Kwelschermen onder rivierdijken

In Nederland zal de komende jaren een omvangrijke inspanning worden geleverd op het gebied van de rivierdijkversterking. Een van de problemen, die hierbij een rol speelt is kwellend water naar het achterland. Dit speelt een rol bij een tweetal faalmechanismen te weten piping en afschuiving van het binnentalud. Traditioneel worden deze problemen opgelost door aan de binnenzijde van de dijk een berm aan te brengen. Een berm levert een positieve bijdrage aan het weerstand bieden tegen afschuiving langs een cirkelvormig glijvlak. Tevens is het zo dat deze bermen vaak veel ruimte innemen binnendijks, waardoor bebouwing en milieuwaarden ter plaatse moeten wijken. Vanuit de maatschappij is hier hevig tegen geageerd, wat leidde tot een herbezinning op de tot nu toe gevolgde ontwerpmethodiek bij rivierdijken door de commissie Boerden. Een van de conclusies van deze commissie Boertien was, dat er meer gebruik diende te worden gemaakt van uitgekiende ontwerpen. Door het uitvoeren van intensiever onderzoek en het toepassen van meer geavanceerde rekentechnieken en bijzondere constructies, is het mogelijk binnendijks minder beslag op de ruimte te leggen. Een van de oplossingen voor het tegengaan van piping zou kunnen worden gevonden in het plaatsen van een kort kwelscherm onder de dijk. In samenwerking met de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van de Rijkswaterstaat is een onderzoek uitgevoerd naar de effecten van korte kwelschermen. Na een gedegen vooronderzoek is in dit rapport, m.b.v de "Methode der Conforme Afbeeldingen", een model ontwikkeld dat de grondwaterstroming beschrijft in het geval dat binnendijks een kleilaag aanwezig is. Aan de hand van dit model is kwantitatief het effect van het scherm op het debiet, het verhang langs de wand en de lengte waarover binnendijks de kleilaag opdrijft bepaald. Dit maakte het mogelijk korte kwelschermen eenduidig met bennen te vergelijken. Het model biedt de ontwerper een ontwerptool om tot een eerste afschatting van de lengte van het scherm te komen. Als bovengrens van dit model is gekeken naar de sitautie dat de kleilaag binnendijks ontbreekt. De resulterende formules blijken eenvoudig met de hand in te vullen. Daarnaast zijn aanbevelingen gedaan om ook secundaire effecten zoals bijv het lekken van het scherm kunnen worden meegenomen in de modellering. Uit deze studie is gebleken dat korte kwelschermen, waarbij kort moet worden geïnterpreteerd als de lengte t.o.v de dikte van de aquifer, goed kunnen werken bij het tegengaan van piping. Bij het beperken van de opdrijflengte wordt echter helaas geen grote winst geboekt. Het is hierbij goed te vermelden dat het model nog enige verificatie behoeft voordat het op grote schaal kan worden toegepast.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience