Gras- en kleibekleding. Inhoudelijke rapportage Fase B

Transcriptie

1 Gras- en kleibekleding Inhoudelijke rapportage Fase B Bron: Google streetview Project POV-Waddenzeedijken Onderzoek Gras- en kleibekleding Fase B Datum Versie 1.1 Organisatie Naam Rol/ expertise Arcadis Ing. Michel Schippers Projectleider Deltares Ir. A. van Hoven Penvoerder, expertise rekenmethoden erosie grasbekledingen Infram Hydren Msc Roy Mom Grassterkte, golfoploopproeven Radboud Universiteit Prof. dr. Hans de Kroon Plantenecoloog Radboud Universiteit Dr. Nils M. van Rooijen Vegetatie-ecoloog, uitvoering wortelonderzoek Radboud Universiteit Dr. Eric J.W. Visser Plantenecoloog, uitvoering wortelonderzoek Wageningen Environmental Research Dr. C.J. Grashof- Bokdam Auteur inventarisatie vegetaties, expertise vegetatie en doorworteling 1

2 Inhoud Inhoud Inleiding Kader Doel Aanpak Leeswijzer Projectgroep Samenvatting toetsresultaten grasbekleding Aangeleverde informatie Samenvatting methode VTV Areaal grasbekledingen Dijkring 6 langs de Waddenzee, Eems en Dollard Kruin en binnentalud Zone D Onderdeel hoogtetoets Buitentalud Zone A, B en C Samenvatting Inventarisatie (veelbelovende) vegetaties Doel inventarisatie Definities, afbakening en prioritering Selectie te inventariseren dijkvakken (mei 2017) Uitvoering veldinventarisatie vegetatie (juni augustus 2017) Invoeren en analyseren resultaten veldinventarisatie (augustus september 2017 ) Resultaten veldinventarisatie Algemeen Resultaten statistische analyse Opvallende opnames Toegekende vegetatietypen Samenvatting resultaten veldinventarisatie Grastrekproeven Inleiding Uitvoering grastrekproeven Observaties Kritische stroomsnelheid Relaties tussen vegetatie, doorworteling en bodem Doel inventarisatie Selectie te dijkvakken Uitvoering bodemonderzoek en wortelbemonstering

3 5.4 Invoeren, koppelen en analyseren resultaten veldmetingen en inventarisaties Resultaten Bodem, doorworteling en vegetatie Granulaire samenstelling Granulaire samenstelling - Treksterkte Doorworteling Granulaire samenstelling - Doorworteling Doorworteling Treksterkte Vegetatie Vegetatie-Doorworteling Algemene conclusies Betekenis innovatie erosiebestendigheid gras voor beoordeling en ontwerp Doel Stap 1 Overgang van VTV2006 naar WBI Hoog zandgehalte zone C en zone D Zone B golfklapzone Zone C golfoploopzone Zone D golfoverslagzone Stap 2 inschatting hogere erosiebestendigheid Stap 3 invloed hogere erosiebestendigheid op ontwerp Samenvatting resultaten Conclusies Doorkijk naar Fase C Referenties A. Opnameformulier B. Figuren en foto s bij Hoofdstuk C. Grastrekproeven, locaties en resultaten Lokaties grastrekproeven Uitwerking grastrekproeven Kritische stroomsnelheid per proefvak D. Rapportage, resultaten en beschrijvingen van de bodemanalyses, bodemprofielen en granulaire samenstelling E. Ruwe meetresultaten doorworteling en statistische modellen...80 Statistische modellen en resultaten meegenomen in de analyses van de correlaties tussen doorworteling en trekkracht...82 F. Tabellen met veiligheidsbeoordeling grasbekleding Dijkring 6 volgens VTV Pagina 3 van 91

4 1 Inleiding 1.1 Kader 1.2 Doel Fase B van het klei en grasonderzoek is uitgevoerd in het kader van de projectoverstijgende verkenning Waddenzeedijken, onderzoek (productinnovatie) gras- en kleibekleding. De projectoverstijgende verkenning wordt gefinancierd vanuit het hoogwater beschermingsprogramma (HWBP) en heeft als algemeen doel om vast te stellen of deze innovaties meerwaarde opleveren voor projecten van het HWBP. De POV Waddenzeedijken gras en klei richt zich op de Waddenzeedijken van dijkring 6. Het is echter ook mogelijk om de opgedane kennis en eventueel hieruit komende innovaties bij andere dijkringgebieden toe te passen. Het onderdeel gras en klei richt zich op de bekleding van dijken met vegetaties, inclusief de doorwortelde zone. Het doel van het POV onderzoek naar gras en klei is overgenomen uit het plan van aanpak voor Fase B [9]. 1. In beeld brengen van de erosiebestendigheid en reststerkte van toegepaste gras- en kleibekledingen op de kruin, het binnentalud en het buitentalud in de golfoploop- en golfklapzone. 2. Het vaststellen van de erosiebestendigheid en reststerkte van de zodevormende vegetatie op het buitentalud van de kering onder de golfklapzone doorlopend naar de kwelder. 3. Inzicht verkrijgen in optimale mengsel-/soortensamenstelling waarbij een sterk ontwikkelde grasmat ontstaat. 4. Het ontwikkelen van nieuwe toetsregels en/of aanscherpen van de huidige regels zodat de gras- en kleibekledingen op de juiste manier worden getoetst. Specifiek voor Fase B zijn de volgende onderzoeksvragen gesteld: i. Welke grasmengsels en andere vegetatie komen we nu tegen op de Waddendijken en waar bevinden deze zich? ii. Welk beheer en onderhoud wordt er nu en is er in het verleden uitgevoerd aan de grasmat? iii. Tot welke kwaliteit heeft dit geleid ( gesloten zode, open zode of fragmentarische zode )? iv. Hoe is de ondergrond opgebouwd? v. Hoe scoort de huidige grasbekleding volgens het WBI2017? vi. Wat is de impact van een potentiële verbetering van de erosiebestendigheid op het veiligheidsoordeel? 1.3 Aanpak Het project kent een gefaseerde aanpak. A: Startfase B: Inventarisatie en analyse C: Grasmengselonderzoek D: Monitoring E: Evaluatie 4

5 In de onderhavige Fase B (inventarisatie en analyse) is gekeken naar de huidige grasbekleding van Dijkring 6, langs de Waddenzee en de veiligheidsbeoordeling hiervan volgens het VTV2006 [1]. Er is gekeken naar de kwaliteit van de zode, en naar eventueel aanwezige veelbelovende vegetaties. Deze informatie geeft aanknopingspunten voor het ontwerp van een innovatief mengsel dat zo goed mogelijk voldoet aan de doelstellingen: hoge erosiebestendigheid, snelle ontwikkeling erosiebestendigheid na aanleg, laag op het talud toepasbaar, hoge ecologische waarde en robuust tegen weersextremen. Hiertoe is een veldonderzoek uitgevoerd dat specifiek gericht was op het vinden van een dergelijke vegetatie. Hoewel er geen vegetatie is aangetroffen die al voldeed aan alle gewenste eigenschappen is op vijf locaties nader onderzoek uitgevoerd naar de uittrektreksterkte van de zode en de doorworteling en bodemeigenschappen. De uittreksterkte van de zode geeft een indicatie van de erosiebestendigheid. Door ook de doorworteling te onderzoeken kan een relatie worden gevonden tussen de erosiebestendigheid en de doorwortelingskarakteristieken. Dat laatste is weer van nut bij het ontwerp van grasmengsels die uiteindelijk beter erosiebestendig zijn dan de standaard mengsels. Tenslotte is in het kader van Fase B gekeken naar de impact van een eventuele verbetering van de erosiebestendigheid van de grasmat op de veiligheidsbeoordeling en het ontwerp van de dijk. 1.4 Leeswijzer De rapportage is samengesteld uit hoofdstukken die zijn gemaakt door de betrokken partijen. Hoofdstuk 2, 6 en 8 door Deltares, Hoofdstuk 3 door Wageningen Environmental Research (WER), Hoofdstuk 4 door Infram en hoofdstuk 5 door de Radboud Universiteit Nijmegen. Hoofdstuk 2 Samenvatting veiligheidsbeoordeling Waddenzeedijken met VTV2006 [1] Hoofdstuk 3 Veldinventarisatie, zoektocht naar veelbelovende vegetaties voor nader onderzoek. Hoofdstuk 4 Grastrekproeven voor een indicatie van de erosiebestendigheidsparameters. Hoofdstuk 5 Relatie tussen vegetatie doorworteling en bodem. Hoofdstuk 6 Impact van een hogere erosiebestendigheid op veiligheidsbeoordeling en ontwerp van grasbekledingen. Hoofdstuk 7 Conclusies. Hoofdstuk 8 Korte doorkijk Fase C 1.5 Projectgroep De werkzaamheden voor de POV Waddenzeedijk gras en klei worden uitgevoerd door een projectgroep waarin waarin de volgende organisaties vertegenwoordigd zijn: Arcadis, Wageningen Environmental Research, Bureau Hollema, Infram, Radboud Universiteit Nijmegen en Deltares. Waterschap Hunse en Aa s treedt op als opdrachtgever en ondersteunt de werkzaamheden van de projectgroep. Pagina 5 van 91

6 2 Samenvatting toetsresultaten grasbekleding Aangeleverde informatie Door de waterschappen Hunze en Aa s, Wetterskip Fryslân, Noorderzijlvest is informatie aangeleverd van de toetsing van de Waddenzeedijk van dijkring 6 uitgevoerd conform het VTV2006 [1]. De technische beoordeling van de dijken is gerapporteerd in: Waddenzeedijk Wetterskip Fryslân in [2] Waddenzeedijk Hunze en Aa s [3] Waddenzeedijk Noorderzijlvest [4] Later is door Noorderzijlvest de beoordeling van een deel van de dijk conform WBI2017 aangeleverd [6]. 2.2 Samenvatting methode VTV2006 De beoordeling is uitgevoerd conform [1]. Dit betekent dat de grasbekledingen zijn ingedeeld in zones (Figuur 2-1): A. buitentalud met een belastingskans door golfklap > 1/10 per jaar; B. buitentalud tussen niveau 1/10 per jaar en Toetspeil + toeslagen; C. buitentalud boven Toetspeil + toeslagen; D. kruin en binnentalud. Figuur 2-1 Zone-indeling grasbekledingen volgens VTV2006 [1] De bovengrens van zone A is gelijk aan de waterstand met een overschrijdingskans van 1/10 per jaar. Er wordt in deze zone alleen getoetst op afschuiven (GAF), voor de erosiebestendigheid is een beheerdersoordeel op basis van ervaring voldoende. De bovengrens van zone B is het Toetspeil plus toeslagen. Dat is bij benadering gelijk aan de waterstand met een overschrijdingskans gelijk aan de norm. In zone B wordt getoetst op afschuiven (GAF) en erosie door golfklappen (GEKL). De bovengrens van zone C is de buitenkruin van de dijk. Hier wordt getoetst op erosie door golfoploop (GEOP). Zone D is de kruin en het binnentalud. Dit wordt getoetst op afschuiven (GAF) en op erosie door golfoverslag (GEOP). 6

7 De scope van het project is gericht op de erosiebestendigheid van de grasbekleding, niet op het afschuiven ervan. Voor het afschuiven van de bekleding speelt de vegetatie in de beoordeling geen rol. De erosiebestendigheid van de grasbekleding is afhankelijk van de graskwaliteit en de kleikwaliteit in de zode: De graskwaliteit is goed, matig of slecht en wordt bepaald op basis van het beheer danwel de vegetatiesamenstelling dan wel de doorworteling, zoals beschreven in bijlage 8-1 van [1]. Ten aanzien van de klei zijn voor de toetsing volgens het VTV2006 twee parameters van belang: ten eerste de erosiebestendigheidscategorie (1, 2 of 3) en ten tweede het zandgehalte. Hierbij wordt opgemerkt dat het zandgehalte van invloed is op de eerste parameter, de erosiebestendigheidscategorie. De erosiebestendigheid-categorie van de klei is vooral afhankelijk van de plasticiteit van de klei, maar ook andere parameters spelen hierbij een rol, waaronder dus ook weer het zandgehalte (zie bijlage 8-2 van [1]). De belasting bestaat uit golfklappen (Zone B), golfoploop (Zone C) en golfoverslag (Zone D). Bij golfklappen is de belastingparameter de rekenwaarde van de significante golfhoogte in combinatie met de taludhelling en de duur dat het gras wordt aangevallen. Bij golfoploop bestaat de belasting uit de oploopsnelheid van de golftong. Een belangrijke parameter daarvoor is wederom de rekenwaarde van de significante golfhoogte, maar ook de golfperiode, hoek van inval en de geometrie en de ruwheid van het buitentalud van belang. Deze parameters bepalen hoe hoog en hoe snel de golftong tegen het talud oploopt. Voor golfoverslag zijn het alleen de golven die de kruin halen die zorgen voor een erosieve belasting op de kruin en het binnentalud. In de eenvoudige beoordeling voor zone D wordt alleen gekeken naar het golfoverslagdebiet en of dit groter of kleiner is dan 0,1 l/s/m. Als het groter is dan 0,1 l/s/m dan volgt de gedetailleerde beoordeling die in principe gelijk is aan die voor golfoploop, met dien verstande dat de grasbekleding ter hoogte van de kruin wordt beoordeeld, waar de oploopsnelheid lager is en er minder golven komen. Er wordt vanuit gegaan dat de golven die de kruin halen eenzelfde, of vergelijkbare, erosieve belasting geven op het binnentalud. De sterkte en de belasting worden met elkaar vergeleken in een erosiemodel. Er zijn in het VTV2006 twee erosiemodellen, één voor de golfklapzone (GEKL in Zone B) en één voor zowel de grasbekleding in de golfoploopzone (GEOP in Zone C) als in de overslagzone (GEOV in Zone C). De erosiemodellen vergelijken de belastingduur met de toelaatbare belastingduur. De essentie van de modellen staat in Figuur 2-2 en Figuur 2-3. Pagina 7 van 91

8 Figuur 2-2 Toelaatbare belastingduur tk (uur) in de golfklapzone (GEKL, zone B) voor zodekwaliteit goed, matig en slecht, bij een belasting gekarakteriseerd door 4*Hr*tan k (m) Hierin zijn H r (m) de rekenwaarde voor de significante golfhoogte en k de rekenwaarde van de taludhelling. Voor een meer gedetailleerde beschrijving wordt verwezen naar katern 8 van [1]. Een belangrijke toepassingsvoorwaarde voor het model is het zandgehalte in de zode, deze mag in de golfklapzone niet meer zijn dan 50%. Ter illustratie, voor een gangbaar talud van 1:4 geldt: Golfhoogte 1 m: alleen toelaatbaar bij zodekwaliteit goed en zandgehalte in de zode minder dan 50%, belastingduur maximaal 5 uur dan oordeel goed en maximaal 7,5 uur voor oordeel voldoende. Is de belastingduur langer dan is het oordeel onvoldoende. Een zodekwaliteit matig kan een maximale golfhoogte van 0,7 m weerstaan, gedurende 5 uur voor een oordeel goed en 7,5 uur voor een oordeel voldoende. Een golfhoogte tot 0,2 m leidt onafhankelijk van de zodekwaliteit tot een oordeel goed. Figuur 2-3 Toelaatbare belastingduur tsr (uur) in de golfoploopzone (GEOP, zone C) en overslagzone (GEOV zone D) voor zodekwaliteit goed, matig en slecht, bij een belasting gekarakteriseerd door de rekenwaarde van de oploopsnelheid vr (m/s) Pagina 8 van 91

