Grondwaterpotentiaal beïnvloeden - Overzicht geïnventariseerde constructies

In een aantal gevallen blijkt dat maatregelen moeten worden getroffen om de grondwaterpotentiaal in de dijk of in de watervoerende lagen onder de dijk te beïnvloeden. Meestal bestaat deze beïnvloeding uit een verlaging bij hoge rivier­standen.

Hoge waterstanden in de dijk kunnen van invloed zijn op de micro stabiliteit. Een hoge grondwaterpotentiaal in de watervoerende laag onder de dijk is van invloed op de macro stabiliteit en de kans op het optreden van piping.

Bij normale rivierstanden is de hoogte van de grondwaterstand in het algemeen geen probleem. Maatregelen die worden genomen om alleen bij hoge waterstanden werkzaam te zijn vereisen een speciale controle om er zeker van te zijn dat onder die om­standigheden op de maatregelen kan worden vertrouwd.

Filterconstructies en drains

• omschrijving: Door middel van drains of een filterconstructie of drain wordt het waterpeil kunstmatig verlaagd tot aan het filter of de drain of het afvoerpunt van het filter of de drain als dat hoger ligt. Het grondwater stroomt naar het filter of de drain. Daardoor wordt op dat punt de grondwaterstand of de stijghoogte van het grondwater kunstmatig naar beneden getrokken. Afhankelijk van de doorlatendheid van de omringende grond wordt het peil in de rest van de dijk naar verhouding op dezelfde wijze beïnvloed;
• doel: Verlagen grondwaterstand of stijghoogte van het grondwater met als doel het voorkomen van uitstromend grondwater (micro stabiliteit) of verlagen van grondwaterstand en/of stijghoogte in de diepe lagen (macro stabiliteit) of verminderen van de potentiaalverschillen in de grondwaterstroming (piping);

• duurzaamheid: De doorlatendheid van filters en drains loopt terug in de tijd, door middel van onderhoud moet de afname in doorlatendheid worden beperkt (zie hoofdstuk 8);
  invloed op de omgeving: Door het verlagen van het grondwaterpeil, de stijghoogte of het verhang kunnen steilere taluds worden toegepast en/of kan een steunberm worden voorkomen. Wel wordt de grondwaterstand beïnvloed, met als gevolg beïnvloeding van het ecosysteem;
• uitvoering: Drains kunnen machinaal worden aangelegd met een draineermachine. De drains bestaan uit een geperforeerde kunststofbuis, die is omwikkeld met een vlies. Een alternatief vormt de structuurmat, bestaande uit twee lagen vlies die door een ruimtelijke structuur van kunststofdraden op enige afstand worden gehouden. Het water kan tussen de vliezen afstromen. Een granulair filter wordt opgebouwd in een sleuf of aan de teen van de dijk en bestaat uit een of meerdere lagen die wel water doorlaten maar grond en de opvolgende lagen filtermateriaal tegenhouden. Bij toepassing van een geotextiel kan worden volstaan met een laag. Tenslotte bestaat het filter uit een laag grof materiaal waar doorheen het water wordt afgevoerd.

Een filterconstructie of drain kan ook in de vorm van grindpa­len of verticale putten worden uitgevoerd;

• kostenindicatie: De kosten van de aanleg van een drain of filter zijn beperkt voor een eenvoudig kunststof drain, maar zijn omvangrijk voor een uit meerdere lagen opgebouwd filter in een sleuf. Daarnaast meet nog rekening worden gehouden met de kosten van controle, onderhoud en zonodig afpompen van het water;
  herstelbaarheid: Schade aan drains of filters kan worden hersteld door vervanging van de beschadigde gedeelten;
• ervaring: Veel;
• onderhoud: De filters en drains moeten worden onderhouden door middel van doorspuiten en omkering van stroomrichting;
• uitbreidbaarheid: Het filter is niet eenvoudig te vergroten of dieper te leggen;
  ontwerpaspecten: Signalering van de afname van doorlatendheid,ook buiten perioden van extreem hoog water, doorlatendheid van het omringende pakket in verband met voldoende toestroming naar het filter en het verloop van de waterdrukken onder de dijk (macro stabiliteit).

Ontlastsloten

• omschrijving: Een ontlastsloot is een sloot aan de binnenzijde van de dijk die tot doel heeft de grondwaterpotentiaal in het watervoerende pakket direct achter de dijk te verlagen.
• doel: Verlagen van de opwaartse waterdruk in de lagen achter de dijk en onder de teen van de dijk om de kans op piping te verkleinen. Daarbij wordt tevens de macrostabiliteit vergroot;

Figuur 7.  Ontlastsloot i.p.v. stabiliteitsberm of pipingberm.

• duurzaamheid: Duurzaam;
• invloed op de omgeving: Door de vergroting van de macro stabiliteit en de verkleining van de kans op piping kan een steiler talud worden toegepast en/of een steunberm worden voorkomen. Wel wordt met name bij bij hoge rivierstanden de grondwaterstand verlaagd, dit kan invloed hebben op het ecosysteem;
• uitvoering: De sloot zal op gebruikelijke wijze worden gegraven. Soms moet er een filterconstructie op de bodem worden aangebracht of moet er ballast op de bodem van de sloot worden aangebracht om opbarsten te voorkomen. De grondwaterstand dient vooraf, tijdens en na het graven op verschillende plaatsen te worden opgenomen om de vooraf berekende invloed op de grondwaterstanden te controleren;
• kostenindicatie: De kosten van het graven van een sloot zijn gering, daar moeten de onteigeningskosten van de grond worden bijgeteld;
• herstelbaarheid: Herstelbaar;
• ervaring: Ruime ervaring;
• onderhoud: De sloten moeten regelmatig worden opgeschoond;
• uitbreidbaarheid: De sloten kunnen worden vergroot en verdiept;
• ontwerpaspecten: Macro stabiliteit, piping, de grondwaterstroming door de dijk, aanslibbing in de sloot en welvorming in de sloot.

Kwelschermen

omschrijving: Met een kwelscherm wordt de stroming van het grondwater in de watervoerende laag onder de dijk tegen gegaan.
doel: Verbreken van de grondwaterstroming in de watervoerende laag onder de dijk vermindert het gevaar van piping en verlaagt de opwaartse druk op de klei en veenlagen achter de dijk. Dit verhoogt de macro stabiliteit.

Figuur 8.  Kwelscherm i.p.v. pipingberm.

• duurzaamheid: De duurzaamheid van een kwelscherm hangt af van de materiaalkeuze van het scherm;
• invloed op de omgeving: Door toepassing van steilere taluds en/of het voorkomen van de aanleg van steunbermen kan bebouwing worden gespaard. Wel kan de waterstand enigszins worden verlaagd door de vermindering van de omvang van kwel, dit kan invloed hebben op het ecosysteem;
• uitvoering: Het scherm zal in de grond moeten worden aangebracht. Een damwand moet worden ingetrild of ingeheid. Kruisende kabels en leidingen zullen moeten worden verlegd. De waterdichtheid zal moeten worden gecontroleerd met peilbuizen, die de grondwaterstanden vooraf en achteraf vastleggen. kostenindicatie: Een scherm is in het algemeen een kostbare oplossing. De uiteindelijke kosten hangen af van de materiaalkeuze van het scherm en van de benodigde lengte;
• herstelbaarheid: Lekken in een scherm zijn moeilijk op te sporen en te herstellen;
• ervaring: Damwanden en houten schermen zijn op grote schaal toegepast, ook in dijken, kunststofschermen worden vaak in andere toepassingen gebruikt;
• uitbreidbaarheid: Het scherm is achteraf niet dieper te maken;
• ontwerpaspecten: Macro stabiliteit grondwaterstroming.

Kwelkaden

• omschrijving: Kwelkaden zijn kaden die aan de voet van de dijk worden aangebracht om daarmee het kwelwater uit de dijk op te vangen. De grondwaterstand in de dijk kan in dat geval relatief hoog blijven.
• doel: Door de vermindering van het verhang in de dijk neemt de kans op uittredend grondwater af en verbetert de microstabiliteit. Het tegengewicht van de kade verbetert de macro stabiliteit;
• duurzaamheid: Duurzaam;
• invloed op de omgeving: Door de aanleg van een kwelkade verandert het aanzicht van de dijk;
• kostenindicatie: De aanleg van een kwelkade is niet erg kostbaar. Wel moet er een extra strook worden onteigend of vrijgemaakt;
• herstelbaarheid: Herstelbaar;
• ervaring: Kwelkaden zijn in Nederland toegepast;
• onderhoud: Geen;
• uitbreidbaarheid: Eenvoudig op te hogen;
• ontwerpaspecten: Macrostabiliteit, zowel in droge als natte toestand, grondwaterstroming, lekkage door de kade.

Scherm in de dijk

• omschrijving: Met name in goed doorlatende dijken kan men overwegen de stroming door de dijk te beletten door het aanbrengen van een scherm in de dijk. In plaats van een scherm kan men ook een damwand plaatsen;
• doel: Verhinderen van stroming door de dijk en verbeteren van de microstabiliteit;

• duurzaamheid: De duurzaamheid is afhankelijk van de duurzaamheid van het materiaal van het scherm;
• invloed op de omgeving: Door verbetering van de microstabiliteit kunnen de taluds worden gehandhaafd of steiler worden opgezet. Het aanzicht van de dijk blijft daardoor bewaard en bebouwing kan worden gespaard;
• uitvoering: Er moet eerst een sleuf worden gegraven. In de sleuf moet vervolgens een bentoniet- of kleispoeling worden aangebracht. Wanneer echter de grondwaterstand langdurig laag is bestaat er gevaar voor uitdrogen van de slurry. Dit kan worden voorkomen door de juiste keuze van de klei of het bentoniet en voldoende breedte van de sleuf. Als alternatief kan ook gekozen worden voor een kunststof folie of scherm dat in een met steunvloeistof gevulde sleuf kan worden neergelaten;
  Een bijzondere vorm van een scherm is de zogenaamde kleikist. Een kleikist is een laag klei met beperkte breedte die tijdens de bouw van de dijk in de kern van de dijk wordt aangebracht. De kleikern wordt gemaakt uit klei en verdicht tijdens de bouw. De klei is naar verhouding stijver dan bij een achteraf gegraven wand en zal in het algemeen ook breder zijn;
• kostenindicatie: Het aanbrengen van een scherm, zeker als tot grotere diepte moet worden gegraven, kan kostbaar zijn;
• herstelbaarheid: Lekkages in een kunststofwand zijn niet herstelbaar, lekkages in een slurrywand als gevolg van uitdroging kunnen zich door vochtopname na verloop van tijd herstellen;
• ervaring: In Nederland is een toenemende ervaring met waterdichte wanden, met name bij afscherming van verontreinigde bodems worden dit soort constructies toegepast;
• onderhoud: De werking van het scherm zal regelmatig, ook in perioden met lage waterstanden, moeten worden gecontroleerd;
  uitbreidbaarheid: De constructie is niet eenvoudig uit te breiden
• ontwerpaspecten: Keuze van het toe te passen materiaal in het scherm, de vereiste dikte en controle van de waterdichtheid bij lage waterstanden.

Injectie watervoerende laag

Voor informatie over deze techniek wordt verwezen naar para­graaf 2.3