Analytische modellen voor grondwaterstroming - Processen en modellen

Analytische modellen voor grondwaterstroming

In bijlage 4 is een aantal analytische oplossingen gegeven voor het bepalen van de stijghoogte in het watervoerend pakket, zowel voor een situatie met stationaire stroming als voor een situatie met niet stationaire stroming. Tevens is het op analytische oplossingen gebaseerde programma WATEX nader beschreven. In deze paragraaf is het overzicht gegeven van onderscheiden modellen.

Stationaire stroming

Oplossingen zijn gegeven voor:

Model 4A Stroming in een zandondergrond onder een ondoorlatende dijk met slecht doorlatende, afdekkende lagen in het voor- en achterland, zonder radiale intree of uittree van water. Hierbij zijn versimpelingen van de formules gegeven voor situaties met een uitgesproken breed voorland of achterland en voor situaties met een voorland of een achterland van beperkte breedte (zie par. b4.4).

Model 4B Stroming in een zandondergrond onder een ondoorlatende dijk, met ondoorlatende lagen in het voor- en achterland, en met radiale intree en uittree van water (zie par. b4.4).

Model 4C Stroming in een zandondergrond onder een ondoorlatende dijk en berm, waarbij binnendijks een grenspotentiaal optreedt (zie par. b4.4).

Niet stationaire stroming

Oplossingen zijn gegeven voor:

Model 4D Respons op een sinusvormige getijdegolf, onderverdeeld naar de situatie zonder en de situatie met voorland (zie par. b4.5).

Model 4E Bepaling potentiaal bij andere golfperioden (zie par. b4.5). Model 4F Superpositie van sinusvormige golven (zie par. b4.5).

Als bijzonder geval wordt in bijlage 4 in paragraaf b4.6 het opdrijven van het afsluitend pakket bij hoge buitenwaterstanden beschreven (zie figuur 2.9). Daarbij kan onderscheid worden gemaakt in de situatie met een enkele, relatief dunne afdekkende kleilaag rustend op een watervoerende zandlaag, en de situatie met een relatief dik pakket van verschillende afdekkende slappe lagen op een watervoerend pakket.

De wijze waarop de grenspotentiaal kan worden berekend is gegeven in bijlage b4.1.

Figuur 2.9 Waterspanningsverloop in watervoerende laag bij opdrijven, A: peilbuis buitendijks, B: peilbuis binnendijks

De lengte loodrecht op de dijk waarover opdrijven optreedt is uiteraard sterk afhankelijk van de duur van het hoge water.

De analytische oplossing is gegeven in bijlage 4. Daarbij is onderscheid gemaakt naar berekening van de opdrijflengte bij stationaire stroming (bijlage b4.6) en die bij niet-stationaire stroming (bijlage b4.7). Numerieke berekeningen hebben aangetoond dat de gegeven oplossing een overschatting oplevert (maximaal 50% afhankelijk van de laagdikte). Voor praktische toepassing is de analytische berekening een veilige methode.