9 Een belangrijke toepassingsvoorwaarde voor dit model is wederom het zandgehalte: Maximaal 50% voor een zodekwaliteit matig of slecht Maximaal 70% voor zodekwaliteit goed. Zeker bij toepassing van het model voor de golfoverslagzone leidt dit bijna altijd tot een oordeel voldoende of goed. 2.3 Areaal grasbekledingen Dijkring 6 langs de Waddenzee, Eems en Dollard De drie waterschappen hebben een gezamenlijk areaal van circa 167 kilometer primaire waterkering langs de Waddenzee, Eems en Dollard, vanaf de Afsluitdijk tot de Nederlands Duitse grens. Vrijwel overal is een grasbekleding aanwezig in zone C en D en op een aantal locaties ook in zone B. De informatie over de toetsing van de grasbekleding conform het VTV2006 is per waterschap aangeleverd. Een samenvatting staat in de navolgende paragrafen Kruin en binnentalud Zone D Onderdeel hoogtetoets De beoordeling van de kruin en het binnentalud is een onderdeel van de hoogtetoets indien de rekenwaarde van het golfoverslagdebiet groter is dan 0,1 l/s/m. Bij Hunze en Aa s is de graszode op de kruin en het binnentalud voldoende erosiebestendig en krijgt een oordeel goed. De spelbreker is het afschuifmechanisme (GAF). Circa 40% van de doorgerekende profielen krijgt hiervoor het oordeel onvoldoende. 40% van de dijklengte van 27,4 km is ruim 11 km dijk. Het afschuiven van de bekleding valt buiten de scope van het onderzoek en is verder buiten beschouwing gelaten. Bij Noorderzijlvest krijgt 100 m dijk het oordeel onvoldoende, vanwege een te hoge overslagbelasting in combinatie met de zodekwaliteit matig. Bij Wetterskip Fryslân krijgt 13,2 km geen oordeel, vanwege een te hoog zandgehalte, waardoor niet wordt voldaan aan de toepassingsvoorwaarde van de gedetailleerde beoordeling. De oordelen uit de aangeleverde gegevens zijn samengevat in een (lange) tabel te vinden in Bijlage F Buitentalud Zone A, B en C Bij waterschap Hunze en Aa s is de erosiebestendigheid van de grasbekleding op het buitentalud over 20,1 km onvoldoende in de golfklapzone (B) en over 1,2 km in de golfoploopzone (C). Het zandgehalte in de zode voldoet aan de eisen en de kwaliteit van de zode is goed. Bij waterschap Noorderzijlvest is de erosiebestendigheid van de grasbekleding op het buitentalud over 10,5 km onvoldoende in de golfklapzone (B) en over 0,2 km in de golfoploopzone (C). Het zandgehalte in de zode voldoet aan de eisen en de kwaliteit van de zode is matig. Pagina 9 van 91

10 Bij Wetterskip Fryslân krijgt 14,7 km grasbekleding in de golfoploopzone (C) geen oordeel omdat er een te hoog zandgehalte in de zode zit. De graskwaliteit is overal beoordeeld als matig [5]. De oordelen uit de aangeleverde gegevens zijn samengevat in een tabel in Bijlage F. 2.4 Samenvatting In zone A is vaak geen grasbekleding aanwezig. Waar deze wel aanwezig en beoordeeld is, is de erosiebestendigheid hiervan geen probleem. Erosiebestendigheid zone B Onvoldoende 30,6 km Geen oordeel 2,3 km (belastingduur te hoog) Erosiebestendigheid zone C Onvoldoende 1,5 km Geen oordeel 14,7 km (te hoog zandgehalte) Erosiebestendigheid zone D Onvoldoende 0,1 km Geen oordeel 13,2 km (te hoog zandgehalte) Gezien de omvang in aantal kilometers zijn met name de 30,6 km grasbekleding in de golfklapzone opvallend en de 14,7 plus 13,2 km grasbekleding waar geen oordeel was in verband met een te hoog zandgehalte in de zode. Op de beoordeling conform WBI2017 wordt teruggekomen in hoofdstuk 3 aangaande de kwaliteit van de zode en in hoofdstuk 6 aangaande de veiligheidsbeoordeling. Pagina 10 van 91

11 3 Inventarisatie (veelbelovende) vegetaties 3.1 Doel inventarisatie Het uiteindelijke doel van de vegetatie inventarisatie op de Waddenzeedijken van Hunze & Aa s, Noorderzijlvest en Wetterskip Fryslân is om vast te stellen in hoeverre nieuwe kennis over de bestaande vegetatiesamenstelling van grasbekledingen op deze dijken kan leiden tot een kleinere versterkingsopgave, omdat grasbekledingen gezien hun soortenrijkdom en samenstelling wellicht sterker blijken te zijn dan uit de toetsing van de grasvegetatie blijkt. Dit kan leiden tot het ontwikkelen van nieuwe erosiebestendige vegetaties door aanpassingen in beheer/aanleg en door het aanscherpen van de toetsregels waarbij meer sterkte wordt toegekend aan de grasmat. Het doel van deze inventarisatie is om een goed beeld te krijgen van de verscheidenheid in soortensamenstelling binnen grasvegetaties op de Waddenzeedijk. Uit het zo verkregen overzicht aan vegetaties wordt een selectie gemaakt van opnames/locaties die veelbelovend lijken te zijn qua erosiebestendigheid. Deze selectie aan vegetaties wordt vervolgens verder geanalyseerd door middel van wortelproeven, bodemanalyses en trekproeven (Hoofdstuk 4 en 5). Deze onderzoekslocaties zijn in Fase C potentiële proeflocaties voor golfoploop proeven. Samen met deze analyses en proeven worden de resultaten van de vegetatie inventarisatie gebruikt voor een herbeoordeling van de grasmat, het samenstellen van nieuwe grasmengsels en het doen van aanbevelingen voor beheer. 3.2 Definities, afbakening en prioritering Voorafgaand aan de veldinventarisatie is de definitie van een veelbelovende vegetatie vastgesteld: - Vegetaties die ook laag op het buitentalud een bekledingsfunctie kunnen vervullen, dat wil zeggen in de (golfklap)zone met een relatief zout milieu, waar normaliter een steen en of asfaltbekleding wordt toegepast. - Vegetaties met een bovengemiddelde erosiebestendigheid, voor toepassing op het buitentalud (golfoploopzone) en eventueel de kruin en het binnentalud. Het gaat hierbij om optimalisatie ten opzichte van de momenteel standaard gebruikte graszaadmengsels. Veelbelovende vegetaties worden gekenmerkt door: - Soorten- of kruidenrijke vegetaties, die een wortelmat opleveren met verschillende typen doorworteling (diep/ondiep, groot/klein wortelstelsel, dichte/open zode). - Vegetaties met zouttolerante soorten, die laag op het talud worden gevonden en toegepast zouden kunnen worden op taluds waar nu nog een harde bekleding ligt. - Vegetaties met soorten die een diepere doorworteling hebben, aangezien we verwachten dat deze vaak ontbreken in korte begraasde vegetaties. - Vegetaties met een hoog bedekkingspercentage van gras en kruiden. De aandacht gaat naar de zeedijken langs het vaste land, de Waddeneilanden blijven buiten beschouwing. Mogelijk dat hier vergelijkbare vegetaties liggen, maar dit is binnen de scope van deze inventarisatie niet gecontroleerd. 11

12 In de projectbeschrijving ligt de focus op de zodevormende vegetatie op het buitentalud van de kering onder de golfklapzone doorlopend naar de kwelder. Deze vegetaties hebben de hoogste prioriteit. Naast erosiebestendiger kunnen veelbelovende vegetaties ook beter bestand zijn tegen weersextremen (droogte, natte perioden t.g.v. klimaatverandering) of kunnen ze een hogere ecologische waarde hebben. De vegetatie inventarisatie wordt uitgevoerd aan de hand van vegetatieopnamen van 16 m 2. Van elke opname wordt o.a. een bedekkingspercentage van gras en kruiden (en mossen) aangegeven. Buiten het opnamevlak wordt geen bedekkingspercentage gegeven, alleen opmerkingen indien er veel open plekken of beschadigingen worden geconstateerd. Een hoog bedekkingspercentage (> 90%) en afwezigheid van open plekken/beschadigingen geeft aan dat de vegetatie gesloten is (Ministerie van Infrastructuur en Milieu 2016). Een WBI2017 beoordeling (open/gesloten/fragmentarisch) van het gehele dijktalud rond de opnames maakt echter geen onderdeel van deze vegetatie inventarisatie. 3.3 Selectie te inventariseren dijkvakken (mei 2017) Ten eerste is een selectie gemaakt van te inventariseren dijkvakken en specifieke locaties binnen deze dijkvakken. Om de invloed te kunnen bepalen van locatie, beheer en ondergrond op de aan te treffen vegetatie en de kwaliteit daarvan (open of gesloten), zijn de (ongeveer 60) opnamen zoveel mogelijk ruimtelijk gespreid over de te inventariseren Groningse en Friese Waddenzeekust en over verschillende factoren die de vegetatie beïnvloeden: 1) Toetsoordeel VTV2006: Zie voor een meer gedetailleerd beeld Hoofdstuk 2. Bij de meeste van de afgekeurde dijkvakken is de grasvegetatie matig of zelfs goed. Bij Wetterskip Fryslân is echter het zandgehalte vaak te hoog om een oordeel te geven, terwijl bij Hunze & Aa s en bij Noorderzijlvest vaak sprake is van onvoldoende reststerkte van de klei, wat overigens impliceert dat ook de grasbekleding onvoldoende scoort. De bekleding van het dijkvak bij Noorderzijlvest tussen Delfzijl en Eemshaven wordt binnenkort al vervangen. 2) Locatie op de dijk: Uit de toetsingsrapporten blijkt dat de meeste afgekeurde locaties zijn afgekeurd op de golfklapzone (buitentalud). De meeste soortenrijke en/of afwijkende vegetaties worden verwacht onder aan het talud vanwege blootstelling aan zout. Aangezien in de vraagstelling specifiek wordt in gegaan op erosiebestendigheid van de zodevormende vegetatie op het buitentalud onder en in de golfklapzone en reststerkte van de kleilaag in de overgang naar de kwelder heeft deze locatie prioriteit. Binnentaluds worden alleen opgenomen als die lijken af te wijken van het buitentalud. 3) Beheer, bemesting en herbicidengebruik: Het overzicht van beheergegevens was verre van compleet begin juni 2017 bij aanvang van het veldwerk. Het bleek wel dat alle dijkvakken een zeer vergelijkbaar beheer hebben, namelijk kortdurende begrazing door schapen gevolgd door bloten (afmaaien van lange Pagina 12 van 91

13 gras- en bloeistengels) en/of maaien of slepen. Alleen sommige plekken bij bebouwing hebben gazonbeheer. Deze zijn buiten beschouwing gelaten. Ruigtekruiden zoals distels en brandnetels worden alleen pleksgewijs bestreden. De precieze graasperioden en maaidata waren van te voren niet bekend. 4) Leeftijd huidige vegetaties: Er zijn alleen dijkvakken gemeten die niet recent zijn ingezaaid omdat daar de vegetatie nog in ontwikkeling is. De dijkvakken bij Noorderzijlvest tussen Delfzijl en Eemshaven worden binnenkort aangepast maar zijn wel meegenomen in de vegetatieanalyse. Op deze dijkvakken is munitie opgespoord waardoor er her en der beschadigingen in de dijk zitten. Deze plekken zijn vermeden in de opnames omdat ze niet representatief zijn voor de vegetatie op de dijk. 5) Dikte en type toplaag bodem: In de projectgroep is afgesproken dat later in het project bodemanalyses worden uitgevoerd. Op het moment van de inventarisatie was het bodemonderzoek nog niet beschikbaar en was dus nog niet meegenomen. De bodemanalyse is opgenomen in Bijlage D. 6) Type bekleding dijkvak: De meeste locaties hebben een harde bekleding onder aan de dijk (1), vele ook in de golfklapzone (2), zie Figuur 2-1 en uit een andere bron Figuur 3-1. Ook zijn er locaties met vooroever. De definitie van vooroever is vrij breed, maar bij de Waddenzeedijken is sprake van (kwelder)vegetatie die incidenteel bij vloed onderloopt. Bij de Dollarddijk (Hunze en Aa s) en bij een deel van de dijken van het Wetterskip Fryslân heeft de dijk een geheel groene bekleding en een vooroever. Figuur 3-1 Overzicht dijkzones. Pagina 13 van 91

14 7) Eerdere inventarisaties: Voor Friesland hebben we bij de selectie ook rekening gehouden met de typen vegetatie die in 2004 zijn gevonden. Volgens de Leidraad Toetsen op Veiligheid (TAW 1999) worden W3 vegetaties (soortenrijke Kamgrasweide) als meest kansrijk gezien, W2 (soortenarme kamgrasweide) als minder kansrijk en W1 (beemdgras-raaigrasweide) als minst kansrijk. 3.4 Uitvoering veldinventarisatie vegetatie (juni augustus 2017) Bij aanvang van het veldwerk is contact gezocht met de desbetreffende contactpersonen van de waterschappen. Voor H&A was dit Jan Lammers, voor Noorderzijlvest Henry Rijploeg en voor Wetterskip Fryslân Keimpke Knijft. Samen met de contactpersonen is in overleg gekeken welke plekken bereikbaar en niet recent gemaaid zijn. Met Jan Lammers is de eerste velddag (15 juni) een veldbezoek afgelegd. Hierbij kwamen verschillende aspecten aan de orde. Bij de Dollarddijken is de vegetatie doorgezaaid met Engels raaigras en Witte klaver om het aandeel witbol in de vegetatie te verminderen. Witbol vormt veelal pollen, die niet bijdragen aan een dichte gesloten zode die op dijken wenselijk is. Ook wordt het slecht gegeten door schapen. De dijk achter het Chemiepark bij Delfzijl is een aandachtspunt vanwege grote open plekken (binnentalud). Het merendeel van de dijkvakken heeft een agrarische functie. De dijkvakken worden beweid met schapen en eventueel worden de dijkvakken gebloot of gesleept. Op enkele dijkvakken nabij bebouwing wordt een gazonbeheer (7 à 8 keer maaien per jaar) uitgevoerd. Over het algemeen waardeert Jan Lammers de grasbekleding op de dijken bij Hunze en Aa s als goed, maar hoopt dat door het onderzoek er meer waardering komt in de toetsing voor de graskwaliteit. Het veldwerk is uitgevoerd in de maanden juni, juli en augustus. In juli zijn door de zomervakantie minder opnames gemaakt. Door slechte weersomstandigheden en onbereikbaarheid zijn enkele opnames vervallen en zijn er in totaal 54 opnames gemaakt: 8 bij Hunze en Aa s, 23 bij Noorderzijlvest en 23 bij Wetterskip Fryslân (zie figuren 3-2, 3-3, 3-4 en 3-5). Indien inventarisatie van een vooraf geselecteerde locatie niet mogelijk was, is deze locatie vervangen door een representatieve locatie in de nabije omgeving Op groene dijken (zonder asfalt versterking) liggen de opnames 2 meter boven de onderzijde van de dijk (op stromingszone A). Vaak ligt er een onderhoudspad onder aan de dijk en dan is de opname 2 meter boven het onderhoudspad genomen. Bij dijken met harde bekleding ligt de opname 2 meter boven de asfaltbekleding. Dit valt meestal midden op de dijk (op de golfklapzone B). Bij hele hoge asfaltbekledingen ligt de opname op de oploopzone (C). Dan is vaak een 2x8 meter opname gemaakt. Op de groene dijk in Friesland zijn 3 extra opnames midden op de dijk genomen ter vergelijking met de opnames onder aan de dijk. Deze opnamen vallen in zone C; oploopzone. Locaties zijn vastgelegd door zowel xy (RD) coördinaten gemeten met GPS, als door fysieke herkenningspunten in het veld, bij voorkeur een dijkpaal of dijksteen. Ook zijn foto s genomen van de specifieke locaties (PQ). Pagina 14 van 91

15 De foto s zijn voor elke locatie steeds in dezelfde volgorde genomen (zie Bijlage B): a. Dijkpaal (km of hm) of herkenningsplek (drinkbak, rooster of bordje waarachter de opname is gemaakt) b. Foto binnentalud vanaf kruin. c. Foto over kruin richting oost of noord d. Foto over kruin richting west of zuid e. Foto buitentalud vanaf kruin f. Foto detail onderzijde talud en evt. pad, sloot of voorland onderaan de dijk g. Foto detail opname met 4 paaltjes h. Evt. details schade of plantensoorten Op elke geselecteerde locatie wordt een vegetatie opname gemaakt van 16 m 2 (4x4m). Bij opnames op de golfoploopzone is soms een opname van 2x8 m 2 gemaakt, bij een smalle grasmat boven het asfalt. Bij elke opname zijn alle aangetroffen grassen en kruiden met hun bijbehorende bedekking genoteerd in het format van het vooraf opgestelde veldformulier (zie bijlage A). Daarnaast wordt de bedekking van alle grassen, kruiden en mossen genoteerd, evenals de totale bedekking van grassen en kruiden. Eveneens worden een aantal standplaatsfactoren en bijzonderheden vastgelegd, die gelden voor de hele opname. Voor de bedekking van individuele soorten is de aangepaste Braun-Blanquet methode gehanteerd (Schaminee et al. 1995): 5 = % 4 = 50-75% 3 = 25-50% 2b = % 2a = % 2m = < 5%, zeer talrijk, > 50 exempl (niet bedekkend) 1 = < 5%, 6-50 exempl. (niet bedekkend) + = < 5%, 2-5 exempl. (niet bedekkend) r = 1 of enkele exempl. (niet bedekkend) Pagina 15 van 91

16 Figuur 3-2 Overzicht ligging opnames per waterschap. Figuur 3-3 Ligging opnames Hunze en Aa s. Pagina 16 van 91

17 Figuur 3-4 Ligging opnames Noorderzijlvest. Figuur 3-5 Ligging opnames Wetterskip Fryslân. Pagina 17 van 91

18 3.5 Invoeren en analyseren resultaten veldinventarisatie (augustus september 2017 ) Per opname worden de kopgegevens van het veldformulier, de aangetroffen soorten en bijbehorende bedekkingen ingevoerd in het dataverwerkingsprogramma Turboveg [11]. In Turboveg wordt aan elke opname op basis van de aangetroffen soorten en hun bedekking abiotische indicatorgetallen toegekend (stikstof, zout en vocht) en een vegetatietype (associaties Schaminee). Per opname worden voor elke opname de vegetatiekenmerken (aantal soorten totaal, gras en kruiden, aantal bedekkende soorten en de abiotische indicatorgetallen) uitgezet tegen een aantal verklarende eigenschappen van het betreffende dijkvak: 1) Opnamenummer en het bijbehorende waterschap. 2) Dijktype - G = groene dijk met vooroever opname op zone 1 (stromingszone), - B0 = harde bekleding zonder vooroever met opname op zone 2 (golfklapzone), - B1 = harde bekleding met vooroever met opname op zone 2 (golfklapzone), - C0 = harde bekleding zonder vooroever met opname op zone 3 (golfoploopzone), - C1 = harde bekleding met vooroever met opname op zone 4 (golfoploopzone). 3) Toets oordeel gras (goed/voldoende, geen oordeel, onvoldoende) Op deze gegevens is een variantieanalyse (AOV procedure, [12]) uitgevoerd, waarmee getoetst is of de hierboven genoemde vegetatiekenmerken van een opname significant verschillen als de genoemde eigenschappen van het bijbehorende dijkvak verschillen. Daarnaast is een clusteranalyse uitgevoerd op alle opnames. Daartoe werden de Braun Blanquet klassen omgezet in een kwantitatieve maat (geen=0,r=1,+=2,1=3,2m=4,2a=5,2b=6,3=7,4=8,5=9). Vervolgens werden de opnames geclusterd gebaseerd op de euclidische afstand tussen de opnames met de hiërarchische clustering methode Ward [13]. Omdat van een beperkt aantal van de gevonden soorten gegevens van de doorworteling bekend zijn, is het niet mogelijk om een analyse te doen op een score op doorworteling. Daarom is er handmatig gekeken of er opvallende opnamen zijn op groene dijken of qua soortenrijkdom of aanwezigheid van opvallende soorten (met een diepe doorworteling of hoge zouttolerantie). Er is daarnaast gekeken naar de door Turboveg toegekende vegetatie associaties. De resultaten van de analyse zijn op 18 september 2017 besproken met de betrokken partners. Vervolgens zijn in dit overleg gezamenlijk de meest geschikte locaties zijn voor trekproeven vastgesteld. Hiervoor zijn de meest veelbelovende, soortenrijke vegetaties (groene dijk Friesland) en minst veelbelovende, soortenarme vegetaties (Dollarddijk) geselecteerd, zodat de treksterkte op deze plekken met elkaar kan worden vergeleken met behulp van trekproeven. Pagina 18 van 91

19 3.6 Resultaten veldinventarisatie Algemeen Figuren met resultaten zijn opgenomen in bijlage B. Er zijn geen opnames op dijktype B1 (golfklapzone dijk met asfaltbekleding en vooroever (zie figuren B.1 en B.2), omdat de meeste dijken met asfaltbekleding geen vooroever hebben en het asfalt vaak doorloopt tot zone 2. Op binnentaluds zijn geen extra opnames gemaakt, wel lijken de binnentaluds vaak iets opener en kruidenrijker. Dit kan veroorzaakt worden door een iets zandiger (meer verweerde) ondergrond en/of een hogere blootstelling aan zon en wind. Soorten die niet op het buitentalud voorkwamen zijn wel genoteerd maar verder niet meegenomen in de analyses. Alle opnames lijken veel op elkaar qua soortenrijkdom, soortensamenstelling, bedekking/geslotenheid en abiotische indicatorgetallen. Bij Hunze en Aa s zijn de opnames op de groene dijk langs de Dollard kruidenarm. Dit kan verband houden met het doorzaaien met Engels raaigras en witte klaver, in 2015 en 2016 uitgevoerd om witbol weg te krijgen. Het doorzaaien heeft echter op het binnentalud plaatsgevonden (mondelinge toelichting Jan Lammers), dus dit kan niet de oorzaak zijn van het lage aantal kruiden dat hier gevonden is. De groene dijk van Wetterskip Fryslân wijkt voor de bovengenoemde aspecten niet positief af van andere dijkvakken, uitgezonderd de soortenrijke vegetatie van opname 39. De vegetaties op de 1 en 3 zone lijken iets soortenrijker dan op de B zone. Alle opnamen overziend zijn de meest bedekkende soorten, in afnemende bedekking: Lolium perenne (Engels raaigras), Agrostis stolonifera (Fioringras), Festuca rubra (Rood zwenkgras), Trifolium repens (Witte klaver), Poa trivialis (Ruw beemdgras), Cynosurus cristatus (Kamgras), Holcus lanatus (Gestreepte witbol) en Bromus hordeaceus (Zachte dravik) (zie figuren B.3 en B.4). Er zijn weinig grasbekledingen die in het toetsoordeel van 2010 onvoldoende scoren op de graszode volgens de toetsingsrapporten, alleen de vegetaties bij opname 6 en 8 (Hunze en Aa s) en bij opname 9 en 12 (Noorderzijlvest), (zie figuur B.5). Er is enige variatie in indicator getal voor zout tussen de opnames, maar de indicator getallen zijn overwegend laag, hetgeen inhoudt dat in de opnames geen uitgesproken zouttolerante soorten voorkomen (zie figuur B.6) Resultaten statistische analyse In de ANOVA analyse zijn weinig statistische verbanden gevonden tussen soortenrijkdom, bedekking van individuele soorten en abiotische getallen van individuele soorten enerzijds en verklarende variabelen (waterschap, dijktype (hard/groen, wel/geen vooroever), toetsoordeel) anderzijds. o Het aantal kruiden in de opnames bij de groene Dollarddijk (Hunze en Aa s) is significant lager dan het aantal kruiden in overige opnames (zie figuur B.7). Pagina 19 van 91

20 o o Het indicator getal van plantensoorten voor zout lijkt iets hoger in goedgekeurde vegetaties dan in afgekeurde vegetaties en vegetaties zonder oordeel, maar dit verschil is net niet significant. Het aantal afgekeurde vegetaties is overigens erg laag voor deze analyse. Het aantal bedekkende soorten is op dijken zonder vooroever in zone 1 en 3 hoger dan in zone 2, maar ook dit verschil is net niet significant. Het aantal bedekkende soorten varieert ook weinig tussen opnames: van minimaal 2 tot maximaal 7. In de clusteranalyse werden groepen opnames steeds verder opgesplitst op basis van totale soortensamenstelling en bedekking (zie figuur B.8). De opnames links in de figuur zijn de kruidenarme opnames in H&A, deze wijken het meest af van de opnames rechts in de figuur, waar voornamelijk opnames uit de groene dijk van Wetterskip Fryslân liggen Opvallende opnames In opname 4 is naast Lolium perenne (Engels raaigras), ook Dactylus glomerata (Kropaar) en Elitrichia atherica (Zeekweek) bedekkend. Dit stukje dijk (4 meter breed) lijkt niet begraasd of gemaaid. Het is omheind en dient als vluchtroute voor vee om van de kwelder (buitendijks) naar de polder (binnendijks) te komen (mondelinge toelichting Jan Lammers). Hier komt een zeer open vegetatie met veel mos voor. Deze vegetatie wordt als niet veelbelovend beoordeeld. Dit is een situatie die we willen vermijden en waar waarschijnlijk aanpassingen in het beheer nodig zijn. Opname 39 (1 van de opnames onder aan de groene dijk bij Wetterskip Fryslân) is opvallend soorten- en kruidenrijk. Dit bleek niet op het eerste gezicht. Deze beoordelen wij als veelbelovend. Naast deze opname zijn er enkele andere met > 15 soorten: 8 (Hunze en Aa s), 14, 16, 17, 19, 22 (Noorderzijlvest), 48 IWetterskip Fryslân). Opnames 13 (Noorderzijlvest), 32 en groene dijkopname 37 (Wetterskip Fryslân) hebben een bedekking met Agrostis capillaris (Gewoon struisgras), die bekend staat als een soort die dieper wortelt, net als Plantago lanceolata (Smalle weegbree, opn. 17 (Noorderzijlvest) en Achemilla millefolium (opn. 33 Wetterskip Fryslân). In een aantal opnames komen soorten voor met een iets hoger zoutgetal dan gemiddeld. Deze zijn dus niet echt zouttolerant, maar iets toleranter dan andere veel aangetroffen soorten: Agrostis stolonifera (Fioringras) [1132] (algemeen voorkomend). Hordeum secalinum (Veldgerst) [1122] opname 1, 2, 3, 8 (Hunze en Aa s), 6, 7, 8, 12 talrijk voorkomend (Noorderzijlvest). Festuca rubra (Rood zwenkgras) [1119] (overal bedekkend voorkomend). Potentilla anserina (Zilverschoon) [1374] opname 9 (Noorderzijlvest) weinig. Op het dijkvak dat vervangen gaat worden. Plantago coronopus (Hertshoornweegbree) [1852] opname 18 Noorderzijlvest, weinig. Op dijkvak met hoge asfaltbekleding; opname op golfoploop. Plantago major (Grote weegbree) [1136] opname 20 (Noorderzijlvest en 39 (Wetterskip Fryslân) weinig of enkele exemplaren. Op dijkvak met hoge asfaltbekleding waar opname op de golfoploopzone ligt. Pagina 20 van 91

21 Festuca arundinacea (Rietzwenkgras) [1127] opname 26 (Noorderzijlvest), talrijk. Fioringras en Rood zwenkgras zijn algemeen voorkomend en daarom niet onderscheidend. Zilverschoon, Grote weegbree en Hertshoornweegbree komen zeer weinig voor en zijn daarom waarschijnlijk niet representatief voor de hele opname, al is Hertshoornweegbree redelijk zouttolerant. Alleen Veldgerst en Rietzwenkgras komen iets talrijker voor in de genoemde opnames, maar zijn niet bijzonder zouttolerant. Tabel 3-1 Overzicht opvallende opnames opnamenummers H&A NZV WF > 15 soorten 8 14, 16, 17, 19, 22 39!, 48 Bedekking soorten , 33, 37 met diepe wortel Aanwezigheid zilte soorten 1, 2, 3, 8 6, 7, 9, 12, 18, 20, Over het algemeen beschouwd zijn er wel opnames aan te wijzen met een relatief hoge soortenrijkdom, met soorten met diepe wortels of met relatief zouttolerante soorten of opnames met soorten die diepere wortels hebben. Dit zijn echter vaak verschillende opnames, zodat er geen opnames aan te wijzen zijn die vanuit meerdere aspecten veelbelovend genoemd kunnen worden (Tabel 3-1) Toegekende vegetatietypen Bijna alle opnamen (met weinig afwijkende en ontbrekende soorten) behoren tot de associatie van kamgrasweide (16BC1, Schaminee et al. 2010). Er zijn enkele afwijkende opnames die behoren tot rompgemeenschap van Fioringras vanwege de extreem hoge bedekking van deze soort. Opname 1 (Hunze en Aa )s en 48 (Wetterskip Fryslân) wijken af door het voorkomen van duinzwenkgras. Opname 26 wijkt af door de bedekking van rietzwenkgras (Noorderzijlvest). Het aantal afwijkende en ontbrekende soorten van de afwijkende opnames is echter zo hoog dat deze toewijzing heel onbetrouwbaar is. 3.7 Samenvatting resultaten veldinventarisatie De meeste grasbekledingen scoren voldoende in het toetsoordeel van de waterschappen in Alle opnames op de buitentaluds van de Waddenzeedijken lijken veel op elkaar qua soortenrijkdom, soortensamenstelling en (hoge) bedekking/geslotenheid en qua lengte van de vegetatie. De opnames behoren bijna allemaal tot het graslandtype kamgrasweide. Dit is toe te schrijven aan het overeenkomstige beheer (schapenbegrazing met afmaaien bloeistengels bloten-) met lichte bemesting. Lolium perenne (Engels raaigras), Agrostis stolonifera (Fioringras), Festuca rubra (Rood zwenkgras), Trifolium repens (Witte klaver), Poa trivialis (Ruw beemdgras), Cynosurus cristatus (Kamgras), Holcus lanatus (Gestreepte witbol) en Bromus hordeaceus (Zachte dravik) komen veelvuldig en bedekkend voor (in afnemende bedekking). Pagina 21 van 91

22 De onderzijde van de groene dijk bij Dollard is relatief arm in soorten kruiden, waarschijnlijk doordat een deel van de groene dijk (opname 2-5), waar het binnentalud recent is doorgezaaid met Engels raaigras en Witte klaver. Dit verschil bleek significant t.o.v. andere opnames. Het aantal opnames in het beheergebied van waterschap Hunze en Aa s is echter klein. De groene dijk in het beheergebied van Wetterskip Fryslân (opn 37-44) is niet bijzonder qua soortenrijkdom of samenstelling, alleen opname 39 is bijzonder kruidenrijk. De opnames op zones A en C zijn relatief iets soortenrijker dan op zone B, maar niet significant verschillend. Er is niet aangetoond dat vegetaties lager op de dijk relatief zouttoleranter zijn. Uit eerdere veldbezoeken (ongepubliceerde data) langs Waddenzeedijken blijkt dat zout gerelateerde soorten vaak in het voorland staan, maar niet op de dijk zelf. Er zijn opnames die wat soortenrijker zijn, soorten bevatten die relatief zouttolerant zijn of opnames met soorten die diepere wortels hebben. Dit zijn echter niet dezelfde opnames. Als veelbelovende dijkvakken voor de trekproeven lijkt de groene dijk in Wetterskip Fryslân interessant, vooral de kruidenrijke locatie bij opname 39. Een vergelijking met de relatief kruidenarme vegetatie van de opnames op de groene Dollarddijk kan interessant zijn. Daarnaast kan het ook interessant zijn om grasbekledingen boven asfalt te testen. Welke hier te kiezen is lastig omdat er veel locaties met asfaltbekledingen zijn en de verschillen in aangetroffen vegetaties klein zijn. Pagina 22 van 91

23

24 4 Grastrekproeven 4.1 Inleiding Aan de hand van de veldinventarisatie (Hoofdstuk 3) zijn proefvakken gekozen waar door Infram grastrekproeven zijn uitgevoerd. Met de grastrekproeven is de maximale kracht voor het uittrekken van een graszode van 20x20 cm 2 bepaald. Daartoe zijn twee zijden van de graszode tot een diepte van circa 8 cm losgestoken en is met constante treksnelheid van circa 1 cm/s de graszode uit het talud getrokken. Aan de hand van de in het veld bepaalde trekkracht is vervolgens de kritische stroomsnelheid U c conform de in [14] beschreven methode bepaald. In dit hoofdstuk zijn de resultaten van de uitgevoerde grastrekproeven en bepaling van de kritische stroomsnelheid opgenomen. 4.2 Uitvoering grastrekproeven Tijdens een veldbezoek zijn 6 proefvakken van 4x4 m 2 voor het uitvoeren van trekproeven aangewezen (zie ook bijlage C): proefvak 43 t/m 44 in dijktraject 6-3, proefvak 39 t/m 41 in dijktraject 6-4 en proefvak 5 in dijktraject 6-7 (zie ook Figuur 3-3 en 3-5). Binnen deze proefvakken zijn de locaties van de uit te voeren grastrekproeven vastgelegd (zie onderstaand figuur). Alle proefvakken bevinden zich op het buitentalud. Figuur 4-1: Locaties grastrekproeven binnen een proefvak Bij proefvakken 5 en 39 zijn extra locaties voor grastrekproeven gedefinieerd. Deze locaties (Y1 t/m Y3 en Z1 t/m Z3) liggen direct boven het in Figuur 4-1 weergegeven proefvak. Hierbij ligt locatie Yx 1,5 m boven Ax en Zx 3,0 m boven Ax. Bij proefvak 5 zijn op al deze 6 extra locaties extra grastrekproeven uitgevoerd. Bij proefvak 39 zijn alleen bij extra locaties Y3, Z1 en Z3 extra grastrekproeven uitgevoerd. Bij de extra locaties boven de proefvakken zijn geen aanvullende vegetatieopnames uitgevoerd. NB: circa 30 cm boven en onder de gedefinieerde locaties van de grastrekproeven zijn bewortelingsmonsters door de RU gestoken. 24

25 Bij de uitvoering van de grastrekproeven is het van belang dat deze zo goed als praktisch mogelijk verzadigd zijn. Bij de meeste proefvakken heeft daarom voorafgaand aan de uitvoering van de grastrekproeven beregening plaatsgevonden. Alleen bij proefvakken 5 en 40 is het talud niet beregend (zie Bijlage C-2). Beide locaties waren vanwege overvloedige neerslag nat genoeg. De grastrekproeven zijn uitgevoerd op 7, 8 en 14 november In totaal zijn 63 grastrekproeven uitgevoerd waarbij de maximale trekkracht is bepaald. Behalve deze trekkracht zijn ook de volgende zaken vastgelegd: - Oriëntatie proefvak in graden t.o.v. het noorden - Taludhelling in mm/m - Lengte gras - Aantal gebruikte pennen door frame en graszode - Locatie pennen in de graszode (diepte t.o.v. bovenkant graszode) - De breedte van de losgetrokken zode - Het gewicht van de losgetrokken zode - De dikte van de losgetrokken zode NB: dit betreft het gewogen gemiddelde op basis van maximaal 3 gemeten diktes met bijbehorend percentage van voorkomen. - Eventuele bijzonderheden Bovendien zijn per proefvak foto s gemaakt (zie Bijlage C): - Detailfoto s van de onderzijde en de losgestoken zijkanten van de getrokken zode; en - Overzichtsfoto s van de proefvakken (zowel voor als na de uitvoering van de grastrekproeven) 4.3 Observaties Tijdens het uitvoeren van de proeven is het volgende geconstateerd: - Per proefvak zijn de resultaten ten opzichte van in het verleden uitgevoerde grastrekproeven nogal homogeen. Er is relatief weinig variatie in de maximaal gemeten trekkracht. - De maximale kracht treedt als regel op na circa 2 cm trekken/vervorming. Dit is eerst waargenomen en vervolgens enkele keren vastgesteld door een meting met de liniaal op de hydraulische cilinder. - Voor alle proefvakken geldt dat de dikte van de getrokken graszode redelijk constant is. - In vergelijking met de overige proefvakken was het taludoppervlak van proefvak 5 over het algemeen onregelmatiger. Hierdoor bevonden de pennen zich ook op een onregelmatiger diepte. Bovendien was ook de toplaag in proefvak 5 brosser, waardoor de zode relatief snel brak. - Bij proefvak 5 zijn op meerdere locaties (nesten van) rode mieren aangetroffen. Opgemerkt wordt dat de locatie van de breuk zich ter plaatse van de gangen/ holen van een mierennest bevond. Pagina 25 van 91

26 4.4 Kritische stroomsnelheid Op basis van de bij de uitvoering van de grastrekproeven gemeten maximale trekkrachten is de kritische stroomsnelheid U c bepaald. De kritische stroomsnelheid voor een volledig verzadigde graszode (zuigspanning is 0) wordt conform [Ref. a] gegeven door onderstaande vergelijking: U c = 0,34 0,12 σ grass,c(0) [1] De critical mean grass normal stress σ grass, c (N/cm 2 ) kan worden bepaald met vergelijking [2]. σ grass,c = F i A b +4A s [2] Hierin is F i de kracht (N) benodigd voor het uittrekken van een intacte graszode. Omdat een zode van 20x20 cm 2 is uitgetrokken dient voor F i de maximale trekkracht vermenigvuldigd te worden met een factor 1,56 [14]. Het oppervlak van de onderzijde van de zode A b is op alle locaties gelijk aan 400 cm 2. Het oppervlak van de zijkant van de zode A s wordt overal, omdat de zode tot een diepte van 8 cm is uitgestoken, 160 cm 2. Verondersteld wordt dat de 2,5% onderschrijdingswaarde van de sterkte van de graszode, die normaal verdeeld is, representatief is voor sterkte van de graszode van een proefvak (en dus dijksectie). Voor elk van de uitgevoerde proeven is op basis van de maximaal gemeten trekkracht de maximale benodigde kracht voor het eruit trekken van een intacte graszode bepaald. Hiermee is vervolgens per proef de σ grass, c bepaald. Per proefvak is vervolgens het gemiddelde en de standaardafwijking van σ grass, c bepaald om de 2,5% onderschrijdingswaarde van de sterkte van de graszode te bepalen en hiermee de kritische stroomsnelheid te berekenen (zie Bijlage C). In onderstaande tabel is per proefvak de berekende kritische stroomsnelheid weergegeven. Tabel 4-1: Kritische stroomsnelheid Uc per proefvak Proefvak U c (m/s) 5 7, , , , , ,65 Bij de beoordeling van grasbekledingen in de oploopzone wordt uitgegaan van de cumulatieve overbelastingmethode. De cumulatieve overbelasting wordt hierbij mede bepaald door de kritische stroomsnelheid. Voor een gesloten graszode wordt conform [10] uitgegaan van een kritische stroomsnelheid van 6,6 m/s. De in Tabel 4-1 weergegeven waarden zijn alle groter dan de rekenwaarde van de kritische stroomsnelheid die volgens WBI2017 bij de beoordeling van grasbekledingen wordt gebruikt. Pagina 26 van 91

27

28 5 Relaties tussen vegetatie, doorworteling en bodem 5.1 Doel inventarisatie Het uiteindelijke doel van de combinatie van vegetatie inventarisatie, bodemonderzoek en wortelanalyses op de Waddenzeedijken van Hunze & Aa s, (Noorderzijlvest) en Wetterskip Fryslân is om vast te stellen in hoeverre nieuwe kennis over de bestaande vegetatiesamenstelling van grasbekledingen op deze dijken kan leiden tot een kleinere versterkingsopgave, omdat grasbekledingen gezien hun soortenrijkdom en samenstelling wellicht sterker blijken te zijn dan uit de toetsing van de grasvegetatie blijkt. Dit kan leiden tot het ontwikkelen van nieuwe erosiebestendige vegetaties door aanpassingen in beheer/aanleg en door het aanscherpen van de beoordelings- en ontwerpregels waarbij meer sterkte wordt toegekend aan de grasmat. Na selectie van de bestaande veelbelovende vegetaties (zie hoofdstuk 3) zijn er bodemanalyses en trekproeven gedaan om een beeld te krijgen van de bodemcondities ter plekke en de erosiebestendigheid. Daarbij zijn er op elke locatie wortelmonsters genomen en zijn deze geanalyseerd op de doorworteling waarbij verschillende aspecten van de doorworteling zijn meegenomen. De resultaten van deze analyses worden gekoppeld aan de uitkomsten van de trekproeven en het bodemonderzoek om zo de eventuele relaties tussen deze factoren te kunnen duiden. Belangrijkste vraag is of de doorworteling van de toplaag samenhangt met de trekkracht (of erosiebestendigheid) en of plantensoorten of vegetatiesamenstelling hier een rol in heeft. Eventueel worden deze proeven later geverifieerd met overslag/oploop/klapproeven. Samen met de vegetatie inventarisatie, zullen de resultaten van deze analyses en proeven gebruikt worden voor een herbeoordeling van de grasmat, het samenstellen van nieuwe grasmengsels en het doen van aanbevelingen voor beheer. 5.2 Selectie te dijkvakken Bij de selectie van de te onderzoeken dijkvakken (trekproeven, bodemanalyses en wortelmonsters) is er gekeken naar meest veelbelovende vegetaties verspreid over een zo breed mogelijk geografisch gebied, waarbij het aantal locaties voor de trekproeven limiterend was (slechts 4 locaties (en 6 proefvlakken) mogelijk). De soortenrijkdom was bepalend voor de veelbelovende vegetaties. Er zijn vier locaties geselecteerd met in totaal zes proefvlakken die zijn opgenomen tijdens de inventarisaties (Figuur 5-1). Bij Waterschap Hunze & Aa s opname 5 (fig.5-2) en in Wetterskip Fryslân gaat het om opnamen 39, 40,41, 43 en 44 (Figuur 5-3). 28

29 Figuur 5-1 Overzicht ligging geselecteerde opnames per waterschap. Figuur 5-2 Ligging geselecteerde opnames Hunze en Aa s. Pagina 29 van 91

30 Figuur 5-3 Ligging geselecteerde opnames Wetterskip Fryslân. De opnamen zijn verschillend gepositioneerd op of net onder het talud van de dijk (figuur 5-4). Hierbij zijn de coördinaten aangehouden van de aangewezen proefvlakken (hoek linksonder). Figuur 5-4 Posities van de geselecteerde opnamen op de dijk. Pagina 30 van 91

31 5.3 Uitvoering bodemonderzoek en wortelbemonstering De bodem- en profielbeschrijvingen en wortelbemonstering heeft plaatsgevonden in de week van de trekproeven. Hierbij zijn de posities van de trekvlakken uitgezet (7/11 bij Wetterskip Fryslân en 8/11 bij Ws Hunze & Aa s). Beschrijvingen van de bodem (n=1 per plot, 6 plots) zijn uitgevoerd door ir. Maurice Evers (Lumbricus) en via Lumbricus is door Eurofins Agro Wageningen een analyse van de granulaire samenstelling van de bodems uitgevoerd. Bijlage D. - Profielbeschrijving o Tot 1 meter diepte waarbij de horizonten afzonderlijk beschreven zijn. - Zoutgehalte, vochtgehalte en ph o Het zoutgehalte in de 6-10 cm dieptelaag is bepaald door de geleiding (EC w), een indicatie voor hoeveelheid opgeloste zouten in het bodemvocht, te meten m.b.v. een HH2 W.E.T.-sensor. Uitgedrukt in ms.cm -1. o Het vochtgehalte (%v.v -1 ) is bepaald in de 6-10 cm dieptelaag m.b.v. de HH2 W.E.T.- sensor. o ph van het bodemvocht is gemeten in de 6-10 cm dieptelaag door middel van IQ150 Spectrum technologies ph-meter met een isfet electrode. - Granulaire samenstelling (fracties Zand, Silt en Lutum (%)) o Hierbij zijn met een profielsteker bodemmonsters genomen tot 20 cm diep (volume 400 cm 3 ) o Beschrijving methoden in bijlage D. Wortelbemonstering en verwerking o Bij elk trekvlak (per opname 9 trekvlakken van cm (+ 6 additionele trekvlakken bij opnamen 5 en 39) is een wortelmonster gestoken met een profielsteker op 10 cm boven en onder de positie van het trekvlak. Elk wortelmonster heeft afmetingen van cm (diepte breedte dikte). De monsters zijn in gesealde plastic zakken naar het lab in Nijmegen vervoerd en bij ca. 4 C opgeslagen in de koeling. o Een selectie van 28 monsters is gemaakt op basis van de grootste variatie in trekkracht. o In het laboratorium in Nijmegen zijn de monsters opgesneden in de volgende diepte lagen: cm, cm, 5-10 cm en cm. De resterende graslaag is vóór de analyse verwijderd. o De wortels van elke laag zijn handmatig uitgespoeld en ontdaan van bodem- of organisch restmateriaal. Rhizomen (bovenste 5 cm) zijn apart geanalyseerd. o Na een neutraal-rood kleuring van het wortelmateriaal zijn de wortels gescand (Epson Expression XL scanner, Regent Instruments, Quebec, Canada, op 600 dpi, waarna wortel eigenschappen werden bepaald met WinRhizo software (Regent Instruments)) en gedroogd (Bijlage 4.2). Hierbij zijn bepaald: Totale Wortellengte per laag Gemiddelde worteldiameter per laag Wortel biomassa (drooggewicht) per laag 5.4 Invoeren, koppelen en analyseren resultaten veldmetingen en inventarisaties Voor de koppeling van de vegetatiedata, bodemgegevens, treksterktemetingen en de doorworteling waren de volgende datasets beschikbaar. o Vegetatiedata van de 6 geselecteerde opnamen (soortensamenstelling op 4 4 m in rekenpercentages volgens Hennekens (2009) [15]. o Bodem- en profielbeschrijvingen o Granulaire samenstelling (fracties Zand, Silt en Lutum in %) Pagina 31 van 91

32 o o Ruwe data trekkracht (maximale trekkracht in kn per cm) Totale wortellengte, wortelbiomassa en gemiddelde worteldiameter per laag Alle data is samengevoegd in één databestand (.txt) aan de hand van de aanduiding per trekvlak (locatie-proefvlak-trekvlak) en verwerkt met R (versie 3.4.3). Gegevens werden gecorreleerd en statistisch getoetst met verschillende lineaire mixed effect modellen. Hierbij is gebruik gemaakt van de statistische R-packages: vegan [16], lme4 [17] en nlme. Significantie: P<0.05. Zie Bijlage E voor de ruwe meetdata en de statistische modellen. 5.5 Resultaten Bodem, doorworteling en vegetatie Granulaire samenstelling De granulaire fracties verschillen aanzienlijk tussen de plots (fig. 5-5). In de zandfractie is de grootste variatie (ca. 19%) aangetroffen. De lutumfractie varieerde slechts in beperkte mate (ca. 8%), terwijl de siltfractie een variatie van ca. 12% vertoonde. Silt- en lutumfractie lijken doorgaans positief gecorreleerd, en verhoogde waarden leiden dus in het algemeen tot een lagere zandfractie. Doorgaans is de zandfractie iets hoger onder aan de dijk, terwijl de silt- en lutumfracties hoger zijn in de plots hoger op het talud. Figuur 5-5 De lutum-, silt- en zandfracties in de bovenste 20 cm van de toplaag van de zes verschillende proefvlakken Granulaire samenstelling - Treksterkte De variatie in de granulaire samenstelling lijkt te zijn gecorreleerd met de treksterkte (figuur 5-6). Een beperkte variatie in het lutumgehalte toont weinig correlatie met de treksterkte. Een hogere zandfractie leidt tot een verlaging in de treksterkte, terwijl een hogere siltfractie correleert met een grotere treksterkte. De dikte van de viltlaag is niet gecorreleerd met de treksterkte. Pagina 32 van 91

