Onderzoek faalmechanisme piping Waddenzeekust

We onderzoeken in samenwerking met Deltares en Fugro het faalmechanisme piping (zanderosie onder de dijk) aan de Friese Waddenzeekust. De proefopstelling staat in de Vijfhuisterdijk boven Hallum. Het onderzoek duurt een week en is onderdeel van het landelijke Hoogwaterbeschermingsprogramma.

Inhoud van deze pagina

    Doel van de proef

    We onderzoeken de sterkte van het getijdenzand aan de Friese Waddenzeekust en of hier het faalmechanisme piping (zanderosie onder de dijk) kan ontstaan. Er zijn wel rekenmodellen voor rivierzand, maar niet voor getijdenzand. Een nieuwe rekenmodel voor dijken op getijdenzand is nodig, omdat uit eerdere onderzoeken blijkt dat getijdenzand twee tot drie keer minder gevoelig is voor het ontstaan van piping dan rivierzand.

    Faalmechanisme piping

    Bij het faalmechanisme piping stroomt er, door het verschil in waterstand aan beide kanten van de dijk, water met zanddeeltjes onder de dijk door. Hierdoor ontstaan kleine tunnels onder de dijk waar water en zanddeeltjes telkens sneller doorheen spoelen. Als dit niet op tijd wordt gestopt, verzwakt de dijk en kan deze doorbreken.er als gronddeeltjes doorheen spoelen. 

    Animatie met uitleg over faalmechanisme piping. 

    Planning en werkgebied

    De voorbereidingen voor het onderzoek vinden plaats van eind augustus tot medio september 2020. Daarna start de proef van een week. Het onderzoek wordt uitgevoerd op een gronddepot van Wetterskip Fryslân aan de binnenkant van de voormalige Waddenzeedijk Vijfhuisterdijk boven Hallum. Dit maakt het onderzoek uniek, omdat het op een natuurlijke afzetting plaatsvindt en niet in een laboratorium.

    Onderzoek faalmechanisme.png

    Op de kaart is met een rood kader het gebied aangegeven waar het onderzoek faalmechanisme piping plaatsvindt. 

    Wat gebeurt er met de resultaten?

    Het onderzoek moet leiden tot een rekenmodel voor dijken op getijdenzand. De resultaten dragen vervolgens bij aan het beter beoordelen van het faalmechanisme piping voor eenderde van de dijken, waaronder de Waddenzeedijken. Er kunnen realistischere faalkansen en dijkontwerpen berekend worden voor het faalmechanisme piping.

    De resultaten zijn direct van toepassing op het dijkversterkingsproject Koehool-Lauwersmeer. Dit project bevindt zich in de verkenningsfase. Op deze manier kunnen we de dijken voor nu en in de toekomst versterken en worden kosten bespaard.

    Technische feiten over de proef

    De proefopstelling is een U-vormige stalen damwand. Deze damwand is aan de instroomkant op een grondterp aangebracht. De onderkant van de stalen damwand gaat door de getijdenzandlaag heen. Om het pipingproces goed te kunnen monitoren, worden onder andere waterspanningsmeters en Electro Resistivity Tomography (ERT)-metingen gebruikt. Na de proef worden de kanaaltjes opgegraven en vastgelegd met foto’s, beschrijving en metingen. Ook wordt circa 2 kubieke meter zand afgegraven. Dit zand gaat vervolgens naar Deltares voor medium-schaalproeven.

    pipingproef.jpg

    Onderzoekslocatie Vijfhuisterdijk boven Hallum. 

    Eerste resultaten veelbelovend

    Tijdens de proef is in de zandlaag stapsgewijs een verhoogde waterdruk gecreëerd. Per stap is vervolgens het effect op de zandlaag gemonitord. De eerste resultaten van deze monitoring zijn veelbelovend. Het faalmechanisme piping is tijdens de proef niet opgetreden. Dit betekent dat getijdenzand minimaal twee keer minder gevoelig is voor het ontstaan van piping dan rivierzand.

    De komende maanden werken Deltares en Fugro verder aan het onderzoek om de sterkte van getijdenzand aan te tonen. Er worden gedetailleerde data-analyses van de proef gemaakt en laboratoriumproeven uitgevoerd. Begin volgend jaar start vervolgens een grotere praktijkproef in de Hedwigepolder in Zeeland.

    Landelijk Hoogwaterbeschermingsprogramma

    De proef is een onderdeel van het landelijke Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP). In dit programma werken het Rijk en de waterschappen met elkaar samen om Nederland te beschermen tegen overstromingen.