Algemeen
Het ontwerp van maatregelen ter voorkoming van opbarsten en piping verloopt volgens dezelfde methoden en rekenregels als die in hoofdstuk 5 zijn beschreven. Maatregelen bij nieuwe of bestaande constructies zullen in het algemeen volgens de methode van Sellmeijer of volgens het heave criterium worden ontworpen. Met name bij dijken in het getijdegebied kan het noodzakelijk zijn om rekening te houden met instationaire aspecten. In deze paragraaf worden de methoden en rekenregels niet herhaald. Er wordt hier uitsluitend kwalitatief ingegaan op maatregelen en er wordt een globale kostenindicatie gegeven.
Mogelijke maatregelen ter voorkoming van piping of heave en de dimensionering daarvan worden in dit hoofdstuk behandeld. Er zijn verschillende maatregelen mogelijk. De verschillen worden voornamelijk veroorzaakt doordat op verschillende aspecten van het faalmechanisme wordt ingegrepen.
Bij het ontwerpen van maatregelen moeten allereerst de randvoorwaarden aan belasting- en sterktekant te worden vastgesteld.
Aan de belastingkant is dat een ontwerpmaat voor waterstandsverschillen over de waterkering, die tot opbarsten, piping of heave kunnen leiden. Normaliter speelt de hoogwaterstand (rivier-, zee- of meerstand) en de binnenwaterstand (of maaiveldpeil) een rol. Verwachte ontwikkelingen daarin gedurende de beoogde planperiode dienen daarbij te worden geschat (verwachte toenames van rivier-, zee- of meerstanden, maaivelddaling en aanpassingen van peilbbeheer).
Het Technisch Rapport Ontwerpbelastingen voor het rivierengebied (TROB) [ENW, 2007c] en het bijbehorende Addendum I [ENW, 2008] geven aanwijzingen t.a.v. de te verwachten (ontwikkelingen van) rivierstanden. Hierin is de de robuustheidstoeslag ten aanzien van de hoogwaterstand opgenomen. Voor zeestanden moet voor de beoogde planperiode gerekend worden met het KNMI scenario voor zeespiegelrijzing (inclusief een robuustheidstoeslag en te verwachten bodemdaling). Voor het ontwerpen van meerdijken wordt verwezen naar het Addendum I bij de Leidraad Zee- en Meerdijken [ENW, 2009].
In het bijzonder ook bij kunstwerken moet worden nagegeaan of ook vervallen over de waterkering onder ‘dagelijkse’ omstandigheden maatgevend kunnen zijn (hoogwater binnen, laagwater buiten).
Aan de sterktekant kunnen randvoorwaarden ten aanzien van de ruimte voor maatregelen (en verwachte ontwikkelingen hierin) ontwerpbeperkingen vormen.
Ten aanzien van veiligheidsfactoren op piping bij het ontwerpen van maatregelen wordt aanbevolen tabel 7.1 te gebruiken. Alleen wanneer het belang dit noodzakelijk maakt, kan overwogen worden veiligheidsfactoren verder te optimaliseren (analoog aan tabel 7.2), waarbij nagegaan dient te worden of de hierin genoemde pipinggevoelige lengtes houdbaar zijn gedurende de beoogde planperiode voor de maatregel. Ook moet worden nagegaan of te verwachten latere benodigde aanpassingen niet (teveel) door de ontwerpkeuze worden beperkt. De waarden in Tabel 7.2 zelf zijn alleen in het kader van de toetsing te gebruiken.
Afhankelijk van eventuele beperkende randvoorwaarden zijn dit mogelijke opties voor maatregelen:
-
verlengen van de horizontale kwelweg (buiten- of binnendijks);
-
voorkomen van het opbarsten van de kleilaag binnen de kritieke kwelweglengte;
-
verkleinen van het verval;
-
verlengen van de verticale kwelweg;
-
voorkomen van het uitspoelen van zand.
In de navolgende paragrafen wordt achtereenvolgens op deze mogelijkheden ingegaan. Daarbij wordt tevens aangegeven of er relaties zijn met (maatregelen in verband met) andere faalmechanismen. In Figuur 8.1 t/m Figuur 8.3 zijn de maatregelen schematisch weergegeven.
In de daaropvolgende paragraaf wordt ingegaan op specifieke aspecten bij kunstwerken. Bovendien wordt een kwalitatieve vergelijking van de kosten van de verschillende maatregelen weergegeven. Eveneens wordt apart aandacht besteed aan de invloed van bomen en leidingen in of nabij een waterkering. Bij toetsing of ontwerp worden vaak impliciet of expliciet voorwaarden voor het beheer in dagelijkse situaties en tijdens hoogwater gesteld. Er wordt een overzicht van mogelijke voorwaarden voor het beheer gegeven, waarbij wordt aangegeven in welke situatie deze van belang zijn.
Opmerking:
Het is geen optie om repressieve maatregelen (beheersmaatregelen tijdens noodsituaties) in veiligheidsoverwegingen mee te nemen. Om de effecten van menselijk handelen mee te kunnen nemen als onderdeel van het systeem dat veiligheid tegen overstromen waarborgt, dient tenminste aan volgende eisen te worden voldaan:
-
Procedures voor menselijk ingrijpen dienen met een bepaalde minimale betrouwbaarheid te zijn vastgesteld. De procedures dienen te worden nageleefd en geoefend.
-
De betrouwbaarheid van de aan te brengen constructies, bijvoorbeeld kist rondom een wel, dient op dezelfde wijze te worden aangetoond als voor andere onderdelen van de waterkering.
Repressieve maatregelen zijn nooit beproefd onder maatgevende omstandigheden. Hun betrouwbaarheid is daarom onvoldoende aangetoond. Daarom moet men rekening houden met de kans op menselijk falen tijdens de uitvoering ervan. Het volstaan met repressieve oplossingen is dus geen realistische optie voor de kortere en middellange termijn [ENW, Vrijling et al., 2010].
