Erosiebestendigheid van de toplaag van grasdijken: vernieuwde inzichten uit overloopproeven op het binnentalud van de Scheldedijk in de Hedwige- en Prosperpolder
Van Daele, A.; Vandenbussche, A. (2021). Erosiebestendigheid van de toplaag van grasdijken: vernieuwde inzichten uit overloopproeven op het binnentalud van de Scheldedijk in de Hedwige- en Prosperpolder. MSc Thesis. KU Leuven, Faculteit Industriële Ingenieurswetenschappen: Brugge. xviii, 132 pp. |
| Available in | Authors | | Document type: Dissertation
|
| Keywords | ANE, Netherlands, Westerschelde, Hedwigepolder; Belgium, Zeeschelde, Prosperpolder [Marine Regions]
| | Author keywords | levee; inner slope; grass cover; erosion models; failure mechanisms; overflow |
| Authors | | Top | - Van Daele, A.
- Vandenbussche, A.
- Rauwoens, P., revisor, more
- Depreiter, D., revisor, more
| | |
| Abstract | Naar aanleiding van de stijgende zeespiegel die ervoor zorgt dat laag geleden gebieden meer en meer bedreigd worden door overstromingen moeten maatregelen getroffen worden in het versterken van dijken. Overstromingen in het verleden zoals in 1953 (Nederland) en in 1976 (België) lieten zien welke rampzalige gevolgen zich kunnen voordoen wanneer dijken niet aangepast zijn aan het ondergaan van grote hydraulische belastingen. De grote schade die werd opgemeten vergrootte het besef van het maatschappelijk belang van dijken. In deze context werd in Vlaanderen het Sigmaplan ontwikkeld om de lagergelegen gebieden in Vlaanderen te beschermen tegen overstromingen van de Schelde en haar zijrivieren.
In het kader van het Sigmaplan zullen zowel dijken versterkt worden als bufferzones gerealiseerd worden. Een bufferzone zal een waterloop ontlasten door water te capteren bij hoog water. Hierdoor zullen hoogwaterpieken afvlakken en het risico op overstromingen dalen. Onderdeel van het Sigmaplan is de ontpoldering van de Hedwige- en Prosperpolder en de afbraak van de Scheldedijk in Doel. Op deze dijk werden overloopproeven uitgevoerd met als doel nieuwe inzichten te verwerven in het gedrag van het binnentalud wanneer deze wordt belast met een constante hydraulische belasting. In deze thesis wordt de toelaatbare hydraulische belasting die op het binnentalud mag aangrijpen gekwantificeerd en wordt bestudeerd welke faalmechanismen kunnen leiden tot het falen van de grasbekleding op het binnentalud.
De faalmechanismen spitsen zich vooral toe op de toplaag van de dijk. De toplaag is belangrijk voor de bescherming van de dijk. Het merendeel van de dijken in België en Nederland zijn bekleed met een graslaag. Deze graslaag zorgt voor de bescherming van de erosiegevoeligere toplaag zodat erosie van de bodem sterk wordt gereduceerd. In vele gevallen bestaat het binnentalud niet uit een egaal beklede grasmat. Discontinuïteiten zoals kale plekken, schade door mens of dier vormen hierin een eerste aangrijpingspunt voor erosie. Het is belangrijk met deze schadeplekken rekening te houden in het bepalen van de maximaal toelaatbare hydraulische belasting.
Om een inschatting te maken van de maximale hydraulische belasting worden eerder opgestelde analytische modellen geanalyseerd. Hierin kunnen twee methodes, die elk een kritische drempelwaarde begroten, van elkaar onderscheden worden. Een eerste methode bepaalt een kritische schuifspanning die mag aangrijpen op de het binnentalud. Hierin wordt onderscheid gemaakt tussen het type ‘materiaal’ waarop de schuifspanning zal aangrijpen: grasbekleding, kale grond waarin een wortelnetwerk aanwezig is en kale grond zonder wortelstelsel. De kritische schuifspanningen worden bepaald via erosiemodellen van Temple. De tweede methode bepaalt een kritische stoomsnelheid via de vernieuwde inzichten van van den Bos. Van den Bos gaat ervan uit dat de erosie eerst zal aangrijpen op de erosiegevoelige plekken op het binnentalud. De erosiegevoelige plekken zijn kale plekken waar gras geen bescherming meer kan bieden aan de ondergrond. Via deze methode kan vervolgens een maximale stroomsnelheid worden bepaald als een functie van de overlooptijd.
Tijdens de overloopproeven werd zeer geringe erosie waargenomen op plaatsen waar de toplaag volledig beschermd werd door de grasbekleding. Plaatsen met discontinuïteiten vertoonden echter een significant versneld erosieproces. De meetdata uit de overloopproeven werden gebruikt om de analytische erosiemodellen toe te passen op de Scheldedijk. Hieruit werden inzichten verworven over de erosiebestendigheid van de dijk. |
|
