Livedijk Ameland (Wetterskip Fryslân) – piping tijdsafhankelijk

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

De Waddenzeedijk van Ameland maakt onderdeel uit van dijkringgebied 2 (normfrequentie 1/2000 jaar). In de tweede toetsronde is de zeedijk gedeeltelijk afgekeurd. Dit deel is opgenomen in het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP).

Wetterskip Fryslân is de beheerder van de waterkering en heeft Witteveen+Bos opdracht gegeven om de versterkingsmaatregelen te ontwerpen. Over een aangesloten traject van circa 300 m zijn op dit moment pipingmaatregelen opgenomen in het voorkeursalternatief (VKA). Daarbij is uitgegaan van de vigerende rekenregel van Sellmeijer. Worden de nieuwe inzichten gehanteerd die de afgelopen jaren zijn ontwikkeld binnen het programma Sterkte Belastingen Waterkeringen onderdeel piping, dan zijn over een langer traject maatregelen noodzakelijk.

Het waterschap wil graag: i) weten of de huidige voorziene maatregelen verder geoptimaliseerd kunnen worden, ii) beter de gevolgen in kaart brengen van de nieuwe inzichten, indien de nieuwe rekenregel formeel wordt vastgesteld en iii) bijdragen aan het lopende onderzoek naar piping door een deel van de waterkering beschikbaar te stellen voor aanvullend onderzoek.

Het is niet mogelijk om alle vragen rondom piping te onderzoeken. Er is daarom expliciet voor gekozen om het onderzoek te richten op zeedijken en dan vooral op de invloed van een dynamisch waterstandverloop op de kans op piping.

Het faalmechanisme piping zoals hier beschouwd is kan in principe alleen optreden indien een cohesieve laag (doorgaans klei of veen, maar het kan ook een constructie zoals een betonnen keermuur zijn) over een zandlaag heen ligt, er sprake is van een significant waterstandsverschil (een groot verval over de kering) en die zandlaag voldoende contact maakt met het bovenstroomse water, zodat er een kwelstroming kan optreden.

Het hoofddoel van het project is het verkrijgen van kennis over piping ter plaatse van zeedijken. Deze kennis moet leiden tot:

Versterking Waddenzeedijk Ameland:

- Geoptimaliseerd ontwerp van de versterkingsmaatregelen.

- Meer inzicht in de gevolgen van de opgedane kennis uit het onderzoeksprogramma SBW voor zeedijken.

IJkdijk: LiveDijk projecten:

De hoofddoelstellingen van de LiveDijk projecten onderzoek kunnen als volgt worden verwoord:

- Bewaken van de veiligheid (waaronder early warning) van de afgekeurde dijken tot deze zijn verbeterd.

- Het leveren van aanvullende informatie over de opbouw van bodem en dijk, ten behoeve van het optimaliseren van de versterkingswerkzaamhen.

- Het monitoren van de dijkvakken voor, tijdens en na de verbeterwerken ten einde het beheer en onderhoud te kunnen optimaliseren (o.a. de toetsing op veiligheid en reguliere onderhoudswerkzaamheden).

- Het opdoen van nieuwe kennis over het gedrag van dijken, wijze van toetsing, etc. SBW:

- Bijdragen aan het lopende onderzoek naar piping door een deel van de waterkering beschikbaar te stellen voor aanvullend onderzoek.

- Het genoemde pipinggevoelige traject kan een proefproject zijn voor het uittesten van de nieuwe piping regels, met name gericht op de nieuwe criteria voor het starten van een pipe in relatie tot de locale gradient.

De volgende partijen zijn betrokken bij het project:

Wetterskip Fryslân: beheerder van de projectlocatie en verantwoordelijk voor het versterkingsproject Waddenzeedijk Ameland.

Witteveen+Bos: adviseren van het waterschap voor het versterkingsproject Waddenzeedijk Ameland.

Deltares: uitvoering programma SBW en inhoudelijk betrokken bij het IJkdijk- ontwikkelprogramma (partner binnen de Stichting IJkdijk).

Stichting IJkdijk: penvoerder en coördinator IJkdijk-ontwikkelprogramma.

Wat is er gemeten? (parameters, meetinstrumenten)

Monitoring richt zich op het verkrijgen van informatie voor het kunnen behalen van de hoofddoelstellingen. De geselecteerde dijk is gevoelig voor piping, zo blijkt uit de toetsing. De resultaten van de toetsing geven echter reden om aan te nemen dat met aanvullend onderzoek tot een ander oordeel gekomen zou kunnen worden.

Aanvullend op de parameters die juist hiervoor gemeten worden, zijn in onderstaande lijst ook andere parameters vermeld die passen in het concept LiveDijk van Stichting IJkdijk. Tot een definitieve afweging van te monitoren parameters wordt later in het project gekomen. In ieder geval worden parameters gemeten die betrekking hebben op piping.

Waterstand buitenwater. Waterstand binnendijks.

Waterdruk in de dijk (puntmetingen). Waterspanning en temperatuursverschillen.

- Aan de teen van de dijk (ruimtelijk zeer frequent). - Onder de dijk (indien mogelijk).

Beweging van de dijk (x, y en z coördinaten) gerelateerd aan het dijkprofiel en door beweging veroorzaakte veranderingen hierin (optioneel).

Kwel met remote sensing (optioneel). Vervorming met remote sensing (optioneel).

Specifieke locaties, invalshoek en technieken van de diverse metingen hangen af van de locatiespecifieke omstandigheden. Er wordt op twee verschillende locaties gemeten: nabij km 2.4 (referentielocatie) en nabij km 7.0 (op piping afgekeurde locatie).

Eventuele mogelijkheden zijn opgenomen in onderstaande schematische weergave, zie Figuur 4.31.

De rode sterren geven aan waar in het geval van een early warning belangrijke signalen worden gegeven. Deze locaties zijn belangrijk voor de identificatie van de verschillende faalmechanismen.

InTech maakt gebruik van een infraroodcamera. Deze techniek berust op het op afstand meten van de uitstraling van infrarood van de waterkering met hoge resolutie. Daarmee kunnen temperatuurverschillen worden gedetecteerd. Zie Figuur 4.32

Figuur 4.32 Metingen Intec

Figuur 4.33 Locatie puntmetingen op de binnenberm van de waterkering (situatie 7 maart 2013)

Er wordt tevens gemeten met de grondradar. Deze is gericht op twee aspecten:

Het detecteren van eventueel aanwezige holtes/onregelmatigheden in de ondergrond. Om een beter beeld van de ondergrond te verkrijgen.

Voor het eerste aspect is het belangrijk dat dit met enige regelmaat gebeurt voor, tijdens en na een storm (hoogwater), omdat dit mogelijk een manier is om pipingkanaaltjes vroegtijdig te kunnen detecteren. Als deze metingen niet herhaaldelijk worden uitgevoerd, kan kennis hieromtrent ook niet worden opgebouwd.

Voor het tweede aspect is in het monitoringsplan opgenomen dat het maken van dwarsprofielen eenmalig nodig is en niet meer tijdens de andere meetperioden. Na het maken van de dwarsprofielen is de ondergrond beter in beeld gebracht, inclusief het door of aflopen van de kleilaag in het voorland. Ook eventueel de richting en lengte van eventueel aanwezige onregelmatigheden wordt op deze manier in beeld gebracht.

Tijdens die andere meetperioden gaat het dan voornamelijk om het ruwweg controleren op onregelmatigheden (holtes) in de ondergrond, omdat het vermoeden is als er holtes aanwezig zijn, deze in de dwarsrichting op de dijk zullen lopen.

Wat is het eindresultaat van de metingen?

De resultaten van de metingen worden momenteel bestudeerd.

Zijn er bijzonderheden te melden?

Nog niet.