33 Figuur 5-6 De lutum-, silt- en zandfracties in de bovenste 20 cm van de toplaag gecorreleerd met de treksterkte (kn). De middelste lijn geeft de lineaire regressie over het geheel weer. De buitenste lijnen geven de regressie rond de 25% zwakste trekkrachtmetingen en de 25% sterkste metingen weer. Kleurcodering geven de proefvlakken weer volgens Figuur Doorworteling De doorworteling wordt uitgedrukt in wortellengtes (in cm) genomen in een vast volume en wortelmassa (in grammen) in dezelfde volumes. De totale doorworteling (zowel uitgedrukt in lengte als in biomassa) varieert respectievelijk ca. 48% en 50% tussen de metingen. Het grootste deel van de wortels is consequent in de bovenste 25 mm aanwezig en neemt in de laag mm en mm exponentieel af (fig.5-7). In de laag van 100 tot 200 mm diepte is slechts een klein deel van de wortels te vinden. De grootste variatie tussen de monsters is in de bovenste laag te vinden (ca. 57 % verschil), maar ook in de andere lagen treden aanzienlijke verschillen op (tot ca. 50 %). Figuur 5-7 De wortellengte (cm) van het totaal (ca. 400 cm 3 ) per dieptelaag (50, 50, 100) per proefvlak. Pagina 33 van 91

34 5.5.4 Granulaire samenstelling - Doorworteling De granulaire samenstelling is bepalend voor de dichtheid van de bodem en heeft effecten op het vochtgehalte en de nutriëntenbeschikbaarheid van de grasbekleding, en daarmee ook op de doorworteling. De verhouding silt-zand heeft een effect op de wortellengte: een hogere siltfractie correleert met een grotere wortellengte en -biomassa in de bodem. Verschillen in de wortelverdeling over de bovenste 200 mm van de bodem correleert slechts weinig met verschillen in granulaire samenstelling. Doordat de bodemmonsters in deze pilot slechts een geringe variatie in bodemsamenstelling vertoonden en vergelijkbare vegetaties aanwezig waren, zijn interacties tussen bodem en doorworteling moeilijk te bepalen en hun uitzonderlijke effecten nauwelijks uit elkaar te halen Doorworteling Treksterkte 1 Zowel de totale wortellengte als de wortelmassa zijn positief gecorreleerd met de treksterkte, ook als het mogelijke effect van de granulaire samenstelling hierin is meegenomen (fig. 5-8, bijlage E). Figuur 5-8 Correlatie tussen de treksterkte (Kn) en (A) de wortellengte (cm) en (B) de wortelbiomassa (gram drooggewicht). Beide correlaties zijn significant (resp. χ 2 =0.67, R 2 =0.32 en χ 2 =0.63, R 2 =0.43). De middelste lijn geeft de lineaire regressie over het geheel weer. De buitenste lijnen geven de regressie rond de 25% zwakste trekkrachtmetingen en de 25% sterkste metingen weer. Kleurcodering geeft de proefvlakken weer als in Figuur 5-4. Hierbij lijken met name de lagen tussen de 25 en 100 mm diepte een rol te spelen bij deze correlatie. Dit zijn de lagen waarin de pennen waarop de kracht wordt uitgeoefend voor de treksterktebepaling worden aangebracht. De diepte van deze pennen bepaalt de plaats waar de kracht op de wortellagen wordt uitgeoefend en varieert over een paar centimeter binnen 1 Granulaire samenstelling, diepte van de pennen alsmede niet gemeten locatieafhankelijk factoren zijn meegenomen in de correlaties Pagina 34 van 91

35 alle proefvlakken. Deze pendiepte heeft een positief effect op de ruwe trekkracht (zie figuur in bijlage E). Ondanks dit effect blijft de bodem en de doorworteling het meest verklarend voor de variatie (zie tabel in bijlage E). De mate van aanwezigheid van rhizomen in de bovenste 50 mm van de bodem heeft geen effect op de treksterkte. Lager op het talud is de doorworteling iets beter dan hoger op het talud (zowel in wortellengte als in gewicht). Er is echter geen directe relatie gevonden tussen doorworteling en hoogte op het talud die onafhankelijk van de bodemsamenstelling is Vegetatie De vegetatie wordt gevormd door de soortensamenstelling van de grasbekleding op de dijk, gekwantificeerd als bedekkingspercentage door iedere soort. De totale bedekking kan boven de 100 % liggen doordat bladeren van soorten met elkaar kunnen overlappen. In totaal zijn er in zes opnamen 29 soorten gevonden. Engels raaigras (Lolium perenne) is overal zeer dominant met nooit minder dan 38 % procent bedekking (meestal meer dan 70 %). Fioringras (Agrostis stolonifera) is daarnaast sterk aanwezig met bedekkingen die variëren tussen de 12 % en 40 %. Rood Zwenkgras (Festuca rubra) is eveneens talrijk, en varieert in bedekking tussen de 3 en de 40 %. Kamgras (Cynosurus cristatus) en Witte klaver (Trifolium repens) vormen soms bedekkingen van meer dan 10 %. Alle overige grassen en kruiden halen nooit een bedekking hoger dan 4 % en vormen samen nooit meer dan 33 % van de vegetatie (Figuur 5-9). Figuur5-9 Bedekkingen van soorten per opname. De verhoudingen tussen de soorten zijn te zien ten opzichte van de totale bedekking. Deze kan meer dan 100% zijn omdat soorten elkaar overlappen. Pagina 35 van 91

36 5.5.7 Vegetatie-Doorworteling 2 Een hogere bedekking, zowel door grassoorten als door kruiden, is positief gecorreleerd met de totale wortellengte en tevens de totale wortelbiomassa. Door de relatief geringe variatie tussen soortbedekkingen en soortensamenstellingen is er relatief weinig te zeggen over de soorten met de lage bedekkingen. De dominante grassoorten variëren meer en zijn zodoende beter te vergelijken. Wel is er met een dergelijk beperkt aantal locaties slechts een beperkte dataset beschikbaar. Met name Rood Zwenkgras blijkt positief gecorreleerd met totale en diepe doorworteling. De bedekking van Fioringras lijkt negatief gecorreleerd met de doorworteling. (Figuur 5-10) De aanwezigheid van Engels raaigras en Zachte dravik lijkt een licht negatieve relatie te hebben met respectievelijk oppervlakkige en diepere doorworteling. De veel aanwezige Witte klaver lijkt ook gerelateerd te zijn aan relatief hoge wortellengtes en wortelbiomassa s. Ditzelfde geldt ook voor Gewone hoornbloem, ondanks dat deze soort nooit meer dan 3% bedekking heeft. Blijkbaar is deze soort wel indicatief voor goede doorwortelingscondities. Figuur 5-10 Links de positieve correlatie tussen de bedekking van Rood zwenkgras (% bedekking proefvlak) en de totale wortellengte. Rechts de negatieve correlatie tussen de bedekking van Fioringras (%) en de totale wortellengte. Kleurcodering geeft de proefvlakken weer als in Figuur Algemene conclusies Een goede doorworteling is positief gecorreleerd met de treksterkte. Daarnaast is er een duidelijke positieve correlatie tussen de siltfractie en de treksterkte, deze is op zijn beurt weer afhankelijk van de hoeveelheid zand en lutum in de bodem. De granulaire samenstelling van de bodem en de doorworteling interacteren. Bodemdoorlaatbaarheid, vochtbeschikbaarheid, voedingstoffen en consistentie kunnen de doorworteling beïnvloeden en de doorworteling beïnvloed ook de consistentie en doorlaatbaarheid van de bodem. De dataset is te beperkt om de exacte aard van deze interacties naar voren te halen. De aanwezige vegetatie is bepalend voor de doorworteling. Hogere totale bedekkingen van zowel grassoorten als kruidachtigen hebben een positief effect op de doorworteling. Individuele soorten hebben 2 Granulaire samenstellingen alsmede niet gemeten locatieafhankelijk factoren zijn meegenomen in de correlaties Pagina 36 van 91

37 specifieke worteleigenschappen die positief of negatief voor bepaalde aspecten van de doorworteling kunnen zijn. Interacties tussen soorten kunnen hierbij van invloed zijn maar deze zijn met deze dataset niet op te helderen. Bodemcondities en beheer kunnen bepalend zijn voor de soortensamenstelling. In de huidige pilot konden deze interacties echter niet uitvoerig worden onderzocht. Ook andere biotische en abiotische factoren kunnen effect hebben op deze relaties. Om grip te krijgen op alle aanwezige interacties (Figuur 5-11) zal in de toekomst dit type-onderzoek uitgebreid moeten worden. Figuur 5-11 Samenvattend overzicht algemene conclusies betreffende de gevonden correlaties tussen bodemfactoren, vegetatie, treksterkte en de doorworteling. Uit het onderzoek komt naar voren dat de treksterkte bepaald wordt door de combinatie van bodemfactoren en doorworteling. Terwijl de algehele treksterkte afdoende is zien we dat bepaalde soorten een positief en andere een negatieve relatie hebben met de treksterkte. Verder valt op dat de huidige samenstelling van de vegetatie sterk afwijkt van de gangbare inzaaimengsels D1 en D2. Het onderzoek in fase C zal er op gericht zijn om nieuwe zaadmengsels te ontwerpen die dichter bij de gewenste vegetatie staan onder de heersende omstandigheden van de Waddenzeedijken en het gegeven beheer. Hierin zullen grasvariëteiten en soorten geselecteerd worden met sterke en diepere doorworteling, die de erosiebestendigheid van de vegetatie zullen vergroten. Pagina 37 van 91

38 6 Betekenis innovatie erosiebestendigheid gras voor beoordeling en ontwerp 6.1 Doel Doel van dit onderdeel van de studie is inzichtelijk te maken in hoeverre een erosiebestendiger grasbekleding invloed heeft op de veiligheidsbeoordeling en het ontwerp van de dijk. Hierbij wordt steekproefsgewijs gekeken naar de dijkstrekkingen waarbij de grasbekleding eerder als onvoldoende is beoordeeld, of waar nog geen oordeel was als gevolg van een te hoog zandgehalte (zie Hoofdstuk 2). Er zijn drie stappen te onderscheiden: Stap 1 Stap 2 Stap 3 Wat betekent de overgang van VTV2006 naar WBI2017 op het probleem met de grasbekleding voor dijkring 6. Wat is een redelijk geschatte haalbare verhoging van de erosiebestendigheid en welke rekenparameters horen hierbij. Wat betekent een hogere erosiebestendigheid voor de beoordeling en het ontwerp van grasbekledingen. Het gaat buiten de scope van deze studie om de hele dijkstrekking te beoordelen, er is daarom steekproefsgewijs gekeken. De locaties waar een berekening is uitgevoerd staat als groene stip in Figuur 6-1. Figuur 6-1 Overzichtskaart met locaties berekeningen (groene stippen) Er is alleen gekeken naar de erosiebestendigheid die nodig is voor de veiligheid. Ecologische en esthetische waarden worden hier niet beschouwd, evenals beheeraspecten en robuustheid bij een veranderend klimaat met extremere seizoensinvloeden op de grasmat. De rekenwaarden van de erosieparameters zijn gevarieerd ten opzichte van de gangbare rekenwaarden die in het kader van het WBI en OI zijn afgeleid. Hiermee wordt inzicht verkregen in het effect van sterkere, meer erosiebestendige, grasmengsels die in Fase C van het onderzoek op proefvelden zullen worden aangelegd. Opgemerkt wordt dat de werkelijke onderbouwing van de verbeterde erosieparameters nog moet worden uitgevoerd door het uitvoeren van grootschalige erosieproeven op de proefvelden. 38

39 6.2 Stap 1 Overgang van VTV2006 naar WBI Hoog zandgehalte zone C en zone D In hoofdstuk 2 staat beschreven dat bij Wetterskip Fryslân vanwege een te hoog zandgehalte geen gedetailleerde beoordeling volgens het VTV2006 kon worden uitgevoerd, met als gevolg geen oordeel. Volgens het WBI2017 is het zandgehalte niet van groot belang, zolang het substraat uit klei bestaat. Dit geldt voor zowel golfoverslag (zone D) als voor golfoploop (zone C). De betreffende strekkingen staan in Figuur 6-2. Figuur 6-2 Overzichtskaart geen oordeel vanwege hoog zandgehalte voor zone C en D Zone C Erosie golfoploopzone Met WBI software Ringtoets (toekomstig zal dit Riskeer worden genoemd) en de Basismodule Gras Buitentalud (BM Gras Buitentalud) is voor vijf dwarsprofielen uit de vijf vakken die eerder geen oordeel kregen een berekening volgens het WBI2017 uitgevoerd. Uitgangspunten hierbij zijn: Signaleringswaarde, 1/3.000 voor betreffende trajecten Ringtoets versie HB databases van Graskwaliteit gesloten zode (zie Hoofdstuk 3) Rekenwaarden van Uc van 6,6 m/s voor gesloten zode (Schematiseringshandleiding Grasbekledingen [10]) Waterstandsverlooplijn met een basis stormduur van 45 uur en een piek van 2 uur. Gemiddeld getij bij dichtst bij zijnde meetstation (Harlingen/ Holwerd/ Lauwersoog) Piek waterstand bij doorsnede-eis voor GEBU. Dwarsprofielen uit AHN (Algemeen Hoogtebestand Nederland, verkregen via Profielschematisering conform regels uit Schematiseringshandleiding Hoogte. Invoer van voorland voor zover beschikbaar in AHN bestanden, gelimiteerd tot de afstand tot het uitvoerpunt in Ringtoets. BM Gras Buitentalud versie Omrekening piek golfperiode T p (s) uit Ringtoets naar spectrale golfperiode T m-1,0 (s) voor de Basismodule Gras Erosie Buitentalud door delen door 1,1 (-). Gebruik van schaling met N fixed= Verder default instellingen van BM Gras Buitentalud. Pagina 39 van 91

40 Om de verschillende benodigde parameters enigszins toe te lichten is voor één profiel een voorbeeld gegeven van de belangrijkste parameters. Een voorbeeld van een waterstandverloop voor profiel w staat in Figuur 6-3. In afwijking van [10] wordt voor de piek van de stormopzet uitgegaan van 2 uur in plaats van 4 uur. Dit zal namelijk in een volgende versie van [10] worden gewijzigd. Figuur 6-3 Waterstandverloop w , getij Holwerd, waterstand bij doorsnede eis GEBU NAP +5,67 m Een voorbeeld van de profielschematisering in een zogenaamde PFRL-file voor w staat in Figuur 6-4. Figuur 6-4 Schematisering dwarsprofiel w op basis van AHN Een voorbeeld van visualisatie in Ringtoets van de profiellocatie w en het dichtst bijgelegen uitvoerpunt (WZ_1_6-3_dk_00189) is gegeven in Figuur 6-5. Pagina 40 van 91

41 Figuur 6-5 Visualisatie profiellocatie w en uitvoerpuntlocatie in Ringtoets Een voorbeeld van de uitvoer van golfcondities uit Ringtoets staat in Tabel 6-1. Tabel 6-1 Voorbeeld golfcondities uit Ringtoets w w Uitvoerpunt hydraulische belasting: WZ_1_6-3_dk_00189 ws_dsneis 5,67 m+nap ws (m NAP) Hs (m) Tm-1,0 (s) Richtin_Noord Tp (s) 3 0,52 2, ,99 3,5 0,8 3, ,61 4 1,1 3, ,98 4,5 1,38 4, ,45 5 1,66 4, ,73 5,5 1,87 4, ,00 5,66 1,64 4, ,92 Met het vervallen van de eis aan het zandgehalte kan binnen het WBI2017 de gedetailleerde beoordeling op golfoploop worden uitgevoerd. In alle gevallen ligt de grasbekleding boven een harde bekleding en boven de waterstand bij de doorsnede-eis. De overgang tussen de harde bekleding en de grasbekleding is in dit geval het kritieke punt, omdat de golfoploopbelasting hier het hoogste is. De hoogteligging van deze overgang wordt daarom beoordeeld en heet de evaluatiehoogte. Uit de berekeningen blijkt dat de grasbekleding ruim voldoet aan de eis. De cumulatieve overbelasting D (m 2 /s 2 ) blijft ruim onder de kritische overbelasting D crit. De resultaten voor alle berekende profielen, inclusief het voorbeeld profiel w staan in Tabel 6-2. Pagina 41 van 91

