Toepasbaarheid van de gedetailleerde toetsregel buiten de Zuidwestelijke Delta - Handreiking beoordeling Zettingsvloeiing

Hoewel de meeste ervaring waarop de toetsregels zijn gebaseerd voortkomt uit de Zeeuwse praktijk zijn er ook in het kader van het CUR onderzoek ervaringen uit de zandwinputten verwerkt. Deze ervaringen komen uit de regio’s Utrecht, Gelderland, Overijssel en Limburg. Hiermee is al enige ervaring in het rivieren gebied opgenomen. De statistiek is echter nog nooit goed vergeleken bij gebrek aan gedetailleerde gegevens en een iets andere context met betrekking tot de initiatie (baggeren versus erosie en getijdebelastingen).

Met betrekking tot de verschillen van de zanden weten we dat de getijdezanden uit Zeeland in de regel uniformer zijn en een kleinere D₅₀ hebben dan de rivierzanden. Een fijnere korrelverdeling impliceert een flauwer uitvloeiingsprofiel en dus een zekere mate van conservatisme bij de aangedragen regels voor het (boven)rivierengebied

Navolgend worden enkele (voorlopige) voorstellen gedaan waarmee de gedetailleerde toetsing in de toekomst zou kunnen worden aangepast voor situaties die afwijken van de vooroevers langs de Zeeuwse getijdegeulen.

Zowel de formule voor de kans van optreden (6.2) of (6.4) als die voor de kansverdeling van de uitvloeihelling γ zijn gebaseerd op gegevens over vloeiingen in Zeeland. De gevoeligheid van de kans van optreden voor taludhoogte, (reken)hellingshoek en relatieve dichtheid is wel gebaseerd op SLIQ2D berekeningen. Zoals aangegeven mag strikt genomen de gedetailleerde toets alleen worden toegepast op situaties die vergelijkbaar zijn met Zeeuwse situatie. Factoren die in gebieden buiten Zeeland kunnen afwijken ten opzichte van Zeeland, die waarschijnlijk een belangrijke invloed kunnen hebben op de kans op bezwijken van de waterkering ten gevolge van een zettingsvloeiing, maar die niet meegenomen zijn in hoofdstuk 3 zijn:

• de “beweeglijkheid” van de vooroevers ten gevolge van erosie

• de korrelgrootteverdeling van het zand

In navolgende twee paragrafen wordt kwalitatief aangegeven waar en op welke wijze bovengenoemde factoren meegenomen zouden kunnen worden in de gedetailleerde toetsing. De kwantificering ervan wordt uitgewerkt in SBW Faalmechanismen in losgepakt zand dat in 2011 start.

Andere variabelen die de kans op een zettingsvloeiing kunnen beïnvloeden, maar die in de gedetailleerde toetsing niet worden meegenomen, zijn versterkte erosie tijdens hoogwater en de snelheid van de daling van de waterstand na een hoogwater. Beide factoren kunnen een trigger voor een zettingsvloeiing zijn.

Beweeglijkheid van de vooroevers

Alternatief voor stap 6c: bepaal de kans op een zettingsvloeiing P(ZV):

Vergelijking (6.2) is afgeleid uit de statistiek van zettingsvloeiingen in Zeeland in de tijd dat vooroevers daar nog niet of nauwelijks verdedigd waren. De formule is toepasbaar in gebieden waar de situatie vergelijkbaar is: beweeglijke vooroevers, zoals ze in estuaria

voorkomen. Als de oever vastgelegd is, bijvoorbeeld door een erosiebestendige (voor)oeverbescherming, dan is de kans op een zettingsvloeiing praktisch verwaarloosbaar. Bij toepassing van de formule bij een oever die niet is vastgelegd, maar waarbij de beweeglijkheid veel kleiner is, is de kans kleiner; daar waar de beweeglijkheid groter is, is ook de kans groter. Eén en ander kan weergegeven worden met de factor e, met e = 1 als de beweeglijkheid gelijk is aan die van de onbeschermde Zeeuwse oevers en e = 0 als de oever in het geheel niet beweeglijk is. Vergelijking (0.3) zou als volgt aangepast kunnen worden:

Met: e = factor voor de beweeglijkheid van de oever, doorgaans 0 à 1 (-)

Korrelgrootteverdeling van het uitvloeiend zand

Alternatief voor Stap 6e: bepaal P(L>L_toelaatbaar). Zoals beschreven in paragraaf 6.3 kan de kansverdeling van door een normale verdeling met E_cotanγ15,9(= u_z) en σ_cotanγ=4,6. Deze kansverdeling is gebaseerd op vloeiingen in Zeeland in uniform zand met gemiddeld D₅₀» 200mm en D₁₀» 100 à 130_mm. De uitvloeihelling g ontstaat waarschijnlijk op dezelfde manier als de onderwater taludhellingen van kunstmatig in water opgebouwde zandlichamen, namelijk door sedimentatie uit een turbulente suspensiestroom, zoals beschreven in hoofdstuk 8 van [CUR 152, 1991]. Volgens formule (21) van die publicatie is de taludhelling tang recht evenredig met de “korreldiameter”. Binnen de korrelverdeling van een zand gaat het daarbij vooral om de kleinere korrels. De waarde van D10is een goede maat. Overeenkomstig kan dan aangenomen worden: