Grand Sluice, Boston,

Korte omschrijving project (locatie, doel van de monitoring, opdrachtgever)

De locatie is langs de westelijke dijk langs ‘The Haven’, direct stroomafwaarts van Grand Sluice in Boston (Groot Brittannië). Dit is op de grens van een betrekkelijk groot gebied dat in de 17e eeuw met Nederlandse kennis in cultuur is gebracht. De dijken, kanalen en de waterhuishouding zijn daarom redelijk vergelijkbaar met de Nederlandse situatie, maar met wat grotere afmetingen dan hier gangbaar en een getijverschil van 3 tot 6 meter. Daarnaast liggen de huidige veiligheidsstandaarden lager dan tegenwoordig in Nederland.

De betreffende dijk vertoont problemen met kleinschalige afschuiving aan de buitenteen; regelmatig schuift een moot grond met een volume van enkele tientallen kubieke meters af. Het belangrijkste onderzoeksdoel was om te bepalen om het hier betreft om lokale ondiepe afschuivingen of dat er ook sprake is van gevaar op dieper afschuivingen.

Figuur 4.56 De betreffende dijk langs “The Haven”

De metingen worden verricht in opdracht van EU project Urban Flood met medewerking van Environment Agency (East Anglia).

Wat is er gemeten? (parameters, meetinstrumenten)

De navolgende instrumentatie is toegepast; GeoDetect glasvezelkabels verweven in geotextielmatten over een lengte van 300 meter nabij de buitenkruinlijn en halverwege het buitentalud, hierbinnen drie raaien met elk twee volautomatische hellingmeetbuizen (type ‘SAAF’, leverancier: Measurand), bijbehorende waterspanningsmetingen met een aan GeoBeads verwante techniek (type ‘SAPP’, leverancier: Measurand), een tweetal ‘traditionele’ waterspanningsmeters verdeeld over twee van de drie raaien en eveneens in twee van de drie raaien elk twee strengen GeoBeads, één in de buitenkruinlijn (6 GeoBeads) en één halverwege het talud (2 GeoBeads); totaal 16 GeoBeads.

Figuur 4.57 Locatie van de geïnstrumenteerde dijk langs “The Haven”

De navolgende metingen zijn uitgevoerd; GeoDetect: temperatuur en rek gemiddeld over iedere meter. SAAF: lokale tilt (t.o.v. verticaal, in twee onderling loodrechte richtingen) over de gehele hoogte van een in stijve, glaciale klei (vergelijkbaar met London Clay) verankerde buis, waarmee een verplaatsingsprofiel over de hoogte te krijgen is met continue metingen iedere voet (30,48 cm). SAPP en ‘traditionele’ waterspanningsmeters: waterspanningsmetingen. GeoBeads: waterspanningen, lokale tilt (t.o.v. verticaal, in twee onderling loodrechte richtingen) en temperatuur.

Figuur 4.58 Locatie van de geplaatste instrumenten in de dijk langs “The Haven”

De metingen zijn uitgevoerd in de periode april/juni 2011 (verschilt per leverancier).

Wat is het eindresultaat van de metingen?

De meetresultaten van de verschillende instrumenten zijn geïnterpreteerd en hebben uiteindelijk aangetoond dat er geen gevaar is voor diepere glijcirkels.

Zijn er bijzonderheden te melden?

Bij dit meetproject, onderdeel van Urban Flood, worden veel parameters dubbel gemeten, waterspanningen lokaal zelfs drievoudig. Dit biedt in principe zéér goede mogelijkheden tot cross-validatie van de verschillende meettechnieken.

4.21 Rheindeich (K7), Rees, Duitsland (EU FP7 UrbanFlood)

Korte omschrijving project (locatie, doel van de monitoring, opdrachtgever)

Als onderdeel van het Europese UrbanFlood-project is langs de Rijn nabij Emmerich, bij het waterschap Bislich-Landesgrenze, een locatie gezocht voor monitoring op piping. Uit een vijftal locaties is er een gekozen net stroomopwaarts van de stad Rees, in sectie 10 in Figuur 4.59.

Figuur 4.59 Rijndijk (rechteroever) in Duitsland tussen Bislich en de Nederlandse grens

De dijk, met een regionale ontsluitingsweg op de kruin, heeft hier een hoogte van 5 tot 6 meter en taluds van 1:3, zie ook Figuur 4.60. Het waterschap meldt problemen met kwel en stabiliteit. Om problemen met zandmeevoerende wellen te vermijden wordt bij hoogwater het binnendijkse gebied niet of slechts beperkt bemalen, hetgeen plaatselijk tot ernstige wateroverlast zorgt.

Figuur 4.60 Dijk bij laagwater (links: binnendijks, rechts: buitendijks, let op de vijver)

Wat is er gemeten? (parameters, meetinstrumenten)

Ter voorbereiding op een dijkversterking is grondonderzoek uitgevoerd waarbij gemiddeld iedere paar honderd meter enkele boringen en sonderingen zijn gemaakt in een dwarsprofiel. Bij het onderhavige dijkvak is dat in twee doorsneden gebeurd, zie Figuur 4.61. Figuur 4.62 en Figuur 4.63 tonen de betreffende dwarsprofielen.

Figuur 4.61 Detailoverzicht van grondonderzoek

Figuur 4.63 Dwarsprofiel bij km 7,820

Als monitoring zijn er gecombineerde waterspannings-, temperatuur- en tiltmeters geplaatst in beide doorsneden, zie Figuur 4.64 en Figuur 4.65. Daarbij is in elke doorsnede een luchtdrukmeter geplaatst als referentie. Verder is binnendijks met een gestuurde een verwarmbare glasvezelkabel (zie ook §8 in bijlage A en bijlage B) aangebracht in de zandlaag, nabij de bovenkant daarvan, volgens het tracé aangegeven met de gestreepte lijn in Figuur 4.61, op variabele diepte. Het buitendijkse waterniveau wordt gemeten in de vijver die ook zichtbaar is in Figuur 4.60, via de grindlagen wordt deze verondersteld in contact te staan met de rivier. Volgens omwonenden valt deze vijver slechts zelden droog.

Figuur 4.65 Posities integrale sensoren in dwarsprofiel 7,820

Het doel van de metingen is om de grondwaterstroming te traceren met behulp van de temperatuurmetingen, met aan de binnenkant van de dijk eventuele variaties daarin met behulp van de glasvezelkabel. Dit kan dan gecontroleerd worden aan de hand van de waterspanningen, die ook gebruikt kunnen worden voor stabiliteitsanalyses. Met de tiltmetingen kunnen eventuele vervormingen worden gemeten, waarvoor de stabiliteitsanalyses ook weer ondersteuning kunnen bieden.

Wat is het eindresultaat van de metingen?

De waterspanningsmetingen rond de jaarwisseling 2011/2012 zijn weergegeven in Figuur 4.66 en Figuur 4.67. De glasvezelmetingen zijn uiteindelijk niet uitgevoerd en de overige metingen zijn grotendeels niet gepresenteerd vanwege de twijfels die de waterspanningsmetingen oproepen, zie onder het volgende kopje.

In een deel van de metingen is de invloed zichtbaar van de pompactiviteiten iets stroomafwaarts van de meetlocaties. Dit blijkt uit een betrekkelijk hoogfrequente ‘zaagtandcurve’. De positionering roept echter vragen op, zie onder het volgende kopje.

Figuur 4.66 Waterspanningsmetingen in dwarsprofiel 7,690 rond de jaarwisseling 2011/2012.

Figuur 4.67 Waterspanningsmetingen in dwarsprofiel 7,820 rond de jaarwisseling 2011/2012.

Zijn er bijzonderheden te melden?

Het ontbreken van de metingen met de geïnstalleerde glasvezelkabel is op zichzelf al eigenaardig. Daarnaast zijn er diverse bijzonderheden te melden over de data die wel beschikbaar is: de metingen van de atmosferische druk zijn strijdig, er lijken instrumenten verwisseld te zijn en de meting van het waterpeil is onbetrouwbaar.

In Figuur 4.68 zijn alle gemeten drukken getoond voor dezelfde periode als hiervoor. In aanvulling op de eerdere grafieken staan hier ook de beide luchtdrukmetingen in, aangeduid als RA met het cijfer van de betreffende raai. Instrument G2 ontbreekt hierin, dat was kennelijk uitgevallen. Merkwaardig is ook dat de druk in diverse instrumenten gedurende langere tijd beduidend lager is dan de atmosferische druk. Overigens zijn alle waterspanningsmetingen die in deze paragraaf gecorrigeerd voor de luchtdruk zijn weergegeven, gecorrigeerd voor de luchtdruk in de eerste meetraai.

Figuur 4.68 Gemeten absolute (totaal)drukken voor alle instrumenten

De beide luchtdrukdrukmetingen lijken nagenoeg over elkaar heen te vallen. Figuur 4.69 toont de verschillen tussen beide instrumenten. Deze zijn aanzienlijk: gemiddeld 4 kPa, met vrij veel variatie en uitschieters tot meer dan 10 kPa, ofwel 10 cm waterkolom. Wanneer deze metingen accuraat zijn, dan zou er permanent een storm met heftige windstoten staan. Dit komt niet overeen met de werkelijkheid en is een onnodige bron van onnauwkeurigheid. Merk op dat dit hier alleen ontdekt is doordat er meerdere luchtdrukmetingen zijn uitgevoerd.

Figuur 4.69 Verschillen tussen beide luchtdrukmetingen (ruim 100 meter uit elkaar)

Wat betreft de waterspanningsmetingen onderling is het onduidelijk hoe de respons van met name instrument G1 ten opzichte van E1 en A1 kan worden verklaard, terwijl heel raai D meer achterblijft. Ook de sterke verandering in E1 nà 7 januari is moeilijk te verklaren, gelet op de geringe veranderingen in E1 daarvóór. Voor wat betreft de respons op de pompactiviteiten benedenstrooms (dus voorbij km 7,82) is het moelijk te begrijpen waarom dit ter plaatse van B1 zo groot is, zeker in vergelijking met het meer nabijgelegen E2. Het lijkt er op dat er verscheidene instrumenten met elkaar verwisseld zijn. Instrument B1 zou dan eigenlijk één van de instrumenten in een zandlaag in de andere raai kunnen zijn. Dergelijke achterafredeneringen dienen echter vermeden te worden.

Tot slot: de meting van het waterpeil. In Figuur 4.70 zijn de metingen in A1 uitgezet over een langere periode en vergeleken met de waterstand bij Lobith, een kleine 30 kilometer stroomafwaarts (gemeten langs de rivier). Het instrument A1 is regelmatig drooggevallen. Dit lijkt te gebeuren bij een waterstand van ongeveer NAP+11m bij Lobith. Na het verlies van contact met het open buitenwater zakt het peil langzaam, om bijvoorbeeld begin juni 2012, bij een waterstand onder de NAP+11m, weer gedeeltelijk te stijgen. Opmerkelijk is dat een dergelijke stijging zich niet voordeed bij een vergelijkbare waterstand rond 10 december 2011. Het lijkt er op dat de buis met het instrument op een betrekkelijk hoog niveau bij de vijver geplaatst is. Eenduidigheid in de metingen ontbreekt, mogelijk is hercalibratie na iedere keer droogvallen noodzakelijk, ondanks de stelling van de leverancier dat dit niet zo is.