .

Bovendien kunnen door de k l e i n e schaal van de modellen schaal- e f f e c t e n z i j n opgetreden en a f w i j k i n g e n van de w i n d i n v l o e d . ( I n één van de onderzoeken was bovendien h e t w i n d e f f e c t geheel a f w e z i g ) . B i j h e t b e k i j k e n van h e t r e s u l t a a t moet bedacht worden d a t de

werkel i j k optredende overslagwaarden nog wel een f a c t o r 3 hoger o f l a g e r kunnen l i g g e n t e r w i j l de a f w i j k i n g b i j de l a g e r e waarden

( k r u i n h o o g t e n hoog) z e l f s een f a c t o r 5 zouden kunnen z i j n . N i e t t e m i n kunnen de volgende c o n c l u s i e s worden getrokken:

I n d i e n de b u i t e n s t e d i j k n i e t b e z w i j k t i s h e t b i j kruinhoogten

t / m NAP t 5,50

m

w a a r s c h i j n l i j k en b i j kruinhoogten t / m NAP t 6,OO

m

m o g e l i j k d a t de p o l d e r tussen de b u i t e n s t e en de b i n n e n s t e d i j k door g o l f o v e r s l a g geheel g e v u l d wordt binnen de duur van de storm- v l o e d w a a r b i j h e t o n t w e r p p e i l (NAP

+

5,40

m )

w o r d t b e r e i k t .

5. Golfdoordringing

Indien

het

bekken

tussen de twee

d i j k e n

gevuld i s

met water moet

met

nog

d r i e factoren rekening worden gehouden:

1.

golfdoordringing vanuit het wad

naar

de

binnenste

d i j k . 2.

o p z e t

van

de

waterstand tussen

de

twee

dijken

t . g . v .

golf-

breking tegen de buitenste d i j k .

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

v a n

de binnenste d i j k en/of uitspoeling

van

de binnenteen

door

s t e r k verhoogde grondwaterspanning

a l s

gevolg

van

een langdurige hoge waterstand in de buitenpolder.

Als e e r s t e

wordt

n u

de

golfdoordringing

besproken.

In

verband

met golfdoordringing over een dam die

onder

water

of e r i n geringe mate boven l i g t z i j n enige publicaties geraadpleegd die zich

baseren

op

modelonderzoek

met

regelmatige golven.

De

gebruikte dammen en golfeigenschappen komen s l e c h t s b i j benadering overeen

met

de hier

t e

beschouwen s i t u a t i e en de resultaten

van

d e verschil- lende onderzoeken s l u i t e n n i e t geheel b i j

e l k a a r

aan.

Getracht i s een gemiddelde t e schatten

d a t

op de buitenste d i j k

van

toepassing

kan z i j n .

Aan

enige

s u b j e c t i v i t e i t v a l t h i e r b i j n i e t

t e ontkomen.

De geraadpleegde publicaties z i j n l i t t . [43, C57 enC67.

Het

r e s u l t a a t i s vermeld i n kolom ( 2 )

van

tabel 2.

Bij een kruinhoogte van de buitenste d i j k

van

NAP

+

3,O

m

i s

e r

nog

nauwelijks sprake

van

beïnvloeding van de golf vanuit de Waddenzee. Bij

NAP

+

6,5

m

wordt

aangenomen d a t de golfoverslag geen golf

van

betekenis meer

opwekt.

In

d a t geval

wordt

alleen de p l a a t s e l i j k e golf opaewekt die eerder i s qeschat op

tls

= 0,90 rn.

In tussen liggende gevallen zal

door

p l a a t s e l i j k e polfgroei een geringere

b i j d r a g e

worden

toegevoegd

aan

de golfenergie

omdat

b i j een golfhoogte

van

HS = 1,85

m

de energietoevoer

door

de wind nagenoeg i n evenwicht i s

met

het v e r l i e s

door

bodemwrijving. De

waarden

tussen 0,O

m

en

0,90

m

in kolom 4 z i j n zeer a r b i t r a i r geschat. De wijze waarop u i t de samenuestelde golfoploop u i t

kolom

( 3 ) en

( 4 ) wordt

samengesteld

t o t

( 5 )

i s echter weinig gevoelig

voor

foute

i

nterpol a t i

es.

g o l f o p l o o p w o r d t vaak d e

formule

Z2% = 8.H . t g a t o e g e p a s t .

( a

i s

d e t a l u d h e l l i n g ) .

Dit

i s

ook g e b e u r d op de r e g e l v o o r k r u i n h o o g t e

+

3,O

m.

Voorwaarde v o o r d e z e

formule

i s

e e n g o l f s t e i l h e i d z o a l s d i e o p t r e e d t i n d o o r wind a a n g e d r e v e n g r o e i e n d e z e e g a n g .

Bekend

i s

echter

d a t g o l f o p l o o p f e i t e l i j k b e p a a l d w o r d t d o o r d e w o r t e l

u i t

het

p r o d u c t van g o l f h o o g t e

en

- l e n g t e (Z=A m o . t g a , d e

formule

van Hunt).

I n d i e n

n u

d o o r b r e k i n g

op

e e n dam o n d e r w a t e r d e g o l f h o o g t e

ver-

m i n d e r t b l i j f t

echter

d e d o m i n a n t e p e r i o d e e n d u s d e g o l f l e n g t e c o n s t a n t , z o d a t d e g o l f o p l o o p

slechts

z a l r e d u c e r e n i n e v e n r e d i g - h e i d

met

d e w o r t e l u i t d e g o l f h o o g t e .

De

s a m e n g e s t e l d e g o l f o p l o o p i n kolom ( 5 ) i s dan ook z e k e r geen som van v o o r a f g a a n d e kolommen, maar

een

s a m e n s t e l l i n g w a a r b i j het r e s u l t a a t

tussen

d e 0,90

m

en

1,85 m moet uitkomen

en

waarvoor g e b r u i k

is

gemaakt

van

r e s u l t a a t

van

g o l f o p l o o p o n d e r z o e k b i j s a m e n g e s t e l d e g o l f s p e c t r a , d o o r

het

Waterloopkundig L a b o r a t o r i u m u i t g e v o e r d t . b . v . d e d i j k

van

d e O n r u s t p o l d e r op Noord-Beveland.

6. Golfopzet en diverse kruinhoogtecombinaties

Bij golfbreking hebben golven, i n tegenstelling

t o t

v r i j lopende golven, het vermogen een massa water

voor

zich u i t t e stuwen en daarbij een stroom t e introduceren o f , indien het water n i e t weg

k a n ,

een waterstandsverhoging i n stand t e houden.

Een schatting hiervan i s gemaakt aan de hand van een t i j d s c h r i f t - a r t i k e l u i t 1970: "Piling

u p

behind Low and submerged permeable breakwaters", ( L i t t . C71, waarin resultaten

van

modelonderzoek zijn weergegeven) .Evenals b i j de gegevens over de golfdoordringing was enige (subjectieve) i n t e r p r e t a t i e nodig om deze gegevens t e kunnen gebruiken.

Doordat de in het model g e te ste dam enige doorlatendheid had werden vooral de hoogste golfopzetten, waarbij de dam boven water u i t s t e e k t , gereduceerd

door

terugstromend water.

Hierdoor en door de geringere optredende overslaghoeveelheden kunnen de gegevens beter n i e t worden toegepast b i j kruinhoogten boven

NAP

+

5,5

m .

Wat

echter u i t de proeven duidelijk b l i j k t i s d a t de golfopzet n i e t onaanzienl i j ke waarden

kan

berei ken.

Ze z i j n weergegeven in tabel 2 , kolom ( 6 ) .

In kolom ( 7 ) z i j n de kruinhoogten gegeven indien de golfoploop en golfopzet beide werkzaam z i j n .

In de praktijk hoeft d i t echter n i e t het geval t e z i j n .

In modelproeven t e r bepaling van de golfdoordringing was namelijk geen sprake

van

golfopzet, te rw ijl b i j de modelnroeven betreffende de opzet geen waarden voor de golfdoordringing werden gegeven.

Het

is

zeer wel denkbaar

d a t

de retourstroom di e door de golfopzet wordt geïntroduceerd de golfdoordringing belangrijk reduceert.

In kolom ( 8 ) z i j n daarom, t e r vergelijking met

( 7 )

kruinhoogten gegeven d ie a lle e n z i j n samengesteld u i t stormvloedstand

(NAP

t 5,40

m ) ,

golfoploop u i t alléén p l a a t s e l i j k opgewekte golf

( H s = 0,90

m )

en golfopzet.

