Interpretatie van peilbuiswaarnemingen i.g.v. onderstroming van hoog voorland (bij par. 2.3.6) - Bijlage 3

Interpretatie van peilbuiswaarnemingen i.g.v. onderstroming van hoog voorland (bij par. 2.3.6)

n figuur b3.15 is een geschematiseerde situatie gegeven van een dijk met hoog voorland.

Figuur b3.15 Rivierdijk met hoog voorland

Bij het onderlopen van voorland tijdens hoogwater is de situatie wezenlijk anders dan tijdens normale omstandigheden, wanneer de rivier in het zomerbed blijft. Bij de metingen moet hier rekening mee worden gehouden (model 3E). Niettemin is een peilbuismeting tijdens normale omstandigheden te gebruiken voor ontwerpomstandigheden met ondergelopen voorland, door gebruik te maken van de methode van cyclische of transiënte lekfactor. In het model WATEX is daartoe een drie-sectie situatie opgenomen.

Situatie bestaat uit 3 secties:

• rivierbed (met sliblaag)     λ”

• voorland (met toplaag)     λ’

• achterland (met toplaag)  λ

  Voor dit drie-sectie systeem is een fundamentele oplossing afgeleid. De gevonden uitdrukkingen zijn gecompliceerd en niet geschikt voor een eenvoudige toepassing. Voor willekeurige rivierstand (in het zomerbed) kan met WATEX een peilbuismeting uitgewerkt worden (kalibreren van gekozen materiaalparameters).

  Een vereenvoudigde aanpak is in sommige situaties mogelijk met behulp van cyclische lekfactoren, daarbij gebruikmakend van de in deze bijlage gepresenteerde formules. Het systeem wordt daarbij opgedeeld in twee subsystemen:

• rivier en voorland  λω”

• voorland en achterland  λω’

In het voorland en achterland worden in totaal 4 peilbuizen geplaatst, zoals in de figuur b3.15 is aangegeven. Peilbuizen A en B worden gebruikt om voor wisselingen in het zomerbed (droog voorland) de weerstand van rivierbodem en voorland vast te stellen. De hiervoor beschreven methode levert λω” en λω’.

Hierbij wordt verondersteld dat het achterland identieke eigenschappen bezit als het voorland. Als het voorland een lengte van betekenis heeft, dan is deze aanname gerechtvaardigd. Als criterium kan worden gesteld dat het achterland nauwelijks invloed heeft, als geldt dat de lengte van het voorland groter is dan de gevonden cyclische lekfactor:

L > λω’.

Vervolgens worden resultaten van peilbuis C en D benut om λω’ te bepalen. De gevonden waarden λω“ en λω’ zijn nu te gebruiken voor de analyse van het ontwerpniveau. Vanwege het onder water komen van de droge toplaag in het voorland wordt een extra weerstand (luchtinsluitingen) gemobiliseerd. In de hier gesuggereerde aanpak is die niet meegenomen.

Een complicatie vormt het feit dat het consolidatiegedrag in het voorland bij ontwerphoogwater wordt bepaald door compressie terwijl het in het achterland wordt bepaald door zwel. Compressie en zwel hebben te maken met respectievelijk belasten en ontlasten. De samendrukbaarheid van samendrukbare grond bij belasten is significant groter dan bij ontlasten. Derhalve is de λω’ waarin de samendrukbaarheid α voorkomt onder een 4e machtswortel:

λω’(:) 1/4√α, anders bij de bepaling met zomerpeilfluctuaties dan bij ontwerphoogwater.

Echter de samendrukbaarheid wijkt bij herbelasten weinig af van de waarde bij ontlasten. Bovendien zal het meestal zo zijn, dat de belasting boven de historisch extreme waarde gering is. Daarnaast wordt het feitelijk verschil in λω’ gereduceerd door de 4e machtswortel. Een orde van grootte van het effect van belasten boven de historisch extreme waarde zal daarom gering zijn.

In de literatuur [Bauduin & Barends, 1987] is een specifieke situatie uitgewerkt aan de hand van peilbuismetingen (zie figuur b3.16) voor een dijk met voorland. Uit de metingen is te zien dat er sprake is van significante demping, maar – vreemd genoeg – nauwelijks van vertraging (door volstromen van voorland vindt er een negatieve voorijling plaats). Het resultaat van de analyse in deze case/studie is een voorlandfactor van 90 m en een achterlandfactor van 300 m. Met deze informatie kan nu een willekeurige ontwerpsituatie worden geanalyseerd.

Figuur b3.16 Gemeten hoogwater in een dijkraai met voorland [Bauduin & Barends, 1987]