Kader

Dit artikel geeft achtergrondinformatie bij het opstellen van schematisaties van de ondergrond. Het gaat in op de ontstaansgeschiedenis van de Nederlandse ondergrond. Dit is van belang omdat het gedrag van grondlagen afhangt van het afzettingsmilieu en de omstandigheden na afzetting.

Doel geologische gebiedsbeschrijving

Het doel van de geologische gebiedsbeschrijving is het maken van een inschatting van:

• De geohydrologische situatie, met name te verwachten stijghoogtes van het grondwater in watervoerende pakketten tijdens hoogwater.
• De voor het ontwerp van belang zijnde faalmechanismen.
• Het geohydrologische en geotechnische invloedsgebied van grondconstructies (breedte en diepte).
• De benodigde waterspanningsmetingen en grondonderzoek.

Op grond van geologische kennis en ervaring in het gebied wordt beoordeeld binnen welke geologische formaties mogelijk nog geulen, laagonderbrekingen etc. kunnen voorkomen, die met de beschikbare gegevens nog niet met voldoende betrouwbaarheid kunnen worden uitgesloten. Waar dit voor het ontwerp van belang is, kan dit in veel gevallen al in een vroeg stadium met stadium met geologisch, geotechnisch of geofysisch onderzoek worden geverifieerd.

Van belang is, dat de geologische gebiedsbeschrijving een voldoende betrouwbaar beeld van de ondergrond schetst, om bij bovenstaande inschattingen geen fundamentele vergissingen te maken. Een vergissing met mogelijk grote gevolgen vormt het missen van een watervoerende geul in de ondergrond of een oude rivierduin (donk).

De indeling van de ondergrond in verschillende lagen gebeurt op grond van de lithostratigrafie, dat wil zeggen op grond van de samenstelling van de lagen en de volgorde waarin ze zijn afgezet, en op grond van hun geotechnische eigenschappen, zoals bijvoorbeeld conusweerstanden en volumiek gewicht. Deze indeling geeft lagen die constant zijn in hun geotechnische eigenschappen, zodat ze rechtstreeks als geometrisch model kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld voor zettingsberekeningen en stabiliteitsonderzoek.

Geologie bovenrivierengebied

Nederland vormt het randgebied van een dalend bekken, het Noordzeebekken, dat in het Pleistoceen en Holoceen door sedimentatie is opgevuld. Deze voornamelijk fluviatiele sedimenten werden door de Rijn en de Maas aangevoerd. Tijdens de laatste twee ijstijden (Weichselien en Saalien) was het Noordzeebekken reeds grotendeels opgevuld, en doordat veel oppervlaktewater in gletsjers werd vastgelegd viel de Noordzee droog. Tijdelijk was er zelfs sprake van een poolwoestijn.

Een groot deel van de bovenkant van het Pleistoceen bestaat uit fluviatiele sedimenten, en buiten de vroegere rivierdalen uit dekzand dat tijdens de laatste ijstijd door de wind werd aangevoerd. Een algemeen beeld van de ligging van de rivierdalen is te zien in de geologische overzichtskaart van figuur 1. De dekzandgebieden bevinden zich aan weerszijden van de rivierdalen. Ze liggen in het algemeen bedekt onder de holocene afzettingen, behalve in de oostelijke en zuidoostelijke provincies, waar ze plaatselijk aan de oppervlakte zijn gebleven.

Aan het eind van het Weichselien, ongeveer 11.700 jaar geleden, begon de temperatuur geleidelijk te stijgen en startte het Holoceen. De temperatuurstijging zorgde wereldwijd voor een snelle zeespiegelstijging en de Noordzee begon weer vol te lopen.

