Pilot Dayulan langs de Yellow River China

De informatie is voornamelijk afkomstig van Frans van den Berg (Deltares) en [Van den Berg, 2012]

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

Dit pilotproject is uitgevoerd door AGT Nederland, Deltares en TNO in samenwerking met de Chinese overheid, de YRCC (Yellow River Conservancy Commission)

De locatie van dit pilotproject is langs de Yellow River ( ) en is in 2012 uitgevoerd. De pilot werd uitgevoerd op krib #24 bij de Dayulan werken in Wuzhi County juist ten noordoosten van Zhengzhou in de provincie Henan.

Het grootste gedeelte van de tijd staat het waterniveau op deze locatie laag (ongeveer 8 m minus de kruin van de krib), maar vanaf medio juni stijgt het waterpeil van de Yellow river tot 4 m minus de hoogte van de kruin van de krib. Het rivierniveau op dit punt van de Yellow river zal stijgen als gevolg van de opening van het reservoir stroomopwaarts (Xiaolangdi dam) tijdens het begin van het regenseizoen.

In Figuur 4.50 is het bovenaanzicht afgebeeld van de pilot locatie inclusief de plaats van de verschillende sensoren.

Figuur 4.50 Bovenaanzicht van de pilot-locatie, waaronder de locatie van de sensors

Wat is er gemeten? (parameters, meetinstrumenten)

In eerste instantie is een analyse uitgevoerd van alle faalmechanismen die relevant zijn voor deze locatie. Het resultaat van de analyse is dat er twee bedreigingen van deze locatie zijn erosie aan de teen van de dijk en macrostabiliteit.

Om deze zijn faalmechanismen te monitoren zijn er op deze locatie verschillende sensoren geplaatst:

Waterspanningsmeters van het type GeoBeads (Alert Solutions) om de waterspanningen te meten, op de verschillende diepten en locaties binnen de dijk.

Optische glasvezels ingeweven in een geotextiel van het type GeoDetect (TenCate) Hiermee kunnen al in een vroeg stadium de kleinste vervormingen in de grond en veranderingen in temperatuur en spanning worden geregistreerd.

De GeoBeads-sensoren (zie ook paragraaf A.21) worden geïnstalleerd op drie verschillende dwarsdoorsneden. Elke doorsnede bestaat uit 6 sensorlocaties. Deze komen overeen met de posities die nodig zijn om de dijk stabiliteit “real time” te kunnen monitoren. In Figuur 4.51 zijn de locaties weergegeven.

Figuur 4.51 Locations GeoBeads in cross section A Groyne #24

Naast de sensors in de dijk is er ook een sensor in de rivier geplaatst om de hoogte van het rivierpeil te meten.

De GeoBeads zijn met behulp van een sondeerwagen geïnstalleerd. Zie Figuur 4.52.

Figuur 4.52 Installatie methode van de GeoBeads op de krib

Dijkstabiliteit

De metingen van uit de GeoBeads dienen als input voor de Dijk Analyse Module (DAM), een platform van Deltares welke automatisch berekent wat de sterkte van de dijk is, gegeven een hydraulische belasting (in dit geval “real time”). Het gaat om een semi 3-dimensionale bepaling van de sterkte van de dijk. Dit betekent dat doorsneden worden geschematiseerd van een driedimensionaal terreinmodel en aangevuld met puntobservaties van de bodemstructuur. Uit deze doorsneden kan de stabiliteit worden bepaald.

Voor dit project zijn elke tien minuten de stabiliteitsberekeningen voor de verschillende dwarsprofielen uitgevoerd.

Optische glasvezel-systeem in geotextiel.

Het optische glasvezel systeem (type: TenCate GeoDetect ®) combineert een geotextiel waarin sensoren zijn verwerkt middels het insluiten van optische kabels. Een foto van de glasvezel geweven in geotextiel wordt gegeven in Figuur 4.53. Zie ook paragraaf A.14.

Figuur 4.53 Optische glasvezel-systeem in geotextiel

De gecombineerde meting van spanning en temperatuur in een enkele strook geotextiel helpt de opsporing van kritieke gebeurtenissen langs de dijk:

Spanningsveranderingen treden op wanneer er grondinstabiliteit optreedt. Temperatuurschommelingen kunnen een waterstroom detecteren in de dijk. De resolutie van de sensor is 1 meting per 1 m.

Het doel van de optische sensoren is vooral de detectie en de lokalisatie van beweging van grond en stenen beweging langs de teen van de dijk, vanwege de grote erosie van de rivier. Andere kribben naast de pilotplaats hebben reeds aangetoond dat externe erosie resulteert in verplaatsing van de stenen aan de teen van de dijk.

Het meest kritische gebied is het bij een hoge waterstand , wanneer de watersnelheden en de turbulenties het hoogst zijn , en als er niets zichtbaar is vanwege de hoge troebelheid van het water.

Er zijn op twee niveaus sensoren geïnstalleerd:

Een overeenkomstig met de hoogste waterstand op het tussenliggende platform.

Een langs het geërodeerde deel van de hoofddijk, in de oksel van de kribben tussen # 23 en # 24 . De helling van dit deel wordt herbouwd ( helling 1V: 2H ) en bedekt met een laagdikte van 50 cm stenen voor beschoeiing. De helft van de sectie is beschermd met een geotextiel voor bodemfiltratie, overeenkomend met de standaard ontwerpregels.

Figuur 4.54 Installatie van de optische kabel in de geotextiel en de sondeerwagen op de krin voor de installatie voor de GeoBeads

Wat is het eindresultaat van de metingen? GeoBeads

Op basis van de huidige beschikbare tijdreeksen van de GeoBeads, blijkt dat de infiltratiediepte zeer hoog is. De krib reageert zeer direct op de verandering van het waterpeil in de rivier. Zie Figuur 4.55. Dit wordt veroorzaakt door de zeer zanderige lagen (conusweerstand> 4 MPa) lagen van de onderste lagen van de krib en de zanderige ondergrond.

Figuur 4.55 Stijghoogte metingen, dwarsprofiel A

Optische glasvezel

De eerste resultaten van de GeoDetect toont bij het begin van het project, een verhoging van de vervorming van het tussenplatform. De oorzaak van de aanvankelijke vervorming wordt voornamelijk veroorzaakt door het aanbrengen van de stenen onmiddellijk na de installatie van de sensoren.

Zijn er bijzonderheden te melden?

Er zijn plannen om deze pilot uit breiden over een gebied van circa 70 km.