Erosie binnentalud - Bijlage 2

Bij een hoog overslagdebiet kan er erosie optreden ten gevolge van langs- of afstromend water. In dit hoofdstuk zal de rela­tie tussen overslagdebiet, taludhelling, en de categorieën grond en grasmat worden gelegd. Als drie van de vier parame­ters zijn gegeven, kan met behulp van de informatie uit dit hoofdstuk de vierde worden bepaald, waarmee een erosiebesten­dige constructie kan worden gerealiseerd.

Erosie

De definitie van erosie is dat een bewegend medium materiaal verwijdert uit een stilstaand medium. Het geërodeerde materi­aal is afkomstig uit het scheidingsvlak tussen beide media. Ten gevolge van erosie wordt vervolgschade (bijvoorbeeld een afschuiving) mogelijk gemaakt. Het bezwijkmechanisme is dan weliswaar afschuiven, erosie heeft dat proces in gang gezet. Een dergelijke vervolgschade wordt echter ook erosie genoemd.

Overslag

Erosie aan het binnentalud van dijken wordt voornamelijk veroorzaakt door water, dat over de kruin heen is gestroomd. Dat water is afkomstig van golfoverslag of overloop. De combi­natie van een hoge waterstand en golfoploop op het buitentalud kan overslag opleveren. Vanwege het onregelmatige karakter van golven moet bij overslag worden gedacht aan een verschijnsel, dat onder extreme omstandigheden incidenteel optreedt. Er stroomt zelfs bij een overslagdebiet tot 10 l/m's niet continu water over de kruin van de dijk, dat wil zeggen: het is niet zozeer overloop.

Er wordt van uitgegaan dat het water min of meer gelijkmatig in breedte verspreid over het talud loopt. Er mogen zich geen geulen of stroompjes vormen, waarin de waterstroom zich con­centreert. Als er wel geultjes zijn, heeft zich inmiddels een preferent pad gevormd. Er is dan in feite reeds lokale schade ontstaan. Die schade zal nog verder toenemen.

Debiet

Om de hoeveelheid overslag te kwantificeren, wordt het over­slagdebiet gehanteerd. De grootte van het overslagdebiet is een tijdgemiddelde maar niet het ruimtelijk gemiddelde. De tijdsduur waarover wordt gemiddeld, is enkele honderden golf­perioden. In zo'n interval zal er enkele tientallen keren water over het binnentalud zijn gestroomd.

Over het ruimtelijk gemiddelde kan heel moeilijk een uitspraak worden gedaan. De plaats waar water over een dijk heenstroomt, behoeft niet noodzakelijkerwijs het laagste punt van de dijk te zijn. De plaats waar overslag optreedt, wordt mede door de invalshoek van de golven (refractie) en de geometrie van het voorland bepaald. De plaats, waar op een dijk overslag optreedt, kan vooral bij een onregelmatig voorland moeilijk worden voorspeld.

Duur

Overslag wordt veroorzaakt door een hoge waterstand op het buitentalud. De tijdsduur verschilt voor een bovenrivierdijk sterk ten opzichte van een benedenrivierdijk. De maatgevende hoogwaterstand op een bovenrivier kan van de orde van 100 uur (dat is ongeveer 4 dagen) aanhouden. Het maatgevende hoogwater bij een benedenrivierdijk ten gevolge van het getij duurt 2 à 3 uur, maar door een storm kan deze periode worden ver­lengd tot 6 à 8 uur.

De maatgevende hoogwaterstand bij een bovenrivierdijk is het gevolg van gebeurtenissen, die stroomopwaarts hebben plaatsge­vonden. Meestal is dat de aanvoer van smelt- of regenwater. Bij een benedenrivierdijk wordt het maatgevende hoogwater meestal veroorzaakt door een storm.

Het optreden van storm en een hoge rivierwaterstand is niet gecorreleerd. Harde wind veroorzaakt evenwel bij een rivier echter wel een verhoogde golfbeweging. Op de rivieren zijn de golven in het algemeen van de orde van een halve meter hoog bij een karakteristieke periode van 2,5 à 3 seconden. Door die golven kan er ook overslag optreden. Daarom wordt er rekening gehouden met het optreden van een periode met harde wind tijdens de maatgevende hoogwaterstand. Die harde wind wordt veroorzaakt door een depressie, waarin een sterk windveld voorkomt. De periode dat er harde wind zal optreden, is gecorreleerd aan het voorbijtrekken van de depressie en dat duurt ongeveer een halve dag. Slechts in een klein gedeelte van die tijd zijn de golven zodanig hoog, dat er overslag optreedt. Ook bij een bovenrivierdijk wordt het binnentalud dus slechts enkele uren (3 à 5 uren) blootgesteld aan een belasting, die erosie kan veroorzaken.