Groei bres in Afsluitdijk na dijkdoorbraak

Dit rapport bevat een beschrijving van een studie naar de grootte van de bres die in de Afsluitdijk zal kunnen ontstaan nadat deze dijk is doorgebroken en mar de resulterende verhoging van het IJsselmeerpeil. Het doel van de onderhavige studie is een veilige (dus maximale) voorspelling van de totale te verwachten bresgrootte in de Afsluitdijk na het bezwijken van deze dam bij het basispeil van NAP + 5,0 m (waterstand met overschrijdingskans van 10-4). Blijft de bres in de Afsluitdijk beperkt van grootte, dan zal de waterstandsverhoging in het IJsselmeer ook beperkt blijven en zullen de dijken van de polders rondom het IJsselmeer niet in gevaar komen. Wordt de bres in de Afsluitdijk echter zeer groot, dan zal relatief veel van het hoogwater in het IJsselmeer doordringen, als gevolg waarvan de secondaire waterkeringen van het IJsselmeergebied kunnen bezwijken. De Afsluitdijk bevat twee elementen die bij dijkdoorbraak de groei van het stroomgat behoorlijk kunnen beperken, namelijk een keileemdam en een berm- en teenconstructie op het buitentalud. Met de keileemdam is de Zuiderzee afgesloten en tijdens de aanleg van de keileemdam heeft deze stroomsnelheden van ruim 4 m/s langdurig (d.w.z. 2 maanden) weerstaan zonder dat er veel keileem door de stroming is weggeschuurd. Na een consolidatieproces van zo'n 70 jaar zal de weerstand tegen erosie nog verder toegenomen zijn. In de onderhavige studie is de kritieke waarde van begin van erosie gesteld op zo'n 5 m/so Ook een buitenbermconstructie kan behoorlijke stroomsnelheden weerstaan, althans indien het kraagstuk onderaan voldoende is afgestort (zodat het niet opkrult in de sterke stroming) en bovenaan afdoende is verankerd bij de teen van de glooiing. Tijdens de aanleg van de Afsluitdijk hebben vergelijkbare constructies stroomsnelheden van zo'n 6 m/s weerstaan zonder te bezwijken. Dat kleilagen of keileemlagen en bermconstructies op het buitentalud de verdere bresgroei weerstaan dan wel aanzienlijk vertragen is wel gebleken tijdens de stormramp van 1953. Uit 'het verslag over de stormvloed van 1953' (Rijkswaterstaat, 1961) komt heel sterk de indruk naar voren dat alle hoofdwaterkeringen waarin belangrijke doorbraken met relatief diepe stroomgaten ontstonden een relatief hoog voorland of een loswal hadden, of binnendijken waren, en in ieder geval niet een solide bermconstructie hadden. In dijken met een buitenbeloop zoals van de Afsluitdijk ontstond alleen schade aan het buitenbeloop of er ontstonden relatief ondiepe doorbraken in. Verder valt op dat daar waar kleilagen in de ondergrond van de dijk aanwezig waren, deze laag verdere erosie verhinderde dan wel zeer sterk reduceerde (voorbeeld: doorbraak van de Noorddijk in Papendrecht, zie ook Visser, 1998). In 1998 is de eerste versie van het bresgroeimodel BRES (Visser, 1998) voltooid waarmee de ontwikkeling van het stroomgat in een zanddijk na dijkdoorbraak kan worden gesimuleerd. Het model is gevbaseerd op het proces van bresgroei als waargenomen in experimenten in het veld en het laboratoriurn. Het model is ook gekalibreerd en getoetst met de data van deze proeven (Visser, 1998), resulterend in goede overeenkomsten. In deze eerste versie van BRES is het effect van golven nog niet meegenomen; hetzelfde geldt voor het effect van talud- en kruinbekledingen. Aangenomen wordt dat het versnellende effect van golven het vertragende effect van talud- en kruinbekledingen ongeveer opheft.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience