University of Twente Student Theses

Login

Zijn STBU berekeningen te conservatief? : Schematisaties van hoogwatergolven met betrekkingen tot buitenwaartse macrostabiliteit (STBU) berekeningen

Zaag, A.R. van der (2019) Zijn STBU berekeningen te conservatief? : Schematisaties van hoogwatergolven met betrekkingen tot buitenwaartse macrostabiliteit (STBU) berekeningen.

[img] PDF
2MB
Abstract:Een dijk kan op verschillende manieren bezwijken, onder andere door buitenwaartse macrostabiliteit. Wanneer water tegen de buitenkant van een dijk staat, infiltreert het door de dijk heen. Door infiltratie van water in de dijk ten gevolge van een hoogwatergolf, stijgen de waterspanningen in de dijk. Het geïnfiltreerde water in de dijk wordt ‘de freatische lijn’ genoemd. Wanneer vervolgens de buitenwaterstand plotseling daalt, zal het in de dijk geïnfiltreerde water niet meteen zakken. Bij een plotselinge val (daling) van hoogwater, zal de freatische lijn niet direct kunnen volgen en blijven de waterspanningen in eerste instantie hoog. Door de hoge waterspanningen in de dijk en het wegvallen van het tegenwerkende moment van de hoge waterstand, kan een afschuiving plaatsvinden. Als vervolgens een tweede hoogwatergolf optreedt binnen de hersteltijd van het afgeschoven dijktraject, dan zou de dijk kunnen bezwijken en kan een overstroming plaatsvinden. Dit proces staat bekend als ‘buitenwaartse macrostabiliteit’. Buitenwaartse macrostabiliteit is een indirect faalmechanisme van een dijk, omdat het niet optreedt in combinatie met een hoge waterstand. Er is immers een tweede hoogwatergolf nodig om daadwerkelijk dijkfalen teweeg te brengen. Momenteel is er veel discussie over hoe groot de kans is dat er binnen de hersteltijd van een dijktraject een tweede hoogwatergolf voorkomt. Er wordt nu aangenomen, dat deze kans 10% is, maar experts stellen dat dit erg conservatief is. In dit onderzoek is gekeken naar de schematisaties van hoogwatergolven, die betrekking kunnen hebben op buitenwaartse macrostabiliteit. Hoogwatergolven zijn maatgevend voor de freatische lijn in de dijk en zullen bepalen wanneer een afschuiving plaatsvindt. Een medestudent, Nick van de Voort, heeft onderzoek gedaan naar freatische lijnen in dijken; daarom valt de daadwerkelijke uitwerking daarvan buiten dit onderzoek. Wel kunnen de schematisaties van hoogwatergolven gebruikt worden als invoer voor zijn onderzoek. Het onderzoek is algemeen toepasbaar op alle bovenrivieren in Nederland. Bij bovenrivieren zijn getijden niet van invloed op de rivieren. Er is allereerst onderzoek gedaan naar enkele hoogwatergolven. Enkele hoogwatergolven kunnen herkend kunnen worden aan de hand van twee factoren: drempelwaarde en de minimaal benodigde piekafvoer. De drempelwaarde is de afvoer waarbij water van het zomerbed de uiterwaarden instroomt en dus de dijk zal belasten. Alle afvoermetingen van een hoogwatergolf dienen boven de drempelwaarde te liggen. Daarnaast dient elke hoogwatergolf een minimale piekafvoer te hebben, zodat het daadwerkelijk een effect kan hebben op de freatische lijn in de dijk. Vervolgens is gekeken naar dubbele hoogwatergolven die een effect kunnen hebben op buitenwaartse macrostabiliteit. Bij een dubbele hoogwatergolf is bij de eerste hoogwatergolf sprake van een grote kans op een afschuiving. Deze afschuiving kan plaatsvinden door een snelle val (snelle val) van hoogwater. Vervolgens moet een tweede hoogwatergolf binnen de hersteltijd van een dijktraject komen. Met behulp van dit deel van het onderzoek kan aan de hand van historische data worden bepaald of de kans op dijkfalen gegeven macro-instabiliteit daadwerkelijk conservatief is. Er is een schatting gemaakt van de ordegrootte van deze factor. Deze analyse of basis van de historische data geeft een indicatie van de ordegrootte, maar kan niet gebruikt worden om een exacte waarde te berekenen, omdat de steekproef te klein is. De hoogwatergolven in dit onderzoek zijn ook gecategoriseerd in verschillende types. Aan de hand van deze analyse kan gekeken worden welke hoogwatergolven het meeste voorkomen. Dit is relevante informatie om een schatting te maken van hoe vaak buitenwaartse macrostabiliteit voorkomt. 5 In het onderzoek zijn een aantal aannames gedaan en onzekerheden meegenomen. In een gevoeligheidsanalyse is onderzocht wat het effect van veranderingen in deze onzekerheden op uitkomsten van het model is. Uiteraard zijn er ook nog voldoende andere verbeterpunten, waar verder onderzoek naar gedaan kan worden. De beperkingen van het onderzoek zijn opgenomen in de ‘discussie’ en de mogelijke verbeterpunten in de ‘aanbevelingen.’
Item Type:Essay (Bachelor)
Faculty:ET: Engineering Technology
Subject:56 civil engineering
Programme:Civil Engineering BSc (56952)
Link to this item:https://purl.utwente.nl/essays/80215
Export this item as:BibTeX
EndNote
HTML Citation
Reference Manager

 

Repository Staff Only: item control page