Ga direct naar Tekstgedeelte

AAA

Bedreigingen en faalmechanismen

Bedreigingen voor primaire waterkeringen

De primaire waterkeringen in Nederland staan aan verschillende invloeden bloot. De voornaamste bedreigingen worden gevormd door hoge waterstanden op de Noordzee, hoge rivierafvoeren en hoge en krachtige golven. Ook kunnen weersinvloeden, menselijke en biologische factoren de waterkerende functie van duinen, dijken en bijzondere constructies aantasten. Bovendien kan de waterkering, zonder direct aan deze externe invloeden bloot te staan, zelf aan stabiliteit verliezen. Bij het ontwerp, maar ook bij het beheer van de waterkering moet met deze wisselende omstandigheden rekening worden gehouden.

Voor de veiligheid van een dijkringgebied is meer nodig dan alleen een stevige dijk, duin of bijzondere constructie. Ook de samenstelling van de bodem is een factor die in het denken over veiligheid dient te worden meegenomen. Op de meeste plaatsen bestaat de oppervlakte uit een min of meer water-ondoorlatende kleilaag. Daaronder bevindt zich vaak zand dat het water wel goed doorlaat. Bij hoogwater kan de waterdruk in deze poreuze zandlaag sterk oplopen, waardoor de kleilaag achter de dijk kan opbarsten en er een wel ontstaat. Wellen ontstaan meestal op de bodem van sloten vlak achter de dijk, bij duikers en op plaatsen waar de ondoorlatende laag is doorbroken door bijvoorbeeld boorgaten.
In het algemeen vormt een wel geen bedreiging voor de stabiliteit van een dijk, tenzij veel zand wordt meegevoerd. Bij een grote hoeveelheid meegevoerd zand kunnen gangen (pipes) ontstaan, wat na verloop van tijd kan leiden tot ondermijning van het dijklichaam. Dit mechanisme is in het verleden de oorzaak geweest van veel dijkverzakkingen en dijkdoorbraken.

Vooral lastig, maar minder gevaarlijk voor de stabiliteit van de dijk is kwel. Kwel is het verschijnsel waarbij water door een verschil in waterstand vanuit de rivier of de zee onder de dijk doorstroomt en in het achterland weer aan de oppervlakte komt. In tegenstelling tot wellen treedt dit water niet geconcentreerd uit. Evenmin wordt er zand meegevoerd. Kwel zorgt vooral voor wateroverlast en kan op de lange duur leiden tot verweking van de binnenteen van de dijk, omdat het water dat door de dijk stroomt via zandlagen onder of in het dijklichaam door de kleilaag achter de dijk wordt geperst. Bovendien kunnen door kwel (onverharde) onderhouds- en inspectiepaden onbegaanbaar raken.

Bij een onderlaag van klei die weinig doorlatend is, duurt het een aantal dagen voor de effecten hiervan merkbaar worden. Door verweking wordt de kleilaag minder sterk en kan het binnentalud afschuiven.

Falen of bezwijken van primaire waterkeringen

 top

Word aan ontwerp en beheer onvoldoende zorg besteed of treden er zeer extreme belastingen op, dan kunnen de bedreigingen van de primaire waterkeringen leiden tot het falen of bezwijken van de waterkering. De waterkering kan zijn functie dan niet meer vervullen. De wijze waarop een waterkering faalt, wordt het faal of bezwijkmechanisme genoemd. Er wordt gesproken van een bezwijkmechanisme als de waterkering daadwerkelijk door erosie of instabiliteit bezwijkt. Van falen is sprake als de waterkering overstroomt maar (nog) niet bezwijkt. In de meeste gevallen zal de waterkering zowel falen als bezwijken.

Welke specifieke bedreigingen zijn er voor duinen, dijken en bijzondere constructies?

Duinen top

Voor de duinen langs de Noordzeekust is duinafslag de voornaamste bedreiging. Bij hoge waterstanden op de Noordzee veroorzaken golven een erosie van de duinfront, waardoor grote stukken duin in zee kunnen verdwijnen. De schade door duinafslag bij een storm is afhankelijk van het samenspel van een aantal factoren: de hoogte van de waterstand, de kracht van de golven en de duur van de storm. Als het duin onvoldoende zand bevat, kan tijdens de storm een doorbraak plaatsvinden en het achterland overstromen.

Dijken  top

Voor dijken en dammen dreigen andere gevaren. Een zeer hoge waterstand kan leiden tot golfoverslag of zelfs het overlopen van de dijk of de dam. Door de kracht van stromend (grond)water kunnen ook de afmetingen van de dijk worden aangetast. Zandmeevoerende wellen en kwel, erosie of het afschuiven van het buiten- of binnentalud kunnen er de oorzaak van zijn dat de dijk tijdens of vlak na hoogwater de waterkerende functie niet meer kan vervullen.

Bijzondere constructies  top

Bijzondere constructies met beweegbare onderdelen zoals sluizen vergen een regelmatig en zorgvuldig onderhoud. Maar ook in een ander opzicht kan het menselijk handelen doorslaggevend zijn. Als de afsluitmiddelen foutief worden bediend of niet tijdig worden gesloten, loopt de veiligheid van het achterland gevaar.

De veiligheid in dijkringgebieden  top

In veel dijkringgebieden bestaat het waterkeringsysteem uit verschillende typen waterkeringen. Een groot aantal dijkringgebieden wordt immers begrensd door zowel de Noordzee als de grote rivieren of het IJsselmeer. De waterkering rondom een dijkringgebied kan worden opgedeeld in vakken, waarin belasting en sterkte-eigenschappen vergelijkbaar zijn. Gezamenlijk waarborgen deze vakken de veiligheid in het gebied. Door de variatie in typen waterkeringen bestaat er ook een variatie in de aard van de bedreigingen. De bedreigingen voor duinen zijn immers anders dan voor dijken of sluizen. Dat betekent dat waterkeringsystemen op verschillende manieren (mechanismen) en plaatsen (vakken) kunnen falen of bezwijken. Het falen of bezwijken van één enkel onderdeel kan het falen van het gehele waterkeringsysteem tot gevolg hebben, waardoor het gebied toch onder water komt te staan. Ook voor waterkeringsystemen geldt immers de beeldspraak dat de ketting zo sterk is als de zwakste schakel. In een gebeurtenissenboom is de samenhang tussen het falen van de elementen met het falen van het systeem weergegeven.

In een gebeurtenissenboom wordt een overzicht gegeven van de gebeurtenissen die tot het falen van het gehele waterkeringstelsel kunnen leiden. Als een dijkringgebied wordt beschermd door zowel duinen, dijken als bijzondere constructies, is het falen of bezwijken van één van deze trajecten voldoende om een overstroming te veroorzaken. Bovendien kunnen individuele onderdelen van het traject met duinen of dijken worden onderscheiden. Deze onderdelen (dijkvakken of duinvakken) kunnen van elkaar verschillen in afmeting, ondergrond of belasting. Ook hierbij geldt dat het falen van een individueel dijkvak voldoende is om een overstroming tot gevolg te hebben. Ten slotte kan ieder individueel dijkvak op verschillende manieren falen of bezwijken. De mechanismen voor dijkvakken zijn in de gebeurtenissenboom weergegeven. Het opzetten van de verschillende mechanismen is afhankelijk van een specifieke combinatie van belasting en sterkte-eigenschappen.