Voor het schematiseren van de geohydrologische situatie kan worden uitgegaan van de aanpak die door het HWBP is ontwikkeld in het kader van de zogenaamde Geohydrologische Aanpak voor Piping [Brinkhuis, et al., 2020]. De tekst in dit artikel is grotendeels ontleend aan het GAP.

Stap 1: Opstellen conceptueel model

Allereerst dient de huidige situatie zo goed mogelijk begrepen te worden door alle relevante informatie over de ondergrond samen te brengen in een conceptueel model. Het conceptueel model vertelt het verhaal van de kering gericht op het faalmechanisme piping. Het conceptueel model beschrijft het geohydrologische gedrag en bestaat uit enkele schematische dwarsdoorsneden van de situatie en ondergrond waarin de mogelijke geometrie van de afzettingen, typische eigenschappen, verwachte afwisselingen en de intuïtief geschatte grondwaterstroming en kwelwegen worden geschetst.

Geologisch systeemgedrag

Allereerst is van belang om het geologisch systeemgedrag van het gebied te begrijpen. Denk hierbij aan de geologische ontstaansgeschiedenis waaruit de te verwachten opbouw van de ondergrond afgeleid kan worden, bijvoorbeeld de aanwezigheid van getijdeafzetting met klei-inschakelingen of zandige rivierbeddingafzettingen ingekapseld in een dikke deklaag. Verder is het belangrijk om in te schatten of belangrijke (klei)lagen in de ondergrond continu zijn, of ook lokaal afwezig kunnen zijn, en wat voor variatie in dikte van de deklaag kan worden verwacht op basis van afzettingsmilieu en menselijke activiteiten in het gebied.

Een veldbezoek na een korte bureaustudie is in deze fase belangrijk om te voorkomen dat aspecten over het hoofd worden gezien die van invloed zijn op piping en de opbouw van een grondwatermodel.

Opbouw ondergrond

Pas als het geologisch systeemgedrag goed is begrepen wordt de opbouw van de ondergrond bepaald. Deze is van belang om vast te kunnen stellen of de grondopbouw pipinggevoelig is en, als dit het geval is, dient als input voor geohydrologische analyses en pipingberekeningen. Denk hierbij aan de aan- of afwezigheid van een deklaag binnendijks en de dikte hiervan, de opbouw van het dijklichaam (zand-op-zand of niet), de grofheid van het zand, de dikte en opbouw van het watervoerend pakket, de aan- of afwezigheid van slecht doorlatende lagen in het voorland. Een eerste indruk van de verwachtte grondopbouw kan worden verkregen op basis van het SOS (Stochastische Ondergrond Schematisatie).

Let op: soms kunnen door het ontbreken van informatie meerdere mogelijkheden bestaan van de opbouw van de ondergrond. Hier moet rekening mee worden gehouden bij de keuze van de modelstudie, bijvoorbeeld in de vorm van scenario’s.

De aanwezigheid van pipingremmende maatregelen

In een dijktraject kunnen diverse constructies aanwezig zijn die een functie hebben om weerstand te bieden tegen het faalmechanisme piping. Denk hierbij aan ontlastconstructies, heaveschermen en pipingbermen. In de toekomst zijn naar verwachting ook innovatieve technieken aanwezig zoals VZG’s (verticaal zanddicht geotextiel), GZB’s (grofzandbarrière) etc.

Werking grondwatersysteem (geohydrologie)

Om het faalmechanisme piping te doorgronden is kennis over de werking van het grondwatersysteem essentieel. Hiervoor is het van belang om gebruik te maken van de kennis en gegevens die al aanwezig zijn, zoals een regionaal grondwatermodel en bij voorkeur peilbuismetingen (waarbij metingen gedaan zijn tijdens een hoogwatergolf waar het voorland onder water heeft gestaan). Ook hier geldt dat een veldbezoek essentieel is om aannames te valideren, denk aan slootdiepten, gaten in het voorland etc.

Historische gegevens en ervaringen van de beheerder

Historische gegevens en ervaringen van beheerders, zoals de locaties van zandmeevoerende wellen en de hoeveelheid kwel tijdens hoogwater, zijn waardevol om te gebruiken in een pipinganalyse. Deze informatie kan gebruikt worden om een plausibiliteitscontrole uit te voeren, relatieve pipingrisico’s te vergelijken en om bijvoorbeeld bewezen sterkte toe te passen.

Resultaten van eerdere beoordelingsrondes

Resultaten van eerdere beoordelingsrondes kunnen gebruikt worden als basis voor een pipinganalyse.

Stap 2: Keuze methode

Na het opstellen van het conceptueel model wordt bepaald welke geohydrologische methode het meest doelmatig is om de waterspanningen ten behoeve van de pipinganalyse vast te stellen. De waterspanningen kunnen worden bepaald met geohydrologische modellen in:

• 1D (analytisch)
• 2D
• 3D

In de Keuzehulp Geohydrologisch model staat beschreven welke methode wanneer geschikt is en worden handvatten geboden voor de afweging.

Stap 3: Analyses

Wanneer de methode om de waterspanningen te bepalen is vastgesteld, worden de analyses uitgevoerd.