Belastingen op een waterkering
De belasting op de waterkering bestaat in de eerste plaats uit het drukverschil tussen de buitenzijde en binnenzijde van de waterkering ten gevolge van waterstandsverschillen.
Voor de representatieve waarde van de dominante belasting op de buitenzijde van de water- kering dient te worden uitgegaan van het Toetspeil, welke op basis van [V&W-HR 2011], kan worden vastgesteld. Er moet ook rekening worden gehouden met de daarin aangegeven correctie in verband met de verwachte hoogwaterstijging in de planperiode. Voor een toetsing conform [V&W-VTV 2011] waarbij de ’planperiode‘ vijf jaar is, behoeft deze correctie niet te worden toegepast. Conform de aanpak in [TRWG-Ad 2007] dient bij het Toetspeil met een belastingfactor van s = 1,0 rekening te worden gehouden. Dit Toetspeil, dat op basis van stochastische berekeningen is bepaald, is gerelateerd aan de Normfrequentie. Evenals in [TRWG-Ad 2007] worden onzekerheden als gevolg van andere waterstanden in de schadefactor verdisconteert via het benodigde betrouwbaarheidsniveau (nodig).
De in rekening te brengen waterdruk tegen de binnenzijde van de waterkering dient zodanig te worden bepaald, dat de kans per jaar op overschrijding van de ontwerpwaarde van de verschildrukken kleiner is dan de normfrequentie: bij een sterk gereguleerd peil kan een constant peil worden aangehouden, statistische analyse inclusief correlatie verdelingsfuncties waterstanden binnen- en buitenzijde (indien mogelijk). In [TRWG-Ad 2007] worden de uitgangspunten aangegeven die leiden tot de stelling, dat het er in de praktijk over het algemeen op neerkomt dat kan worden uitgegaan van het polderpeil.
N.B. Het aan de polderzijde aanhouden van een hoger freatisch niveau dan het polderpeil, bijvoorbeeld gelijk aan het maaiveldniveau, leidt wel tot een afname van de korrel- spanningen (en dus een vermindering van de weerstand tegen opdrijven). Maar bij een sloot binnendijks zal door een hoger polderpeil tevens een hoger tegenwerkend moment in de stabiliteitsanalyse optreden.
Behalve met de hierboven genoemde belastingen door waterstandsverschillen moet ook rekening worden gehouden met mogelijke bovenbelastingen. Dit zijn onder andere verkeers- belastingen, omdat de waterkering tijdens hoogwateromstandigheden toegankelijk moet zijn voor rijdend materieel ten behoeve van beheersmaatregelen, en bovenbelastingen als gevolg van de (tijdelijke) opslag van materialen. Indien van toepassing, dan moet ook rekening worden gehouden met ijsbelastingen op de waterkering en belastingen als gevolg van scheepsaanvaringen of aanvaringen met drijvende voorwerpen. Andere belastingen, zoals bolderkrachten, zijn tijdens hoogwateromstandigheden minder van belang.
De bovengenoemde belastingen (en de van toepassing zijnde belastingfactor) worden vaak door de dijkbeheerder voorgeschreven of kunnen aan andere TAW/ENW-leidraden en
-richtlijnen worden ontleend. De grootte van de in rekening te brengen verkeersbelasting wordt bijvoorbeeld in [TRWG-Ad 2007] voorgeschreven.
N.B. Bovenop de veiligheid die met de schematiseringsfactor in rekening wordt gebracht, behoeft in eindige elementen analyses geen rekening te worden gehouden met veiligheidsmarges op geometrische grootheden zoals de kerende hoogte van een constructief element en het grondwaterstandsverschil hierover hetgeen aansluit bij de vigerende leidraden en technische rapporten voor waterkeringen. Dit in tegenstelling tot de aanpak van [CUR166 2005] bij het toepassen van klassieke rekenmodellen. Wel
dient bij het toetsen van een dijk rekening te worden gehouden met eventuele zetting van de kruin de komende vijf jaar.
Freatische lijnen en stijghoogten
De (grond)waterspanningen in de geometrie dienen te worden aangebracht door in de betreffende rekenfases (een combinatie van) freatische lijnen in de grondlagen en stijg- hoogten in watervoerende zandlagen te definiëren. Daarbij wordt onderscheid gemaakt naar:
-
PL0: horizontale freatische lijn gelijk aan het polderpeil
-
PL1: freatische lijn onder normale omstandigheden, eventueel inclusief opbolling in dijk
-
PL2 freatische lijn onder extreme omstandigheden, eventueel inclusief opbolling in dijk
-
PL3: stijghoogte in het diepe zand onder normale omstandigheden
-
|
t.b.v. peil
|
(grond)waterpeil
|
waarde
|
|
PL0
|
polderpeil
|
[m NAP]
|
|
|
PL1
|
opbolling in dijklichaam
buitenpeil onder normale omstandigheden
|
[m NAP]
[m NAP]
|
|
|
PL2
|
buitenpeil onder extreme omstandigheden (MHW) indringlengte (in horizontale zin het buitentalud in)
|
[m NAP]
[m]
|
|
|
PL3
|
stijghoogte zand onder normale omstandigheden
indringdiepte (in verticale zin de onderkant van het pakket slappe lagen in)
|
[m NAP]
[m]
|
|
|
PL4
|
stijghoogte zand onder extreme omstandigheden:
|
[m NAP]
[m NAP]
[m NAP]
[m]
|
|
PL4: stijghoogte in het diepe zand onder extreme omstandigheden
Voor een dijk met constructies dient er eventueel rekening te worden gehouden met de invloed van de constructieve elementen op de freatische lijnen PL1 en PL2.
STAP 5 – Vaststellen hydraulische en geohydrologische randvoorwaarden
Het bepalen van het verloop van de waterspanningen in dijk en ondergrond kan plaatsvinden door de waterspanningen te genereren uit op te geven freatische lijnen en stijghoogten of door middel van een grondwaterstromingsberekening (zie paragraaf 5.5). In tabel 4.2 worden de benodigde hydraulische en geohydrologische gegevens voor de toetsing samengevat.
N.B. Indien er wat betreft de geohydrologische randvoorwaarden onvoldoende (meet)gegevens voorhanden zijn, dan kan voor op basis van [TRWD 2004] een conservatieve inschatting van worden gemaakt.
Tabel 4.2 Samenvatting hydraulische randvoorwaarden ten behoeve van fasering