De doordringing

van

de wadgolf i s daarbij op O gesteld.

Hiermee v e r k r i j g t men een

soort

schatting

van

de ondergrens

van

de aanwezige onzekerheidsmarge.

De golfdoordringing, golfopzet en kruinhoogtebepaling i n tabel 2 z i j n opgezet

voor

een buitentalud

van

de binnenste d i j k met helling 1:8.

Een vergelijkbare tabel voor een taludhelling

1:4

i s gegeven in

tabel

3.

De resultaten

z i j n

weergegeven

i n

de figuren

2

en

3.

Hierin

z i j n

met een c i r k e l t j e

de

waarden aangegeven waarbij de

doordringende wadgolf n i e t

i n

rekening i s gebracht.

Met een vierkantje

z i j n

de

i n

paragraaf

3

genoemde kruinhoogten

aangegeven voor het geval de buitenste d i j k

n i e t

geheel overslag

v r i j i s (kruinhoogte

NAP t 6,50 o f t 7,OO m )

en met r i s i c o

van

doorbraak rekening wordt gehouden.

Onder aanname

van de zeer simpele dwarsprofielen zoals die

b i j

de

uitgangspunten in paragraaf

3 z i j n

aangegeven i s , uitgaande

van

de kruinhoogten

u i t f i g u u r 2

en

3

de inhoud berekend van de buitenste

d i j k , de binnenste dijk en de

som

van

deze twee.

F i g u u r 4

geeft deze waarden grafisch weer.

Figuur

2

en

i n

sterkere mate figuur

3

geven de indruk dat verhoging

van

de kruinhoogte

van

de buitenste

d i j k

t o t

belangrijke reductie

van

de kruinhoogte

van

de binnenste

d i j k

kan leiden.

Indien de resultaten worden omgerekend

t o t

volumes in figuur 4 b l i j k t

echter,

d a t

z e l f s onder gunstige schatting

van

de onzekerheden

(de ondergrenzen) de

som

van de volumes minimaal i s

b i j

een

zo laag

mogelijke buitenste d i j k , waarbij de binnenste d i j k met taludhelling

1:8

i e t s kleiner u i t k o m t dan die met helling

1:4.

De conclusie moet dan ook z i j n dat het onwaarschijnlijk i s dat door

de

bouw

van een tandemdijk die voldoet aan de normen die

b i j

de

Deltawet horen, een aanmerkelijke besparing in materiaal mogelijk i s .

In elk geval z a l verhoging

van

de bestaande (binnenste)

d i j k n o d i g z i j n .

7. De s t a b i l i t e i t van de binnenste d i . i k

Een derde b e l a n g r i j k e f a c t o r waarmee rekenina moet worden gehouden i s de s t a b i l i t e i t van de binnenste d i j k . B i j kruinhoogten van de b u i t e n s t e d i j k l a g e r dan NAP t 6,50

m

moet r e k e n i n g worden ge-

houden met meer o f minder i n u n d a t i e van de b u i t e n p o l d e r i n d i e n h e t ontwerppeil o p t r e e d t , w a a r b i j een v o l l e d i g e v u l l i n g van h e t bekken

geval z a l na de stormvloed h e t water n i e t snel naar zee kunnen stromen. I n d i e n een normale polderbemaling aanwezig i s met een c a p a c i t e i t van

0,Ol

à 0,015

m

w a t e r s c h i j f per etmaal kan h e t leegpompen een k l e i n j a a r duren. I n d i e n een u i t w a t e r i n g s s l u i s aanwezig i s met een s p u i - c a p a c i t e i t van 20 à 30

m

/ s voor h e t gebied van -

+

1400 ha z a l h e t nog omstreeks 1 maand duren

om

de p o l d e r weer droog t e z e t t e n .

Deze perioden z i j n l a n g genoeg

om

de grondwaterstroming i n de binnenste d i j k een s i t u a t i e van permanente stroming t e l a t e n bereiken, een s i t u a t i e d i e b.v. ook voor kan komen b i j r i v i e r - d i j k e n , maar d i e b i j z e e d i j k e n normaal n i e t o p t r e e d t . D i t v r a a g t een zeer z o r g v u l d i g ontwerp en z o r g v u l d i g e u i t v o e r i n g van de opbouw van de binnenste d i j k , w a a r b i j r e k e n i n g moet worden ge- houden met de noodzaak

om

e x t r a m a t e r i a a l aan t e brengen teneinde de v e r e i s t e s t a b i 1 i t e i t t e garanderen.

zonder d a t de b u i t e n s t e d i j k b e z w i j k t , m o g e l i j k i s . I n d a t

8.

Concl usi es

1.

Een

deltaveilige zeewaterkering langs

de

Friese kust

kan

verkregen

worden door de

bouw

van een tandemdijk,waarbij de kering bestaat

u i t twee el kaar aanvul 1 ende

d i j

ken.

2 .

De reductie

van

de kruinhoogte van de buitenste dijk ten opzichte

van de hoogte a l s enkele dijk

v r a a g t

een r e l a t i e f hoge binnenste

dijk.

Een krui

nhoogte

van

de buitenste dijk omstreeks stormvloedpei 1

geeft daarbij de meeste complicaties die

t o t

relatief

onvoor-

delige combinaties leiden.

De verschillende combinaties

z i j n

aangegeven in figuur 2 en

3 .

3 .

Alle tandemdijken vragen een groter dijkvolume dan één enkele

dijk.

4.

Alle tandemdijken vereisen een niet onbelangrijke verhoging

van

de

bestaande dijk (méér

dan 1

m ) .

De enige oplossing

waarbij

deze dijk niet verhoogd hoeft t e worden

i s

de aanleg

van

een geheel nieuwe deltaveilige dijk.

Noot:

Gezien de gedane aannamen en gevolgde berekeningswi jzen die gericht

zijn geweest

op

het aftasten

van

enkele gevoeligheden i s geen der

gegeven getalsmatige resultaten geschikt

om

a l s uitgangspunt t e

dienen

voor

een ontwerp

van

een ( t e versterken) zeedijk.

9. Nabeschouwins

Men kan z i c h a f v r a g e n hoe h e t komt d a t een tandemdijk zo w e i n i g voordeel b i e d t boven een enkele d i j k .

Zeer algemeen z i j n daar enkele oorzaken voor aan t e w i j z e n : 1. Een d e l i n g van h e t v e r v a l , z o a l s b.v. analoog aan d i e i n een

s l u i s , v r a a g t een beheersing van de m i d d e l s t e waterstand. Door h e t b e t r e k k e l i j k g e r i n g e w a t e r s t a n d s v e r s c h i l w a a r b i j de g o l f - o v e r s l a g v a r i e e r t van zeer w e i n i g t o t zeer v e e l , gevoegd b i j de onzekerheid d i e b i j een gegeven s t a n d b e s t a a t b e t r e f f e n d e de optredende g o l f o v e r s l a g maakt d a t deze m i d d e l s t e waterstand v o l l e d i g onbeheersbaar i s .

2. Een opzet van de waterstand aan de l i j z i j d e van een d i j k w o r d t n i e t o f n a u w e l i j k s gehonoreerd met een eenvoudiger d i j k o n t w e r p . Integendeel. Een hoge waterstand d i e kans h e e f t snel weg t e v a l l e n (b.v. na doorbraak van één der d i j k e n ) v e r g r o o t eerder de r i s i c o ' s van i n s t a b i l i t e i t .

Geraadpleegde

1 i

tera tuur

: c11 C21 C31 C41 C51 C61 C71

Rapport Del tacommissie,

1960

deel

1,

"Eindverslag en interimadviezen".

W

ter1 oop kundi g La boratori

a

urn

"Golfoverslag b i j dijken met ononderbroken glad talud;

M

544,

september

1959".

Waterloopkundig Laboratorium

"Golfoverslag

b i j

dijken;

M 1258,

november

1980"

(Alleen

i n

concept-vorm uitgebracht. Is nog

i n

bewerking).

US

Army, Coastal Engineering Research Center

"Shore protection manual

,

vol. I I ,

1973"

(paragraaf

7 2 3

"Wave transmi ssion").

R.

L.

Wiegel

"Oceanographical Engineering ,

1964". (Hoofdstuk 6,

paragraaf

4:

'I S u bm

er

g

ed

b r

ea kwat e r

I' )

.

M . H .

Abdul Khader

a n d S.P.

Rai

" A

study

of

submerged breakwaters".

Journal

o f

hydraulic research vol.

18 (1980)

no.

2,

pp.

113-121. M.H.

