Voor verkennende berekeningen kan het wenselijk zijn om te kunnen rekenen met een inschatting van de stijghoogte in het watervoerend pakket. Dit artikel beschrijft, voor een aantal sterk geschematiseerde situaties, eerste schattingen van die stijghoogte.

Inleiding

Voor de in dit artikel gepresenteerde eerste schatting van het stijghoogteverloop in het bovenste watervoerend pakket bestaat de belasting uit een extreem hoge buitenwaterstand.

Deze eerste schatting is alleen bedoeld voor een eerste globale beoordeling van het mechanisme afschuiven langs een diep glijvlak van het binnentalud bij een extreme buitenwaterstand. Een beschrijving van de eerste schatting voor de samendrukbare lagen is gegeven in de paragraaf Waterspanning in de samendrukbare lagen van het artikel Eerste schatting van waterspanningen. In de onderstaande figuren is, voor zover van toepassing ook steeds dat verloop van de waterspanningen in de samendrukbare lagen opgenomen.

De eerste schatting van de stijghoogte in het watervoerend pakket beperkt zich tot vier standaard dijktypen. Als de dijkopbouw duidelijk afwijkt van wat is aangenomen voor de standaard dijktypen, is een geavanceerder aanpak nodig. Zie daarvoor de afweging van rekenmodellen in het artikel Schematiseren waterspanningen.

Geval 1A en 2A: Klei- of zandkern op samendrukbare ondergrond

De inschatting van de stijghoogte in het eerste watervoerend pakket bij een extreme hoge buitenwaterstand is afhankelijk van het al dan niet opdrijven van de samendrukbare laag (zie figuur 1):

• Indien opdrijven niet aan de orde is, verloopt de stijghoogte in het watervoerend pakket horizontaal, via de punten A en B.
• Indien opdrijven wel aan de orde is, verloopt de stijghoogte via de punten A, C ter plaatse van de binnenteen, D, E en F.

Let op, in figuur 1 is het Waterspanningsverloop bij gemiddeld hoogwater (GWH) hydrostatisch weergegeven. In concrete gevallen zal het verloop in de kleidijk en het samendrukbare pakket hiervan vaak afwijken. Als er onder dagelijkse omstandigheden sprake is van kwel, zoals veelal het geval is in het achterland, zal de waterspanningstoename met de diepte niet hydrostatisch, maar meer zijn. Als er sprake is van inzijging van het freatisch vlak naar de aquifer, dan zal de waterspanningstoename met de diepte juist minder zijn.

Punt A ligt ter hoogte van de buitenwaterstand, de horizontale coördinaat van dit punt komt overeen met die van het intreepunt. Hoe de ligging van het (fictief) intreepunt te bepalen, staat voor de situatie waarin kan worden volstaan met een stationaire analyse in het artikel Intreepunt.

In de opdrijfzone L_opdr (van punt C naar punt D) treedt opdrijven op. De grenspotentiaal bepaalt de stijghoogte in de punten C en D.

Onderzoek heeft aangetoond dat opdrijven de potentiaal zodanig reduceert dat opdrijven van het gebied meer dan twee maal de deklaagdikte uit de dijkteen (= rechts van punt D) niet optreedt. Rechts van punt D verloopt de stijghoogte lineair onder een helling van 1 : 50 tot in punt E het niveau van gemiddeld hoogwater (GHW) is bereikt.

NB. het in figuur 1 aangegeven verloop van de freatische lijn en het daaraan gerelateerde waterspanningsverloop heeft betrekking op een kleidijk waarbij de ligging van de freatische lijn in het centrale deel van de dijk voor GHW en extreem hoogwater hetzelfde is aangenomen. Voor een zanddijk wordt aanbevolen om in het dijklichaam en de daaronder gelegen samendrukbare laag uit te gaan van een hydrostatische verdeling vanaf de freatische lijn tot aan de bovenbegrenzing van de indringingslaag, zie figuur 2.

Als er een sloot aanwezig is achter de dijk, dan is de deklaag lokaal minder zwaar. Het artikel Berekenen van de grenspotentiaal geeft aanwijzingen hoe daar bij het bepalen van de grenspotentiaal rekening mee te houden.

De stijghoogte in het eerste watervoerend pakket onder normale omstandigheden (bij GHW) bepaalt het waterspanningsverloop op de onderrand van de samendrukbare laag (de indringingslaag):

• Indien opdrijven bij GHW niet aan de orde is, verloopt de stijghoogte in het eerste watervoerend pakket horizontaal, via de punten G, E en F.

• Indien opdrijven onder normale omstandigheden wél aan de orde is, wordt het verloop van de stijghoogte op dezelfde wijze aangenomen zoals beschreven bij het bepalen van de stijghoogte bij extreem hoogwater.

Door langzame indringing in de samendrukbare laag van het effect van een verhoging van de stijghoogte in het eerste watervoerend pakket als gevolg van het extreem hoogwater (consolidatie) zal de waterspanning in de indringingslaag toenemen. Figuur 1 en 2 tonen hiervoor ook de schematisatie.

In het artikel Indringingslaag is aangegeven hoe te komen tot de dikte van de indringingslaag.

Geval 1B: Kleikern en zand als ondergrond

Voor dit geval verloopt de stijghoogte in het eerste watervoerend pakket bij een extreem hoogwater van punt A gelegen ter hoogte van de buitenwaterstand boven de buitenteen van de dijk naar punt B gelegen ter plaatse van de binnenteen, zie figuur 3. Door consolidatie aan de onderzijde van de kleidijk zal, ten gevolge van de stijghoogte in het eerste watervoerend pakket bij extreem hoogwater, de waterspanning in de indringingslaag toenemen zoals in de figuur is weergegeven. Hoe de dikte van de indringingslaag te bepalen staat in het artikel Indringingslaag.

Geval 2B: zandkern en zand als ondergrond

Als zowel de dijkkern als de ondergrond goed doorlatend zijn, dan zijn de waterspanningen hydrostatisch uitgaande van het freatisch vlak. Het artikel Eerste schatting van het freatisch vlak geeft de eerste schatting voor de ligging van het freatisch vlak.