Voor een veiligheidsanalyse van een dijk wordt in eerste instantie gekeken naar mechanismen die het dijklichaam zelf aantasten. Schade aan het buitendijks gebied kan echter ook de veiligheid van de waterkering verminderen. Als de schade een ontgronding tot in of vlakbij de waterkering betreft, kan daardoor de standzekerheid van de waterkering in gevaar komen of kunnen de golfbelastingen op de waterkering substantieel toenemen. Mechanismen die leiden tot schade aan het buitendijks gebied worden voorlandmechanismen genoemd.

Inleiding voorland

Het begrip voorland is gedefinieerd als het buitendijks terrein tussen de dijk en de rivier, of als de ondiepe waterbodem voor de teen van de dijk. Als er sprake is van een min of meer horizontaal gebied tussen de dijk en de geul van de rivier, dan spreekt men van een hoog voorland. Het is echter ook mogelijk, zoals bij een schaardijk, dat direct op de teen van de dijk een talud van de stroomgeul aansluit. In dat geval vormt het onderwatertalud tot aan het diepste punt van de geul het voorland.

Het voorland kan dus zowel geheel onder, als goeddeels boven water liggen, zelfs tot boven tamelijk extreme waterstanden.

Figuur 1 geeft een principeschets met definities van begrippen. Hierin is uitgegaan van de waterkering in de vorm van een dijklichaam, maar dit kan uiteraard ook een kunstwerk betreffen.

In een dwarsprofiel zijn taluds de schuin aflopende zijden. Veelal wordt aangenomen dat het talud zich onderscheid van kruin, berm of “horizontaal” deel van het voorland doordat het talud een helling heeft tussen 1:1 en 1:10.

De buitenteen van de dijk is de overgang van de reguliere buitentalud-bekleding naar het al of niet verdedigde voorland. Veelal is hier een teenschot aanwezig met buitendijks daarvan nog een teenbestorting.

In de figuur zijn twee lokale taludhoogtes (H_lok Hoogte van het talud in de vooroever, tussen geulbodem en tussenplateau, of tussen tussenplateau en hoog voorland [m]) en de totale taludhoogte (H_tot Totale hoogte van talud(s) in de vooroever, tussen geulbodem en hoog voorland, of bij ontbrekend hoog voorland, de teen van de dijk [m]) van de geul te onderscheiden. Als er een tussenplateau aanwezig is dat voldoende breed is, zal alleen de bovenste lokale geuldiepte criteria geven die van invloed zijn op de dijkveiligheid. Als het tussenplateau niet voldoende breed is, geeft de totale geuldiepte de criteria voor de dijkveiligheid.

Onderscheiden voorlandmechanismen

Drie mechanismen maken deel uit van de beoordeling van de stabiliteit van het voorland. Elk mechanisme wordt beschreven door een eigen artikel:

• Golfafslag voorland.
• Afschuiving voorland.
• Zettingsvloeiing voorland.

Hoogwatergedreven vervolgmechanismen

Omdat de mechanismen met betrekking tot het voorland normaliter niet direct leiden tot falen van de waterkering, maar wel indirect invloed hebben op de kans van optreden van mechanismen die wel hoogwater-gedreven zijn, worden dit indirecte mechanismen genoemd. De hoogwater-gedreven vervolgmechanismen betreffen directe mechanismen.

De voorlandmechanismen kunnen vervolgmechanismen op twee manieren beïnvloeden. Enerzijds kan de sterkte van de waterkering zijn aangetast omdat delen van het voorland of zelfs delen van de waterkering zelf zijn verdwenen. Anderzijds kan de belasting op de waterkering toenemen. Dat is het geval als de golfaanval op de waterkering wordt gereduceerd door het aanwezige ondiepe voorland en een deel van dat voorland is verdwenen als gevolg van een voorlandmechanisme. De belangrijkste directe mechanismen die beïnvloed kunnen worden door de voorlandmechanismen zijn:

• Erosie buitentalud (door schade tot aan het buitentalud door een voorlandmechanisme of door toename van de golfbelasting door minder golfbreking op het aangetaste voorland).
• Grasbekleding, erosie kruin en binnentalud (door kruinverlaging door een voorlandmechanisme of door toename van de golfoverslag door minder golfbreking op het aangetaste voorland).
• Piping (door reductie van de kwelweglengte door verschuiving van het intredepunt als gevolg van aantasting van het voorland).
• Buitenwaarts afschuiven (door ongunstiger geometrie van de vooroever; n.b. dit vervolgmechanisme is gerelateerd aan laagwatersituaties. Dit is dus ook een indirect mechanisme).
• Binnenwaarts afschuiven (door verschuiving van het intredepunt als gevolg van aantasting van het voorland verandert de waterspanningsverdeling in en/of onder de dijk).
• Overslag en/of overloop van het kunstwerk (door toename golfoverslag door minder golfbreking op het aangetaste voorland).
• Sterkte en stabiliteit van het kunstwerk (door toename van de golfoverslag door minder golfbreking op het aangetaste voorland).

Voor een zettingsvloeiing van het voorland van een dijk is een aantal vervolgmechanismen geïllustreerd in Figuur 2. Indien de zettingsvloeiing tot een extreme kruinverlaging leidt, kan dit, in combinatie met een laag achterland, zelfs direct tot een overstroming leiden. In het merendeel van de gevallen zal het indirecte mechanisme echter niet tot falen van de waterkering leiden, omdat na optreden voldoende tijd is voor herstel van de schade. De kans van optreden van voorlandmechanismen in combinatie met hoogwater is namelijk zeer klein.

Dammen en kunstwerken kunnen aan twee zijden een voorland hebben waar voorlandmechanismen een rol kunnen spelen.