Diskin, M.L. Vajda en I . Amir,

"Pil ing

u p

behind Low and submerged permeable breakwaters"

Journal

of the Waterways

and

Harbors Division,

ASCE, WW2,

mei

1970 pp. 359-371.

werknr A-83 034

Ir

tek nr AL- wadgol f

H

_{b i}

_{nnens t e}

d i j k bui

tens t e

d i j k

11

één

wadgol f [aal

opge-

vekte

g o l f t . g . v . breken wad-go1 f b i n n e n s t e d i j k

som

( 5 )

en

( 6 ) zonder wad- go1 f op1

oop

m

+

NAP

m

m

HS i n

m

m

m m

+

NAP m

3

/m'

1,85 1,45 m

+

NAP

o

,o0 0,50 1,85 1,65 3,o 395 1,85 1,65

o

,o0 0,oo 7,25 7 ,O5 18 1 169 1,25 1 , l O 1,50 1,40 0,60 0,70 1,50 1,40

o

,o0

o

,20 6,90 7 ,O0 1613 166 5,o 595 0,95 0,65 1,30 1 , l O 0,75 O ,80 1,35 1

,zo

O ,45 0,75 7 ,20 7,35 178 _ - -( 151) 188 - - -( 169)

1

,o0 0,9@ 0,40 0,OO O ,85 O , O ,85

o

,90 O ,75? 7,15? 175?

11 2: S c h a t t i n g van aolfhoogten

tussen

b u i t e n s t e

en

b i n n e n s t e d i j k , g o l f o p z e t

en

golfoDloop tegen d e b i n n e n s t e d i j k

en

de kruinhoogte van deze l a a t s t e B u i t e n t a l u d 1:8

en

Hs op

het

wad van 1,85 m.

8 :

I

bijlage

schaal

b u i t e n s t e Iwadgolf

HS

i n

taal

opge- op1 o o p

vekte

g o l f d i j k t . g . v . b r e k e n b i n n e n s t e d i j k zonder wad-go1 f som ( 5) e n ( 6 ) g o l f

l

m

m

+

NAP 5YO 5Y5

I

OY95 0,65 3YO 3Y5

Centrum voor Onderzoek Waterkeringen

1,85 1,45

Tabel 3: Als t a b e l 2 , e c h t e r v o o r b u i t e n t a l u d b i n n e n s t e get gew

ger

---

schaal d i j k 1:4. werknr A-83.0: 4YO 4Y5 l Y 2 5

1,lO

I---

-_I____- - __-

-

I

6YO 6Y5 OY40 0,OO

11

1

é é n wadgol f m 3,70 3,25 3 ,O0 2,80 2,60 2,20 1,65 O Volume b i n n e n s t e d i j k 3

rn

/ m '

204 181 168 171

-'o(

134) 174 - -( 147) 159? h 4 -

I

%o (zie tekst) 0 Y :I U aJ v) C aJ C C LI aJ O c C 4- .- .c.

o

2

.-

Y u 1 2 3

i

5

6

7 m + 3

kruinhoogte buitenste dijk t.o.v. NAP

-

--

figuur

2

:

kruinhoogte binnenste dijk

als

functie van de

kruinhoogte buitenste dijk

I

hellinq buitentalud binnenste dijk 1 : 8

c-

-

P."

gct

I

gcw

ger

Schaal

wtrknt A-83.034

%

CchPrum voor Ondrrzock Wuterkertngw! '

-

I

:? y - 8 U -r m O O f C .- 3 Y L

6

2 3 L , 5

6

7 m + 8

kruinhoogte

buitenste

dijk t.o.v. NAP

-

figuur 3

kruinhoogte binnenste dijk

ais

functie van

de

krui n hoogte

bu

i

ten ste d ijk

helling buitentalud binnenste dijk 1 :

4

I I

Bijlage

=br

250. 2 O0 150

"o"

Y, Ü 5 0 .

-

---

O

1 ,lbo - - - b i -

/

\ I

kruinhoogte

van

de

buitenste dijk

--*,

\

I

:x:

volume totaal buitenste + binnenste dijk tatudhelting(buiten1 binnenste dijk 1 : 8

'* l : 4 ondergrenzen

(zie

tekst)

volume enkele delta-dijk op de plaats van de

buitenste dijk met profiel binnenste dijk (buitentalud 1 : 81

,. I ,

- 0 - volume a l t e h binnenste dijk