Een dijk kan van binnenuit verzwakken zonder dat je daar aan de buitenkant iets van ziet. Water dat onder de dijk doorstroomt, kan zand meenemen en zo de dijk langzaam uithollen. Hoe voorkomen we dat? Samen met kennisinstituut Deltares onderzoek en we hoe we dit risico kunnen tegengaan met heaveschermen: constructies die het onderstromen van dijken moeten voorkomen. Afgelopen week zijn de nieuwste proeven uitgevoerd. En met succes!
Het gevaar zit soms onder de grond
Een dijk moet ons beschermen tegen hoogwater. Maar wist je dat een dijk ook van binnenuit kan verzwakken? Bij hoogwater kan water onder de dijk doorstromen en onderweg zandkorrels meenemen. Zo ontstaan kleine gangen onder de dijk. Die kunnen steeds groter worden waardoor de dijk uiteindelijk kan bezwijken. Dit noemen we piping.
Om dit te voorkomen, kunnen we een scherm diep in de grond plaatsen. Zo'n scherm houdt het water tegen en verlengt de weg die het water onder de dijk moet afleggen. In dit onderzoek richten we ons op zogenoemde heaveschermen. Daarbij kijken we ook naar wat er gebeurt als de waterdruk achter het scherm zo hoog wordt dat het zand omhoog wordt gedrukt en zijn stevigheid verliest. Dat noemen we heave.
(vierde van achteren) en projectleider Timo Gilling (derde van achteren) namen een kijkje.
Waarom onderzoeken we heaveschermen?
Bij veel dijkverbeteringen is er weinig ruimte voor andere oplossingen zoals het aanleggen van een berm aan de binnenkant van de dijk. Een heavescherm kan dan een aantrekkelijke oplossing zijn. Maar er bestaat nog geen eenduidige manier om te berekenen hoe zo'n scherm moet worden ontworpen. Hierdoor kiezen waterschappen bij het ontwerp vaak voor een ruime veiligheidsmarge. Dit kan ertoe leiden dat schermen groter en langer worden uitgevoerd dan vanuit technisch oogpunt noodzakelijk is, met onnodig hoge kosten en materiaalgebruik tot gevolg.
Samen met Deltares onderzoeken we daarom hoe heaveschermen precies werken. Het doel is om betrouwbare rekenregels te ontwikkelen die bij verschillende dijkverbeteringen gebruikt kunnen worden. Zo kunnen we heaveschermen in de toekomst beter en gerichter ontwerpen. Het onderzoek wordt mede mogelijk gemaakt door een subsidie van het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP).
In een eerder artikel vertelden we al over dit fundamentele onderzoek.
Proeven steeds dichter bij de werkelijkheid
Om te onderzoeken hoe heaveschermen onder verschillende omstandigheden werken, hebben we samen met Deltares in hun Geomodelhal (een grote onderzoeksruimte voor proeven met grond en water) een speciale testopstelling gebouwd.
De afgelopen week zijn hier nieuwe proeven uitgevoerd. Deze bouwen voort op eerdere testen maar vinden plaats in een grotere opstelling die de situatie bij een echte dijk beter nabootst. Zo brengen we extra gewicht aan om de druk van de grond boven het scherm na te bootsen. Met grote buizen voeren we water toe en creëren we verschillende waterdrukken en stromingen.
In eerdere proeven konden we met camera's, sensoren en een rode vloeistof goed volgen hoe water en zand zich door de opstelling bewogen. De nieuwe opstelling biedt de mogelijkheid om onder nog realistischere omstandigheden te testen.
De proeven van afgelopen week zijn goed verlopen. Daarmee hebben we weer waardevolle stappen gezet in het onderzoek naar de werking van heaveschermen.
"Onze dijken moeten ons beschermen als het water hoog staat. Daarom is het belangrijk dat we niet alleen weten hoe een dijk er aan de buitenkant bij ligt, maar juist ook begrijpen wat er onder de grond gebeurt. Door samen met Deltares te testen en kennis op te bouwen, kunnen we onze dijken steeds beter beschermen tegen hoogwater", zegt onze directeur waterveiligheid Leo Smit.
Werken aan veilige dijken
Hoe diep moet een heavescherm in de grond zitten? Hoe reageert het scherm op hoge waterdruk? En hoe voorkomen we dat zand onder de dijk vandaan spoelt? Door deze vragen samen met Deltares te onderzoeken, krijgen we steeds beter inzicht in hoe heaveschermen werken en hoe we ze in de praktijk kunnen toepassen. Die kennis helpt ons om dijken gericht te versterken en beter te beschermen tegen hoogwater.