Controle van erosie kruin en binnentalud na een binnenwaartse afschuiving

Als er sprake is van een beperkte binnenwaartse afschuiving kan de kruin geheel of gedeeltelijk blijven staan. Het primaire mechanisme leidt dan niet meteen tot een overstroming. Maar het aangetaste dijk overblijft na een afschuiving kan alsnog falen doordat een vervolgmechanisme optreedt. Erosie van kruin en binnentalud is één van de mogelijke vervolgmechanismen die kan leiden tot falen van de waterkering en dus moet worden gecontroleerd.

In het kader van het WBI2017 is een beperkt onderzoek gedaan naar de sterkte van een dijk na een afschuiving [Van Hoven, et al., 2014]. In dit onderzoek is gekeken naar de mate van de te verwachten erosie na een afschuiving van een kleidijk bij golfoverslag.

De volgende tekst is, met enkele aanpassingen, overgenomen uit [Calle, 2002]:

Door een afschuiving ontstaat een bijna verticale klif die als gevolg van erosie door golfoverslag stroomopwaarts kan migreren over een bepaalde lengte. In de literatuur staat dit bekend als headcut erosie. De benodigde kruinbreedte voor de situatie tijdens extreem hoogwater (ontwerpwaterstand of waterstand bij de norm), kan in geval van golfoverslag met deze erosielengte worden vergroot.

Voor het berekenen van de erosie door golfoverslag na een binnenwaartse afschuiving moet rekening moeten worden gehouden met de erosiebestendigheid van de grond en de golfoverslagbelasting, bestaande uit het overslagdebiet, de golfhoogte en de tijdsduur. Uit het onderzoek volgt dat de modellen nog onvoldoende zijn gevalideerd voor de specifieke toepassing van headcut erosie door golfoverslag na een afschuiving, om de erosielengte precies te berekenen. Wel is het mogelijk gebleken om voor een kleiondergrond een veilige waarde te geven voor een overslagdebiet van 1 l/s/m. Voor overslagdebieten tot 1 l/s/m bedraagt de erosielengte in klei maximaal 1,5 m. Voor een overslagdebiet van 10 l/s/m is weliswaar een erosielengte bepaald maar gezien de onzekerheden in de studie wordt het niet aanbevolen daarmee te rekenen. Voor de situatie van overslag bij een zandondergrond wordt aanbevolen geen rekening te houden met de sterkte van het zand.

Bovenstaande betekent dat er geen betrouwbare waarden beschikbaar zijn voor kleidijken met een overslagdebiet van meer dan 1 l/m/s. In de analyses is rekening gehouden met een overloop/overslagduur van 6 uur. De tijd waarover een bepaald gemiddeld overslagdebiet optreedt, is niet voor elk dijkvak hetzelfde.

De beoordeling of afschuiven in combinatie met overloop/overslag leidt tot een zodanig falen van het dijkprofiel dat verlies van het waterkerend vermogen optreedt, dient uitgevoerd te worden voor de situatie:

1. Met de waterstand bij de norm zonder significant overloop/overslagdebiet.
2. Met significante overloop/overslagdebiet met bijbehorende waterstand.

Voor de situatie zonder significant overloop/overslagdebiet is een minimale kruinbreedte van 1,5 m vanwege de onzekerheid m.b.t. het intredepunt van het glijvlak voldoende.

Voor de situatie met significant overloop/overslagdebiet is een minimale kruinbreedte benodigd die gelijk is aan de erosielengte als gevolg van erosie door overloop/overslag plus 1,5 m vanwege de onzekerheid m.b.t. het intredepunt van het glijvlak plus de benodigde kruinbreedte i.v.m. een afschuiving van het dijkprofiel.

De benodigde sterkte van het dijkprofiel voor de situatie met significante overloop/overslag kan alleen maar onderbouwd worden toegepast bij kleidijken met een gemiddeld overloop/overslagdebiet tot 1 l/m/s.

Voor dijken met een zandkern kan geen sterkte van het zand in rekening worden gebracht.