Gedurende het Holoceen hebben de grote rivieren een grote verscheidenheid aan sediment afgezet. Naar de ontstaanswijze maakt men onderscheid in stroomgordel-, oever- en komafzettingen. De eerste zijn afgezet in het gebied waar de rivier actief gestroomd heeft: de meandergordel waar de rivierlopen zich voortdurend verleggen. Bochten werden afgesneden en nieuwe lopen ontstonden. De oeverafzettingen grenzen aan de stroomgordelafzettingen; zij zijn afgezet in de zone waar het water wanneer de rivier buiten zijn oevers trad, nog voldoende kracht had om zand mee te voeren, en vervolgens bij dalende stroomsnelheden weer af te zetten. Zij vormen de overgang tussen de stroomgordel- en komafzettingen, die daar ontstaan zijn, waar het stromende water bij hoge waterstanden tot rust kwam, zodat het slib bezonk. De komafzettingen bestaan voornamelijk uit klei. Plaatselijk komt aan de basis van de komklei veen of venige klei voor.

Ter illustratie is in figuur 2 een dwarsprofiel gegeven van het Komgebied van de Westelijke Liemers.

Uit het geschetste geologische beeld blijkt dat de Holocene afzettingen in de stroomdalen regelmatig doorsneden en onderbroken worden door verzande of dichtgeslibde riviergeulen van Holocene ouderdom, waardoor de geologische opbouw en de samenstelling van de ondergrond van het rivierengebied van plaats tot plaats sterk kunnen verschillen.

Geologie benedenrivierengebied

De geologische geschiedenis van het gebied in kwestie en de opbouw van de qua samenstelling en geotechnische eigenschappen verschillende grondlagen is in tientallen publicaties reeds uitgebreid behandeld. Hier wordt slechts de geologische informatie verschaft die van belang kan zijn bij de analyse van de te verwachten grondlagen en de interpretatie van het grondonderzoek nabij dijklichamen. Voor nadere informatie wordt verwezen naar de literatuur, en naar geologische, geomorfologische, bodemkundige en geohydrologische kaarten.

In het gebied van de benedenrivieren zijn met name vier geologische eenheden van belang: de pleistocene Formatie van Kreftenheye en de holocene Formatie van Naaldwijk, Formatie van Echteld en Formatie van Nieuwkoop.

Pleistoceen

De afzettingen die in het late Pleistoceen zijn gevormd, zijn:

1. Fluviatiele afzettingen: Formatie van Kreftenheye.
   De fluviatiele afzettingen, die het hoofdelement van deze pleistocene formatie vormen, zijn afgezet door de rivieren. Ze komen in heel het gebied voor. De top van deze pleistocene afzettingen ligt tussen N.A.P. -10 en -23 m. De afzettingen bestaan hoofdzakelijk uit middel- tot grofkorrelige zanden, plaatselijk vermengd met grind. Aan de bovenzijde worden deze rivierafzettingen steeds fijner, en bovenaan worden ze meestal afgesloten met een enkele decimeters dikke siltige en fijnzandige klei- of leemlaag (Laag van Wijchen).
2. Eolische afzettingen: Laagpakket van Delwijnen (Formatie van Kreftenheye). De eolische, door de wind afgezette zanden vormen onder andere rivierduinen, de zogenaamde donken. Het zand is fijn tot middelkorrelig en afkomstig van het destijds droogliggende rivierbed. De donken zijn gelijktijdig met of vlak na de afsluitende fluviatiele kleilaag afgezet. Ze liggen onregelmatig over het hele gebied verspreid en variëren sterk in dikte, van enkele decimeters tot 5 à 10 meter. Plaatselijk kunnen ze reiken tot aan het maaiveld.
3. Laagpakket van Delwijnen (Formatie van Kreftenheye)
   De eolische, door de wind afgezette zanden vormen onder andere rivierduinen, de zogenaamde donken. Het zand is fijn tot middelkorrelig en afkomstig van het destijds droogliggende rivierbed. De donken zijn gelijktijdig met of vlak na de afsluitende fluviatiele kleilaag afgezet. Ze liggen onregelmatig over het hele gebied verspreid en variëren sterk in dikte, van enkele decimeters tot 5 à 10 meter. Plaatselijk kunnen ze reiken tot aan het maaiveld.

Holoceen

De relevante afzettingen die in het Holoceen zijn gevormd, zijn:

1. Fluviatiele afzettingen: Formatie van Echteld

Aan de oostgrens van het benedenrivierengebied bevinden zich rivierafzettingen aan het oppervlak, meer naar het westen komen deze steeds dieper onder de getijdenafzettingen te liggen. De Formatie van Echteld bestaat uit komafzettingen (siltige klei en venige klei), oeverafzettingen (siltige tot zandige klei) en geulafzettingen (zand).

2. Duin- en Strandafzettingen: Laagpakketten van Schoorl en Zandvoort (Formatie van Naaldwijk)

De Duin- en Strandafzettingen bestaan uit fijn- tot middel korrelige zanden. Duinzanden zijn tot duinen opgewaaid strandzand dat direct nabij de zee is afgezet. De genoemde afzettingen komen alleen in het Westen voor, dicht bij de kust.

3. Getijdenafzettingen: Laagpakketten van Wormer en Walcheren (Formatie van Naaldwijk)

In het benedenrivierengebied zijn deze grotendeels afgezet in getijdenbekkens. Het oudere en dieper gelegen laagpakket van Wormer wordt van het laagpakket van Walcheren gescheiden door het Hollandveen. Van het Laagpakket van Wormer bestaat het onderste deel veelal uit zand, en het bovenste deel meestal uit klei. Het Laagpakket van Walcheren bestaan in de geulen meestal uit zand of zandige klei, en buiten de geulsystemen voornamelijk uit klei.

4. Organische afzettingen: Basisveen Laag en Hollandveen Laagpakket (Formatie van Nieuwkoop)

In de Formatie van Nieuwkoop worden een tweetal veenlagen onderscheiden: het Basisveen en het Hollandveen. De Basisveen Laag ontstond onder invloed van de stijgende grondwaterspiegels als gevolg van de stijgende zeespiegel. De laag ligt aan de basis van de Holocene afzettingen, vaak op de Laag van Wijchen in dit deel van Nederland, en bestaat vooral uit eutroof tot mesotroof bos- en rietzeggeveen. Het Hollandveen Laagpakket ontstond vanaf circa 7.500-6.500 jaar geleden, achter een steeds meer gesloten kustlijn en met steeds lagere snelheden van zeespiegelstijging. Veenvorming vond op veel plaatsen voor duizenden jaren plaats en er ontstond een metersdik pakket. Door latere bedekking met het Laagpakket van Walcheren en het ontginnen van het landschap is de dikte sterk afgenomen. In verschillende droogmakerijen is het veen afgegraven. Het Hollandveen kan zowel uit eutroof bos- en rietveen bestaan als uit oligotroof mosveen.

Geologie kustgebied

Het kustgebied van Nederland is in drie fysisch geografische regio’s in te delen; het zuidwestelijk zeekleigebied, het duingebied en het Fries-Gronings zeekleigebied. In deze drie regio’s zijn twee geologische eenheden van belang: de Pleistocene Formatie van Boxtel (Laagpakket van Wierden) en de Holocene Formatie van Naaldwijk.

Pleistoceen

De Pleistocene tijd wordt gekarakteriseerd door een afwisseling van koude (glaciale) en warme (interglacialen) klimaten. De laatste koude periode voorafgaand aan het Holoceen wordt Weichselien genoemd. Gedurende deze periode is de Formatie van Boxtel afgezet. In deze periode lag er geen landijs in Nederland, het was wel zo koud dat de ondergrond een groot gedeelte van het jaar bevroren was. Nederland was bedekt met een zogenaamde toendra vegetatie, bestaande uit enkele lage struiken en grassen. Deze begroeiing geeft slechts weinig bescherming tegen het wegblazen en elders weer afzetten van zand door de wind. Over heel Nederland (uitgezonderd in het rivierengebied) werd een dunne bedekking van eolisch zand afgezet, vandaar de naam dekzand waaronder het Laagpakket van Wierden ook wel bekend staat.

De eolische, door de wind afgezette zanden zijn fijn tot middelkorrelig, waarin lokaal leemlaagjes en grindsnoertjes kunnen voorkomen. Verschijnselen ten gevolge van vorstwerking komen veelvuldig voor. De dekzanden liggen als een deken over het hele gebied verspreid en variëren sterk in dikte, van een enkele meter tot circa 10 meter.

Holoceen: het zuidwestelijke zeekleigebied

Het zuidwestelijk zeekleigebied wijkt naar erosie- en sedimentatiepatroon sterk af van het Fries-Gronings zeekleigebied en het duinengebied. Een belangrijke oorzaak is het voorkomen van grote riviermondingen. Daarnaast is het aanwezige getijdenverschil in Zuidwest Nederland groter door stuwing van de vloedstroom in het nauw van Calais.

In het zuidwestelijk zeekleigebied bevinden zich vier afzettingstypen met ieder een eigen lithologie, te weten:

1. Duin- en strandafzettingen.
   Voor een beschrijving wordt verwezen naar de beschrijving van de duin- en strandafzettingen behorende tot de Formatie van Naaldwijk bij benedenrivieren. Voor het zuidwestelijk zeekleigebied geldt dat de genoemde afzettingen alleen dicht bij de kust voorkomen.
2. Mariene afzettingen.
   Voor een beschrijving wordt verwezen naar de beschrijving van de mariene afzettingen behorende tot de Formatie van Naaldwijk bij benedenrivieren. Voor het zuidwestelijk zeekleigebied geldt dat het Laagpakket van Walcheren plaatselijk als plaatafzetting is ontwikkeld.
3. Fluviatiele afzettingen.
   De fluviatiele afzettingen aan de oostkant van het zuidwestelijk zeekleigebied behoren tot de Formatie van Echteld. Dit zijn rivierafzettingen die onder invloed van de zeespiegelstijging zijn afgezet. In het zuidwestelijk zeeklei gebied worden afzettingen aangetroffen, die bestaan uit klei met dunne laagjes veen. De dikte van deze afzettingen varieert tussen de 1 en 2 meter.
4. Organische afzettingen.
   Voor een beschrijving wordt verwezen naar de beschrijving van de organische afzettingen behorende tot de Formatie van Nieuwkoop bij benedenrivieren.

Holoceen: het duinengebied

Het duingebied omvat de kuststrook ten westen van de lijn Groet-Alkmaar-Velsen-Haarlem-Leiden-Voorburg-Monster. Het duingebied kan worden ingedeeld in twee morfogenetische eenheden, namelijk de jonge- en oude duinen. Tijdens het begin van het Holoceen werden voor de kust strandwallen gevormd. Plaatselijk werd het strandwallencomplex door riviermondingen doorbroken. Op de strandwallen werden de oude duinen gevormd. De jonge duinen zijn in de vroege middeleeuwen gevormd. Tussen de strandwallen zijn mariene sedimenten afgezet en kon zich veen ontwikkelen. De Formatie van Naaldwijk omvat in het duinengebied drie afzettingstypen met ieder een eigen lithologie, te weten:

1. Duin- en strandafzettingen.
2. Mariene afzettingen.
3. Organische afzettingen.

In aanvulling daarop. Het Laagpakket van Walcheren bestaat in het duingebied hoofdzakelijk uit een kleibedekking van 1 tot enkele meters. Alleen op de plaatsen waar het strandwallencomplex door riviermonden werden doorbroken, kunnen zanden van het Laagpakket van Walcheren voorkomen. Voor de Formatie van Nieuwkoop in het duinengebied geldt dat de dikte van het basisveen maximaal 1 meter bedraagt.

Holoceen: het Fries-Groningse zeekleigebied

In het Fries-Gronings zeekleigebied ligt het Pleistoceen vrij ondiep en duikt naar het noorden weg. Op de Pleistocene ondergrond is tijdens het Holoceen een pakket mariene afzettingen afgezet en hebben zich kustvenen gevormd.

De Formatie van Naaldwijk omvat in het Fries-Gronings zeekleigebied twee afzettingstypen met ieder een eigen lithologie, te weten de mariene afzettingen en de organische afzettingen.