42 Tabel 6-2 Oriënterende beoordeling gras zone C volgens WBI2017 Profiel Traject Zodekwaliteit h dsn-eis (m NAP) Evaluatiehoogte (m NAP) D (m 2 /s 2 ) D crit (m 2 /s 2 ) Oordeel w gesloten 5,87 6, voldoet w gesloten 5,67 6, voldoet w gesloten 5,64 6, voldoet w gesloten 5,67 7, voldoet w gesloten 5,93 6, voldoet Indien in plaats van een gesloten zode een open zode aanwezig zou zijn, met een rekenwaarde van de kritische stroomsnelheid van 4,3 m/s, dan volgt het resultaat in Tabel 6-3. Tabel 6-3 Oriënterende beoordeling gras zone C volgens WBI2017 met open in plaats van gesloten zode Profiel Traject Zodekwaliteit h dsn-eis (m NAP) Evaluatiehoogte (m NAP) D (m 2 /s 2 ) D crit (m 2 /s 2 ) Oordeel w open 5,87 6, voldoet niet w open 5,67 6, voldoet niet w open 5,64 6, voldoet w open 5,67 7, voldoet w open 5,93 6, voldoet niet Uit de berekeningen blijkt een grote gevoeligheid van D, en daarmee het veiligheidsoordeel, voor de kwaliteit van de zode in de golfoploopzone. Drie van de vijf dwarsprofielen voldoen niet meer aan de veiligheidseis van het WBI2017 als de kwaliteit van de zode achteruit gaat van gesloten naar open. De overige profielen blijven voldoen, echter de cumulatieve overbelasting neemt snel toe bij een afnemende graskwaliteit. De hoofdconclusie van de berekeningen is dat met het vervallen van de eis aan het zandgehalte er wel een gedetailleerde beoordeling kan worden uitgevoerd en uit de steekproeven blijkt dat bij de aanwezige gesloten zode de grasbekleding in de golfoploopzone (Hoofdstuk 3) voldoet aan de norm. Zone D kruin en binnentalud Met Ringtoets is voor drie profielen uit de vijf vakken die eerder geen oordeel kregen gekeken naar het toetsresultaat volgens het WBI2017. Enkele uitgangspunten hierbij zijn: Signaleringswaarde, 1/3.000 voor betreffende trajecten Ringtoets Profielen voldoen aan de toepassingsvoorwaarde van een minimale kleilaagdikte van 0,4 m HB databases van Gesloten zode (Hoofdstuk 3) Rekenwaarden van en van het kritisch overslagdebiet uit tabel 6.6 van de Schematiseringshandleiding grasbekledingen Pagina 42 van 91

43 Voor de schatting van de golfhoogte voor de indeling in de golfhoogteklasse is een HBN berekening uitgevoerd bij 0,1 l/s/m bij de doorsnede-eis (1/ jr -1 ). Vervolgens is met een dijkprofiel met een (fictieve) kruinhoogte gelijk aan dit berekende HBN niveau een faalkansberekening gemaakt bij een verwachtingswaarde van het kritisch overslagdebiet van 0.1 l/s/m en een standaardafwijking van 0 l/s/m. Deze berekening levert de indicatieve golfhoogte die wordt gebruikt voor de bepaling van de golfhoogteklasse. Voor de drie beoordeelde profielen pakt dit als volgt uit: Profiel Golfhoogte (m) Klasse w m w m w m Standaard faalkansbegroting 0.24 (-) Lengte effectfactor N=3 voor betreffende trajecten De resultaten van de faalkansberekeningen staan in Tabel 6-4. Tabel 6-4 Oriënterende beoordeling gras zone D volgens WBI2017 Profiel Traject Klasse Zode- Faalkanseis Faalkans Indicatieve Oordeel kwaliteit (jr -1 ) (jr -1 ) Hs (m) w m gesloten 1/ /35x voldoet w m gesloten 1/ /59x voldoet w m gesloten 1/ /212x voldoet Uit de berekeningen blijkt dat de profielen volgens het WBI 2017 ruim voldoen aan de norm. De sterkte die conform het WBI2017 wordt toegekend aan de gesloten zode is ruim voldoende. Opgemerkt wordt dat de indicatieve golfhoogte die volgt uit de faalkansberekeningen hoger is dan de golfhoogte die is gebruikt voor de indeling in de golfhoogteklasse. Hierbij moet echter bedacht worden dat deze golfhoogte hoort bij een gebeurtenis met een veel kleinere kans van voorkomen dan de norm. Om een gevoel te krijgen voor het belang van de erosiebestendigheid van de grasbekleding is de berekening herhaald voor een open zode, met lagere rekenwaarden van het kritisch overslagdebiet. De resultaten staan in Tabel 6-5. Tabel 6-5 Oriënterende beoordeling gras zone D volgens WBI2017 voor open zode Profiel Traject Klasse Zode- Faalkanseis Faalkans Indicatieve Oordeel kwaliteit (jr -1 ) (jr -1 ) Hs (m) w m gesloten 1/ /23 x voldoet w m gesloten 1/ /40 x voldoet w m gesloten 1/ /87x voldoet Pagina 43 van 91

44 Ook bij de kwaliteit open zode voldoet de dijkhoogte aan de norm. Geconcludeerd kan worden dat de overgang van het VTV2006 naar het WBI2017, waarin de eis aan het zandgehalte in de zode is komen te vervallen, ervoor zorgt dat de dijk waarschijnlijk, op basis van de steekproef, het oordeel voldoet krijgt. Een hogere erosiebestendigheid zou wel bijdragen aan de veiligheid maar deze extra bijdrage zal marginaal zijn, omdat al wordt voldaan aan de norm Zone B golfklapzone Zoals te lezen in hoofdstuk 2 zijn diverse dijkvakken volgens het VTV2006 als onvoldoende beoordeeld voor erosie in de golfklapzone (Zone B). In het kader van deze studie is steekproefsgewijs gekeken of met de overgang naar het WBI2017 het oordeel anders uitpakt. De betreffende dijkvakken staan in Figuur 6-6. Figuur 6-6 Overzichtskaart met dijkvakken met oordeel onvoldoende voor erosie zone D volgens VTV2006 (blauwe lijnen) Met behulp van Ringtoets zijn de hydraulische belastingen bepaald voor een aantal locaties binnen de afgekeurde dijkvakken. De uitgangspunten hiervoor zijn gelijk aan de eerder genoemde uitgangspunten in paragraaf Voor de beoordeling op golfklappen volgens het WBI2017 is alleen de golfhoogte bij de verschillende waterstanden van belang. De beoordeling vindt vervolgens plaats met de BM Gras Buitentalud. Hierin geldt een maximale significante golfhoogte van 1,25 m voor een gesloten zode en 1,05 m voor een open zode. Onder deze golfhoogte wordt gekeken naar de belastingduur en de standtijd van de bekleding. Boven deze rekenwaarden van de golfhoogte wordt verondersteld dat de graszode zeker te zwak is om aan de norm te voldoen, in het model treedt instantaan falen van de graszode op. Zonder uitzondering zijn de rekenwaarden van de golfhoogtes bij de steekproeven hoger dan 1,25 m. Vanwege de positieve correlatie tussen de waterstand en de golfhoogte treden deze golfhoogtes hoog op het talud op. Een harde bekleding lager op het talud zal hiervoor dan ook geen bescherming bieden, tenzij deze hoger is dan de waterstand bij de doorsnede-eis voor het spoor GEBU. Verwacht moet dus worden dat ook met het WBI2017 de grasbekledingen niet zullen voldoen aan de norm. Opgemerkt wordt dat in aanvulling op de informatie over de toetsing volgens het VTV2006, Noorderzijlvest ook een beoordeling heeft laten uitvoeren volgens het WBI2017 voor het Pagina 44 van 91

45 dijkgedeelte westelijk van de Eemshaven. Hieruit volgt dezelfde conclusie. Bij dijkvakken waar de harde bekleding lager is dan de waterstand bij de doorsnede-eis moet worden beoordeeld op golfklappen en wordt vervolgens niet voldaan aan de norm [6] Zone C golfoploopzone Naast de dijkvakken die als gevolg van een te hoog zandgehalte volgens het VTV2006 geen oordeel hadden zijn er slechts enkele kleine dijkvakken die hierop zijn afgekeurd. Deze dijkvakken hebben ook een overlap met dijkvakken die zijn afgekeurd op het mechanisme erosie door golfklappen (Figuur 6-7). Figuur 6-7 Overzicht dijkvakken afgekeurd op erosie golfoploopzone (Rood) overlappend met golfklapzone (blauw). In deze vakken is geen aparte berekening gemaakt voor het mechanisme conform het WBI2017. Bevindingen over de beoordeling op erosie door golfoploop volgens het WBI2017 komen verder aan bod in paragraaf Zone D golfoverslagzone Met uitzondering van de dijkvakken met geen oordeel vanwege het hoge zandgehalte (zie paragraaf 6.2.1) zijn er geen dijkvakken gerapporteerd die volgens het VTV2006 niet beoordeeld konden worden of het oordeel onvoldoende kregen op erosie in zone D. Dit ligt anders voor het afschuiven van de bekleding door golfoverslag, echter dit mechanisme ligt buiten de scope van deze studie. Er zijn daarom verder geen berekeningen gedaan naar het mechanisme volgens het WBI Stap 2 inschatting hogere erosiebestendigheid In het WBI2017 wordt uitgegaan van rekenwaarden van erosieparameters. Deze zijn gebaseerd op grootschalige golfklap-, golfoploop- en golfoverslagproeven die door het hele land zijn uitgevoerd. De parameters uit de verschillende proeven zijn verzameld, gegroepeerd naar een graskwaliteit en per groep beschreven door een kansverdeling met een verwachtingswaarde en een standaardafwijking. Eén van de doelstellingen van de POV Waddenzeedijken is om een grasmengsel of vegetatie te ontwikkelen die naast een hogere ecologische en esthetische waarde, een hogere klimaatrobuustheid ook een grotere erosiebestendigheid heeft. In deze studie wordt gekeken naar de mogelijke impact van een erosiebestendiger grasmat op de veiligheidsbeoordeling en het ontwerp van dijken. Pagina 45 van 91

46 Daartoe is een inschatting gemaakt van mogelijke verbeteringen van de erosiebestendigheid in termen van rekenwaarden. Let wel dat de uiteindelijk te realiseren vegetaties nog niet ontwikkeld of getest zijn op erosiebestendigheid, dit zal in de komende jaren nog moeten gebeuren. De potentiele verbetering is op dit moment dus een inschatting die is gebaseerd op waargenomen variaties bij de grootschalige golfoverslag en golfoploopproeven en op de grastrekproeven die zijn uitgevoerd in het kader van deze Fase B (zie Hoofdstuk 4). Erosiebestendigheid bij golfoploop Erosie bij golfoploop wordt in het WBI2017 berekend met de cumulatieve overbelastingmethode. De erosiebestendigheid wordt beschreven door een kritische stroom-snelheid U c (ms/) (Tabel 6-6). Tabel 6-6 WBI2017 erosiebestendigheidsparameter Uc (m/s) Kwaliteit Verdeling verw. -waarde U c (m/s) standaardafwijking U c (m/s) kar. U c 5%- ondergrens (m/s) part. veiligheid fact. [7] gesloten zode lognorm open zode lognorm rekenwaarde Uc (m/s) Uit de grastrekproeven volgt een indicatieve rekenwaarde van de U c (m/s) van 7.8 m/s bij het proefvak bij Hunze en Aa s. De proefvakken bij Ferwerderadeel bij Wetterskip Fryslân scoren een indicatieve rekenwaarde van de U c tot ruim 10 m/s (zie Hoofdstuk 4). Het Friese gras was op een andere locatie eerder beproefd met de golfoverslagsimulator leidend tot een teruggerekende U c van meer dan 8 m/s. Onbekend is hoeveel meer, omdat twee van de vier stroken destijds niet faalden bij de grootste belasting. Hieruit wordt geconcludeerd dat rekenwaarden van een te ontwerpen geoptimaliseerde vegetatie tot 10 m/s allicht binnen de mogelijkheden liggen. Voor de variatiestudie wordt daarom gebruik gemaakt van drie rekenwaarden: gesloten zode WBI m/s POVW gras m/s (6.6+ ca. +20%) POVW gras m/s (6.6+ ca. +50%) Erosiebestendigheid bij golfoverslag Erosie bij golfoverslag wordt in het WBI2017 berekend met Ringtoets, waarbij een lognormale kansverdeling van het kritisch overslagdebiet q c (l/s per m) wordt gebruikt voor verschillende golfhoogte klassen. De rekenwaarden voor de verwachtingswaarde en de standaardafwijking staan in onderstaande Tabel 6-7. Tabel 6-7 Verwachtingswaarde en standaardafwijking van het kritisch overslagdebiet voor verschillende golfhoogteklassen en graskwaliteiten (gesloten en open) uit het WBI2017 De achtergrond van deze verdelingen wordt beschreven in [8]. De verdelingen van q c komen onder andere voort uit kansverdelingen van de kritische stroomsnelheid. Het gaat bij oriënterende berekeningen te ver om met de methode conform [8] nieuwe kansverdelingen af te leiden, daarom is een wat grofstoffelijke schatting gemaakt. Het gemiddelde van het kritisch overslagdebiet is voor Pagina 46 van 91

47 de geoptimaliseerde grasbekledingen procentueel gelijk verhoogd als de rekenwaarde van de U c en de variatiecoëfficiënt is gelijk gehouden (Tabel 6-8). Tabel 6-8 Verwachtingswaarde en standaardafwijking van het kritisch overslagdebiet uit het WBI2017 en aangenomen mogelijke verbeteringen binnen de POV Waddenzee Gras Golfhoogte- Gesloten zode WBI POVW gras 1 POVW gras 2 klasse (l/s/m) (l/s/m) (l/s/m) (l/s/m) (l/s/m) (l/s/m) 0-1 m m m Erosiebestendigheid golfklapzone Erosie door golfklappen wordt in het WBI beschreven met standtijdlijnen, welke de relatie geven tussen de golfbelasting in de vorm van een significante golfhoogte en de tijd dat de grasbekleding hiertegen bestand is. Voor de sterkte van de onderliggende klei is een apart model beschikbaar dat hier buiten beschouwing blijft. De belasting bij golfklappen is anders en meer intensief dan bij golfoverslag en golfoploop, waar er een stroming is parallel aan de grasbekleding. Bij golfklappen treden hoge drukbelastingen op de zode en de onderliggende grond op, waarbij na het wegvallen van de golfklapdruk een buitenwaarts gerichte drukgradiënt kan optreden. Het drukken en trekken aan de zode zorgt er uiteindelijk voor dat de zode scheurt danwel er een stuk wordt uitgetrokken. De ligging van de standtijdlijnen wordt bepaald door drie parameters, a, b en c. In [7] staat de achtergrond en de afleiding van de rekenwaarden die in het WBI2017 worden gebruikt voor een gesloten en een open zode. In Tabel 6-9 staan de rekenwaarden uit het WBI2017 en de inschatting van de waarden voor een verbeterde vegetatie. Tabel 6-9 Rekenwaarden a, b en c parameters voor graserosie in de golfklapzone uit het WBI2017 en geschatte verbetering. WBI2017 Open zode WBI2017 Gesloten zode POVW gras 1 POVW gras 2 a ,1 1,22 b c De standtijdlijnen worden gegeven door de relatie: m0 bt fail H = a e + c of omgeschreven t fail 1 H ln m0 c = b a Waarin: H m0 significante golfhoogte (m) t fail standtijd (uur) en a (m), b (1/uur) en c (m) de parameters die de ligging van de lijn bepalen. Voor oriënterende berekeningen naar de invloed van een erosiebestendiger zode op de beoordeling en het ontwerp van de dijk is parameter a (m) verhoogd met de wortel uit 1,2 en 1,5, in lijn met de Pagina 47 van 91

48 hogere rekenwaarden van U c. Er wordt vanuit gegaan dat de de golfenergie een goede maat is voor de erosieve belasting bij golfklappen en deze is evenredig met de golfhoogte in het kwadraat. Daarom is de parameter a verhoogd met de wortel uit de verhogingsfactor die is gevonden voor de uittrekkracht van de zode. Figuur 6-8 Standtijdlijnen voor WBI2017 gesloten zode en de beoogde erosiebestendiger vegetaties POVW gras 1 en POVW gras 2. De wijze waarop de verhoging is geschat zorgt vooral voor meer standtijd voor de wat hogere golven. Voor een significante golfhoogte van 1,2 m zal de standtijd bijvoorbeeld toenemen van 1 uur naar 4 uur (POVW gras 1) en 7 uur (POVW gras 2). De maximale golfhoogte waarbij de grasmat direct niet meer voldoet is 1,35 m voor POV Gras 1 en circa 1,5 m voor POV Gras 2. Ten overvloede wordt opgemerkt dat het hier om indicatieve waarden gaat en dat uiteindelijke rekenwaarden later nader onderbouwd zullen moeten worden. 6.4 Stap 3 invloed hogere erosiebestendigheid op ontwerp Met de rekenwaarden voor de erosiebestendigheid uit het WBI2017 en de hogere rekenwaarden die met de huidige kennis als mogelijk haalbaar worden geacht zijn berekeningen gemaakt naar de erosiebestendigheid. Hierbij is gebruik gemaakt van de hydraulische belastingen en erosiemodellen conform het WBI2017. De hydraulische belastingen op het buitentalud zijn bepaald met Ringtoets onder de aannames gegeven in paragraaf 6.2. Met de BM Erosie Buitentalud zijn vervolgens berekeningen gemaakt naar de erosiebestendigheid van de grasbekledingen, waarbij gebruik is gemaakt van de rekenwaarden van de parameters zoals gegeven in paragraaf 6.3. De analyses zijn uitgevoerd voor in totaal 28 locaties, 7 bij Wetterskip Fryslân, 15 bij Noorderzijlvest en 6 bij Hunze en Aa s (Figuur 6-1). De hydraulische belastingen worden zoals aangegeven in Tabel 6-1 gegeven als golfcondities per waterstand, met een interval van 0,5 m, tot een waterstand (1 cm onder) bij de doorsnede-eis voor het mechanisme GEBU. De rekenwaarde van de significante golfhoogte is in grafieken gezet tegen de waterstand, voor elk van de 28 locaties, uitgesplitst per beheergebied (Figuur 6-9, Figuur 6-10 en Figuur 6-11). Pagina 48 van 91

49 Figuur 6-9 Golfhoogte vs waterstand Wetterskip Fryslân Figuur 6-10 Golfhoogte vs waterstand Noorderzijlvest Figuur 6-11 Golfhoogte vs waterstand Hunze en Aa s Voor alle 28 locaties wordt een maximale rekenwaarde van de golfhoogte berekend (WBI2017) van meer dan 1,5 m. Voor de meeste gevallen is het zelfs meer dan 1,75 m tot aan 2,5 à 3 m toe. Dit is hoger dan de kritische waarden uit paragraaf 6.2, waarbij geacht wordt dat de grasbekleding in de golfklapzone zeker te zwak zal zijn om te voldoen aan de norm. De rekenwaarde van de standtijd is hierbij gelijk aan nul uur. Vanwege de overwegend positieve correlatie tussen de golfhoogte en de waterstand, kan ook niet worden volstaan met een lager opgetrokken harde bekleding als de erosiebestendigheid kan worden verhoogd ten opzichte van de waarden in het WBI2017. Er wordt Pagina 49 van 91

50 daarom geen grote winst verwacht ten aanzien van de golfklapzone ten opzichte van de huidige graszoden die zijn te classificeren binnen de kaders van het WBI, tenzij er een veel grotere stap is te maken in de erosiebestendigheid, ofwel standtijdlijnen met een veel hogere a-factor, waarvan op dit moment nog niet wordt gedacht dat dit reëel is. Uit de berekeningen naar de erosiebestendigheid in de golfoploopzone blijkt een ander beeld (Tabel 6-10). Er zijn 28 berekeningen gemaakt naar de erosiebestendigheid van het gras. Er is hierbij gekozen voor een evaluatiehoogte die net iets boven de waterstand bij de doorsnede-eis ligt. Dit is de hoogste waterstand waarbij golfcondities worden gegenereerd door Ringtoets. Overigens wordt opgemerkt dat een geringe verhoging van de evaluatiehoogte van bijvoorbeeld orde 0,5 m, slechts weinig invloed heeft op de resultaten. Tabel 6-10 Cumulatieve overbelasting bij verschillende locaties en rekenwaarden voor Uc (4,3, 6,6, 8 en 10 m/s). Rood voldoet niet aan kritische waarde van 7000 m 2 /s 2, groen voldoet wel. Uc 4,3 6, w w w w w NZV NZV NZV GEBU_KMP II_GEBU_KMP GEBU_KMP II_GEBU_KMP II_GEBU_KMP II_GEBU_KMP II_GEBU_KMP II_GEBU_KMP II_GEBU_KMP II_GEBU_KMP II_GEBU_KMP II_GEBU_KMP Bij een open zode volgens het WBI2017, dus bij een rekenwaarde van de Uc van 4,3 m/s, voldoen slechts 6 van de 26 locaties aan de norm als de evaluatiehoogte iets boven de waterstand bij de doorsnede-eis wordt gekozen. Indien het echter een gesloten zode betreft met een rekenwaarde van Uc gelijk aan 6,6 m/s dan voldoen alle locaties. Uiteraard voldoen de locaties eveneens, met een grotere marge, als een erosiebestendiger zode zou worden toegepast (met een rekenwaarde van 8 of zelfs 10 m/s). Dit betekent dat bij de gegeven hydraulische condities binnen het WBI2017 er op basis van de steekproef geen grote winst is te halen in de golfoploopzone. Hierbij moet echter worden vermeld dat bij hogere golven, mogelijk bij een langere zichtperiode bij een ontwerp dit beeld mogelijk verandert. De afhankelijkheid van Uc blijkt volgens de berekeningen namelijk groot. Pagina 50 van 91

51 Daarnaast moet worden vermeld dat in het WBI2017 momenteel de overgang tussen de harde bekleding en de grasbekleding niet wordt meegenomen. Deze zwakke plek in de grasbekleding kan in rekening worden gebracht door factoren die de hogere belasting en de lagere sterkte hier verdisconteren. Indien dit in de toekomst expliciet in rekening gaat worden gebracht, dan wordt verwacht dat de grote afhankelijkheid tussen de schadefactor en de kritische stroomsnelheid opschuift naar hogere waarden, ofwel mogelijk naar waarden die hoger liggen dan de huidige rekenwaarde binnen het WBI2017 voor de gesloten zode. In dat geval zal er waarschijnlijk wel vraag ontstaan naar grasbekledingen met een hogere erosiebestendigheid. Mochten in de toekomst voor het ontwerp dus hogere rekenwaarden van de golfhoogte moeten worden gebruikt en indien de overgang tussen harde en grasbekleding expliciet in rekening worden gebracht, dan wordt verwacht dat hogere rekenwaarden voor de kritische stroomsnelheid wel verschil kunnen gaan maken. 6.5 Samenvatting resultaten Op basis van de steekproeven wordt geen directe winst verwacht in de vorm van het kunnen goedkeuren van grasbekledingen die eerder waren afgekeurd of het kunnen vervangen van harde bekledingen door grasbekledingen in een ontwerp. De huidige rekenwaarden voor een gesloten zode in het WBI2017 zijn ruim voldoende (golfoploopzone, kruin en binnentalud) of voldoen ruimschoots niet (golfklapzone). In het eerste geval is een hogere erosiebestendigheid niet noodzakelijk, in het tweede geval is een betere erosiebestendigheid waarschijnlijk alsnog niet voldoende. Een hogere erosiebestendigheid kan wel leiden tot winst, indien: Er in de toekomst rekening moet worden gehouden met hogere golfbelastingen. De zwakke plek van de overgang van de harde bekleding naar de grasbekleding expliciet moet worden meegenomen bij de veiligheidsbeoordeling en het ontwerp van grasbekledingen. De grasbekleding wordt gecombineerd met een heel flauw talud. Pagina 51 van 91

52

53 7 Conclusies Elk van de hoofdstukken sluit af met een concluderende of samenvattende paragraaf, welke uitgebreider in gaat op de verschillende onderdelen van het onderzoek. Dit hoofdstuk richt zich met name op de onderzoeksvragen welke in het plan van aanpak zijn genoemd [9]. i. Welke grasmengsels en andere vegetatie komen we nu tegen op de Waddendijken en waar bevinden deze zich? ii. Welk beheer en onderhoud wordt er nu en is er in het verleden uitgevoerd aan de grasmat? iii. Tot welke kwaliteit heeft dit geleid ( gesloten zode, open zode of fragmentarische zode )? iv. Hoe is de ondergrond opgebouwd? v. Hoe scoort de huidige grasbekleding volgens het WBI2017? vi. Wat is de impact van een potentiële verbetering van de erosiebestendigheid op het veiligheidsoordeel? De vragen i, ii en iii worden beantwoord in Hoofdstuk 3 met een korte samenvatting van de belangrijkste bevindingen in paragraaf 3.7. Alle opnames op de buitentaluds van de Waddenzeedijken lijken veel op elkaar qua soortenrijkdom, soortensamenstelling en (hoge) bedekking/geslotenheid en qua lengte van de vegetatie. De opnames behoren bijna allemaal tot het graslandtype kamgrasweide. Dit is toe te schrijven aan het overeenkomstige beheer (schapenbegrazing met afmaaien bloeistengels bloten-) met lichte bemesting. De kwaliteit conform het WBI2017 is gesloten zode. Er is niet aangetoond dat vegetaties lager op de dijk relatief zouttoleranter zijn. Uit eerdere veldbezoeken (ongepubliceerde data) langs Waddenzeedijken blijkt dat zout gerelateerde soorten vaak in het voorland staan, maar niet op de dijk zelf. Er zijn opnames die wat soortenrijker zijn, soorten bevatten die relatief zouttolerant zijn of opnames met soorten die diepere wortels hebben. Dit zijn echter niet dezelfde opnames. Vraag iv wordt beantwoord in Hoofdstuk 5 en bijlage D voor de locaties waar grastrekproeven zijn uitgevoerd, en het onderzoek naar de doorworteling van de grasbekleding plaatsvond. Het substraat bestaat uit klei. Naast een positieve correlatie tussen de wortellengte en de treksterkte is er ook een positieve correlatie gevonden tussen het silt-gehalte en de treksterkte van de zode. De treksterkte van de zode wordt geacht een goede indicator te zijn van de erosiebestendigheid. Vraag v wordt beantwoord in hoofdstuk 4 en 6. De erosiebestendigheid van de huidige graszode lijkt aanzienlijk hoger dan waarvan in het WBI2017 wordt uitgegaan. Uit de grastrekproeven (hoofdstuk 4) blijkt, indicatief, een tot 50% hogere rekenwaarde van de kritische stroomsnelheid mogelijk ten opzichte van de rekenwaarde voor een gesloten zode. Vraag vi wordt beantwoord in hoofdstuk 6. Op basis van 28 beoordelingen van de grasbekleding volgens de modellen van het WBI2017 en de indicatieve rekenwaarden van de erosiebestendigheid volgend uit de grastrekproeven, wordt geen directe winst verwacht in de vorm van het kunnen goedkeuren van grasbekledingen die eerder waren afgekeurd of het kunnen vervangen van harde bekledingen door grasbekledingen in een ontwerp. Dit komt omdat de huidige rekenwaarden voor een gesloten zode in het WBI2017 zijn ruim voldoende zijn (golfoploopzone, kruin en binnentalud) of juist ruim onvoldoende zijn (golfklapzone). In het eerste geval is een hogere erosiebestendigheid niet noodzakelijk, omdat de rekenwaarden uit het WBI2017 al voldoen, en in het tweede geval is een betere erosiebestendigheid waarschijnlijk alsnog niet voldoende. Er zou een veel hogere erosiebestendigheid nodig zijn, dan de nu aangenomen 50%. 53

54 Een hogere erosiebestendigheid kan wel leiden tot winst voor dijkring 6 langs de Waddenzee, indien: De erosiebestendigheid met meer dan 50% kan worden verhoogd ten opzichte van de nu in het WBI2017 opgenomen rekenwaarden (golfklapzone). De grasbekleding wordt gecombineerd met een heel flauw talud (golfklapzone). De grasbekleding wordt gecombineerd met golf remmende maatregelen (golfklapzone) Er in de toekomst rekening moet worden gehouden met hogere golfbelastingen (golfoploopzone). De zwakke plek van de overgang van de harde bekleding naar de grasbekleding expliciet moet worden meegenomen bij de veiligheidsbeoordeling en het ontwerp van grasbekledingen (golfoploopzone). Buiten dijkring 6 zal er waarschijnlijk wel directe winst mogelijk zijn. Het gaat hierbij dan om dijktrajecten met een grasbekleding in de golfklapzone, bij een maximale rekenwaarde van de golfhoogte van circa 1 m (mogelijk in het rivierengebied). Ook dijktrajecten waar de golfhoogte groter is kan een hogere erosiebestendigheid in de golfoploopzone voorkomen dat de harde bekleding tot de kruin moet worden opgetrokken. Tenslotte wordt geconcludeerd dat door het wegvallen van de VTV2006 eis aan het zandgehalte in de zode voor het uitvoeren van de gedetailleerde beoordeling van de grasbekleding in de golfoploop en golfoverslagzone, dijkvakken die eerder geen oordeel kregen nu met het WBI2017 alsnog kunnen worden goedgekeurd. Pagina 54 van 91

55 8 Doorkijk naar Fase C In dit hoofdstuk wordt kort ingegaan op de invloed van de bevindingen van Fase B op de beoogde doelen en onderzoeksvragen in Fase C. Fase C zal op hoofdlijnen bestaan uit het ontwerp van grasmengsels, het aanleggen van proefvakken met deze grasmengsels en het uitvoeren van golfproeven op bestaande grasvegetatie. Dat was bij aanvang van Fase B het plan en Fase B heeft daarin geen verandering gebracht. Fase C heeft tot doel om: 1. Meer kennis te verkrijgen in het realiseren van een sterk ontwikkelde grasmat (en andere vegetatie) met intensieve beworteling op verschillende hoogtezones van een dijk; 2. Inzicht te krijgen in de mogelijkheden voor de begroeibaarheid in relatie tot hoogtezones op het talud (overgangconstructies hard-zacht worden hier niet in meegenomen) 3. Inzicht krijgen in het presteren van de huidige grasmat ten opzichte van de in WBI2017 aangehouden sterkte parameters. Om de doelen te kunnen bereiken dienen de volgende onderzoeksvragen in Fase C te worden beantwoord: a. Welke verschillende nieuwe soortencombinaties zijn passend voor matig zilte omstandigheden, aanwezige bodems en toegepaste beheer & onderhoud? b. Welke verschillende vegetatiesoorten voldoen het beste (zorgen voor een snel gesloten vegetatiedek en goede beworteling) boven de getijdezone en welke tussen GLW en GHW? c. Welke grasmengsels vormen naar verwachting een betere en sterkere zode dan de huidige voorkomende grasmengsels? d. Wat is de erosiebestendigheid van de verschillende soorten gras/ vegetatie in combinatie met de aanwezige kleipakketten, direct onder de toplaag? e. Met welk type beheer kan bewerkstelligd worden dat de samenstelling van het ingezaaide grasmengsel zoveel mogelijk kan worden gehandhaafd? De vraag is of het huidige beheer (schapenbegrazing met afmaaien bloeistengels bloten-) met lichte bemesting optimaal is voor de ontwikkeling van mogelijke nieuwe grasmengsels. Ad a. en b. in Fase B is er geen veelbelovende vegetatie gevonden die een geleidelijke overgang vormt van het dijktalud naar de kwelder. Voor aanvang van Fase B werd gedacht aan een vegetatie met zoutminnende zode vormende soorten die laag op het talud kan gedijen, beheerd kan worden en kan dienen als erosiebescherming. Uit de inventarisatie van vegetaties (Hoofdstuk 3) blijkt dat er bij aanwezigheid van kwelders echter een relatief abrupte overgang is van kweldervegetatie naar dijkgrasland. De scheiding bestaat in deze gevallen uit een sloot aan de buitenteen. Vanaf de sloot richting de dijk komt een gangbare vegetatie voor, zoals ook hoog op het talud wordt aangetroffen en niet zozeer specifiek zout minnende soorten (al worden deze wel mondjesmaat aangetroffen). De geometrie en opbouw van de huidige overgang zorgt voor een matig zilt tot zoet milieu om een normale dijkvegetatie in stand te houden. Fase B biedt aldus geen aanknopingspunten voor een ontwerp van een vegetatie gedomineerd door zoutminnende zodevormende soorten, echter aangetoond is dat de huidige vorm van de overgang tussen dijk en kwelder in de praktijk werkt, ofwel een handhaafbare gesloten zode mogelijk maakt. 55

56 Ad b. en c. Uit de inventarisatie van de bestaande vegetaties (Hoofdstuk 3), de grastrekproeven (Hoofstuk 4) en het wortelonderzoek (Hoofdstuk 5) blijkt een positieve correlatie tussen de soortenrijkdom, wortellengte en de uittreksterkte van zode. Dat laatste wordt gezien als een belangrijke indicator van de erosiebestendigheid. Uit het wortelonderzoek in Fase B blijkt dat sommige soorten meer bijdragen aan de uittreksterkte dan andere soorten, wat een belangrijk gegeven is bij het ontwerp van een erosiebestendig grasmengsel in Fase C. Verder valt op dat er een grote discrepantie is tussen de gangbare D1/D2 zaadmengsels voor dijken en de vegetaties die de beste erosiebestendigheid bieden onder de kleiige en begraasde omstandigheden van de Waddenzeedijken. Het zoeken naar optimale grasmengsels in fase C is erop gericht te komen tot combinaties van soorten en variëteiten waarmee de ingezaaide vegetatie zich sneller sluit en waarmee een stabiele en erosiebestendige vegetatie wordt bereikt. Ad d. De uittrekproeven (Hoofdstuk 4) geven een indicatie van de erosiebestendigheid van de grasbekleding en uit steekproeven langs de Waddenzeedijk blijkt deze tot 50% hoger te zijn dan momenteel in het WBI2017 wordt gehanteerd (Hoofstuk 6). De eigenschappen van deze vegetaties met hoge uittreksterkte en de bodemopbouw hier (Hoofdstuk 5) geven aanknopingspunten bij het ontwerp van graszaadmengsels. In Fase C kan de hogere sterkte ook echt geverifieerd worden door middel van een grootschalige golfoploopproef. De uittrekproef is immers een indicatie. Tenslotte blijkt uit steekproeven van erosieberekeningen conform het WBI2017 dat een directe winst van een hogere erosiebestendigheid op de veiligheidsbeoordeling nog niet is te verwachten (Hoofdstuk 6). Dit komt omdat uitgaande van een 50% sterkere zode dan een gesloten zode uit het WBI2017, het gras in de golfklapzone te zwak zal blijven voor de hoge golven die optreden langs de Waddenzee van dijkring 6. Daarnaast blijkt dat in de golfoploopzone het reguliere gras, mits het een gesloten zode is, juist al voldoet. Een hogere erosiebestendigheid lijkt daarmee onnodig. Dit zal echter kunnen veranderen als: Er rekening moet worden gehouden met hogere golven, bijvoorbeeld bij het ontwerp van grasbekledingen, of als er locaties zijn met aanzienlijk hogere golven dan in de 28 steekproeflocaties. Er expliciet rekening moet worden gehouden met de negatieve invloed van de overgang van de harde bekleding naar de grasbekleding. Momenteel zit dit nog niet in het WBI2017. Er een hogere verbetering van de erosiebestendigheid haalbaar is, maar dat zal moeten blijken in Fase C. Ook voor dijken met een grasbekleding in de golfklapzone en lagere rekenwaarden van de golfhoogte zal een verbetering van de erosiebestendigheid in de golfklapzone wel zeer gunstig zijn. Dit geldt bijvoorbeeld voor het rivierengebied. Pagina 56 van 91

57 9 Referenties [1] Voorschrift toetsen op veiligheid primaire waterkeringen, Ministerie van Verkeer en Waterstaat, september 2007 [2] Beoordeling Veiligheid Volgens VTV2006 Primaire Waterkering Waddenzeedijk (dijkringgebied 6), DHV maart 2010, dossierb , reg. nr. WA-RK , versie: aanvulling WSF [3] Veiligheidstoetsing Primaire Waterkeringen Beheersgebied Waterschap Hunze en Aa's, Royal Haskoning Kust en Rivieren, 22 oktober 2010, projectnummer 9W0632.A0, ref. nr. 9W0632.A0/R0011/DHOR/SSOM/Rott [4] Veiligheidstoetsing Waddenzeedijk Primaire waterkeringen dijkringgebied 6, beheerd door Waterschap Noorderzijlvest, Royal Haskoning Kust en Rivieren, 27 mei 2010, projectnummer 9V2113.B0, ref. nr. 9V2113.B0/R0001/DHOR/ILAN/Rott [5] Uitgebreide Rapportage Veiligheidstoetsing Waddenzeedijk, Infram, projectnummer 04i053/120-4, versie 1.1, januari 2005 [6] Toetsrapportage grasbekleding traject 6-6, waterschap Noorderzijlvest, BZ Ingenieurs en managers, versie 1.1, 8 november 2017 [7] Semi-probabilistic assessment of wave impact and runup on grass revetments, WTI Product C.4, Deltares projectnummer , december 2016 [8] Onderbouwing kansverdelingen kritisch overslagdebiet ten behoeve van het OI2014v4, Deltares projectnummer , februari 2017 [9] Gras- en kleibekleding Plan van Aanpak fase B (Inclusief rapportage fase A), POV Waddenzeedijken, april 2017, versie 3. [10] Schematiseringshandleiding grasbekleding WBI 2017, Ministerie van Infrastructuur en Milieu, 1 december 2016 [11] Hennekens SM, Schaminee JHJ TURBOVEG, a comprehensive data base management system for vegetation data. Journal of Vegetation Science 12: [12] R Core Team (2015). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation f or Statistical Computing, Vienna, Austria. URL [13] Oksanen J 2014 Cluster analysis:tutorial with R [14] Bijlard R.W., mei Strength of the grass sod on dikes during wave overtopping. [15] Hennekens, S.M. (2009) Protocol Vegetatieopnamen [16] Oksanen, J., Kindt, R., Legendre, P., O Hara, B., Stevens, M. H. H., Oksanen, M. J., & Suggests, M. A. S. S. (2007). The vegan package. Community ecology package, 10, [17] Bates, D. M. (2010). lme4: Mixed-effects modeling with R. 57

58

59 A. Opnameformulier 59

60 B. Figuren en foto s bij Hoofdstuk 3 Figuur B.1 Aantal soorten gras/kruid uitgezet tegen waterschap en opnamenummer Figuur B.2 Aantal soorten gras/kruid uitgezet tegen dijktype 60

61 Figuur B.3 Aantal bedekkende soorten uitgezet tegen waterschap en opnamenummer Figuur B.4 Aantal bedekkende soorten uitgezet tegen dijktype. Pagina 61 van 91

62 Figuur B.5 Aantal soorten gras/kruid uitgezet tegen toets oordeel Figuur B.6 Zoutgetal opnames uitgezet tegen waterschap en opname nummer Pagina 62 van 91

63 Figuur B.7 Boxplot ANOVA aantal kruiden uitgezet tegen waterschap Pagina 63 van 91

64 Figuur B.8 Clusteranalyse alle soorten en bedekking Pagina 64 van 91

65

66 Opname 2, Groene dijk Hunze & aa s (dijkpaal 0.5). Opname 10, Noorderzijlvest (dijkpaal 29.5) 66

67 Opname 18, Noorderzijlvest (hectometerpaal 80) met hertshoornweegbree. Opname 26, Noorderzijlvest (dijkpaal 68) met rietzwenkgras. Pagina 67 van 91

68 Dubbele opname 37/38, groene dijk Wetterskip Fryslân (dijkpaal 68) Opname 39, groene dijk Wetterskip Fryslân (dijkpaal 33). Meest soorternrijke opname. Pagina 68 van 91

69

70 Vak trekproef Frame N pennen F max [kn] Breedte zode [cm] Gewicht [N] Dikte 1 [cm] % Dikte 2 [cm] % Dikte 3 [cm] % Gew. gem. dikte [cm] Diepte pennen [cm] C. Grastrekproeven, locaties en resultaten Lokaties grastrekproeven Proefvak RDX RDY De locatie betreft de linker onderhoek van het 4 x 4 m 2 proefvak waarbinnen het onderzoek heeft plaatsgevonden. Uitwerking grastrekproeven Proefvak 43 Datum trekproef Uitgevoerd door Jan Bakker en Gerben van der Meer Locatie proefvak 27,0015 km en 17,20 m boven rand asfalt (linker onderhoek van proefvak 4 x4 m 2 ) Coördinaten X = en Y = Beregening ja, circa 16 uur voorafgaand aan de uitvoering van de grastrekproeven Oriëntatie talud 11 o Taludhelling 160 mm/m Hoogte gras 5/14 cm Opmerkingen 1 43 A1 0,2 5 0, ,0 3, A2 0,2 5 0, ,9 3, A3 0,2 5 0, ,9 3,0 Toplaag 2 cm opvallend "viltig" gras 4 43 B1 0,2 5 0, ,5 3, B2 0,2 5 0, ,1 3,0 Toplaag 2 cm opvallend "viltig" gras 6 43 B3 0,2 5 0, ,9 3, C1 0,2 5 0, ,0 3, C2 0,2 5 0, ,5 4, C3 0,2 5 0, ,6 4,0 Gemiddeld Max Min 0,80 25,3 53,3 10,3 32,8 8,4 50,6 7,8 25,0 8,8 3,3 0,98 28,0 66,0 13,0 80,0 12,0 75,0 10,0 40,0 11,5 4,0 0,68 22,0 35,0 8,0 10,0 5,0 20,0 4,0 10,0 5,9 3,0 70

71 Proefvak 44 Datum trekproef Uitgevoerd door Jan Bakker en Gerben van der Meer Locatie proefvak 27,002 km en 10,1 m onder rand asfalt (linker onderhoek van proefvak 4 x4 m2) Coördinaten X = en Y = Beregening ja, circa 16 uur voorafgaand aan de uitvoering van de grastrekproeven Oriëntatie talud 11 o Taludhelling 100 mm/m Hoogte gras 5/10 cm Vak trekproef Frame N pennen (hoh 5 cm) F max [kn] Breedte zode [cm] Gewicht [N] Vak trekproef Frame N pennen (hoh 5 cm) F max [kn] Breedte zode [cm] Gewicht [N] Dikte 1 [cm] % Dikte 2 [cm] % Dikte 3 [cm] % Gew. gem. dikte [cm] Diepte pennen [cm] Dikte 1 [cm] 1 44 A1 0,2 5 0, ,2 3, A2 0,2 5 1, ,5 4, A3 0,2 5 1, ,8 4, B1 0,2 5 0, ,1 3, B2 0,2 5 1, ,2 3, B3 0,2 5 1, ,5 3, C1 0,2 5 1, ,0 4, C2 0,2 5 1, ,3 3, C3 0,2 5 1, ,5 4,5 Gemiddeld Max Min % Dikte 2 [cm] % Dikte 3 [cm] % Gew. gem. dikte [cm] Diepte pennen [cm] 1,02 26,8 62,7 11,0 26,7 9,7 52,2 9,3 31,7 9,9 3,7 1,06 33,0 88,0 12,0 50,0 11,0 80,0 10,0 50,0 11,2 4,5 0,95 22,0 47,0 10,0 10,0 8,0 40,0 8,0 20,0 9,0 3,0 Opmerkingen Proefvak 39 Datum trekproef Uitgevoerd door Jan Bakker en Gerben van der Meer Locatie proefvak 33,000 km en 5,10 m boven rand asfalt (linker onderhoek van proefvak 4 x4 m2) Coördinaten x = en y = Beregening ja, ruim 6 uur voorafgaand aan de uitvoering van de grastrekproeven Oriëntatie talud 319 o Taludhelling 140 mm/m Hoogte gras tot 22 cm Opmerkingen 1 39 Y1 0,2 5 0, ,7 3,5 Y: 1,5 m boven Z [16:30 uur] 2 39 Y2 0,2 5 0, ,6 3,5 Y3, Z1 en Z3 zijn niet gedaan i.v.m. duisternis 3 39 Z2 0,2 5 0, ,3 3,0 Z: 1,5 m boven A 4 39 A1 0,2 5 0, ,1 3, A2 0,2 5 0, ,5 3, A3 0,2 5 0, ,2 3, B1 0,2 5 0, ,9 3, B2 0,2 5 0, ,8 4, B3 0,2 5 0, ,2 3, C1 0,2 5 0, ,6 3,5 Steentje in breukvlak ca. rond 5 cm C2 0,2 5 0, ,7 3, C3 0,2 5 0, ,5 3,5 Gemiddeld Max Min 0,77 25,8 48,0 9,8 28,3 8,3 44,6 6,9 32,5 8,2 3,4 0,93 32,0 61,0 13,0 60,0 10,0 65,0 8,0 60,0 9,6 4,0 0,68 22,0 41,0 7,0 10,0 6,0 30,0 5,0 10,0 6,5 3,0 Pagina 71 van 91

72 Proefvak 40 Datum trekproef Uitgevoerd door Jan Bakker en Gerben van der Meer Locatie proefvak 30,097 km en 22,25 m boven rand asfalt (linker onderhoek van proefvak 4 x4 m2) Coördinaten x = en y = Beregening nee, graszode was gelet op de lage ligging (onder de teen) een voorafgaande regen reeds kle Orientatie talud 300 o Taludhelling 140 mm/m Hoogte gras 10/18 cm Vak trekproef Frame N pennen (hoh 5 cm) F max [kn] Breedte zode [cm] Gewicht [N] Vak trekproef Frame N pennen (hoh 5 cm) F max [kn] Breedte zode [cm] Gewicht [N] Dikte 1 [cm] % Dikte 2 [cm] % Dikte 3 [cm] % Gew. gem. dikte [cm] Diepte pennen [cm] Dikte 1 [cm] % Dikte 2 [cm] % Dikte 3 [cm] % Gew. gem. dikte [cm] Diepte pennen [cm] Opmerkingen 1 40 A1 0,2 5 1, ,6 3, A2 0,2 5 1, ,7 3, A3 0,2 5 1, ,0 4, B1 0,2 5 1, ,2 3, B2 0,2 5 1, ,6 3, B3 0,2 5 1, ,3 3, C1 0,2 5 0, ,9 3, C2 0,2 5 0, ,2 3,5 Fmax bij 2 cm [gemeten] 9 40 C3 0,2 5 1, ,8 3,0 Gemiddeld Max Min 1,08 26,3 53,6 11,6 15,0 9,6 53,3 7,9 35,6 9,2 3,3 1,32 32,0 62,0 13,0 40,0 12,0 90,0 11,0 70,0 11,7 4,0 0,97 24,0 43,0 9,0 10,0 7,0 15,0 6,0 15,0 7,2 3,0 Proefvak 41 Datum trekproef Uitgevoerd door Jan Bakker en Gerben van der Meer Locatie proefvak 30,097 km en 4,10 m boven rand asfalt (linker onderhoek van proefvak 4 x4 m2) Coördinaten x = en y = Beregening ja, kort voorafgaand aan de uitvoering van de grastrekproeven Oriëntatie talud 300 o Taludhelling 150 mm/m Hoogte gras 10/18 cm Opmerkingen 1 41 A1 0,2 5 1, ,8 3,5 Buitenste pen voor 3/4 ingeslagen 2 41 A2 0,2 5 1, ,9 3,0 Buitenste pen voor 3/4 ingeslagen 3 41 A3 0,2 5 1, ,0 3, B1 0,2 5 0, ,4 3,5 Opvallend veel klaver 5 41 B2 0,2 5 1, ,7 4,0 Fmax bij 2 cm [gemeten] 6 41 B3 0,2 5 0, ,9 3, C1 0,2 5 1, ,4 4, C2 0,2 5 1, ,0 3, C3 0,2 5 1, ,8 3,5 Gemiddeld Max Min 1,10 27,8 60,3 11,6 15,6 9,7 52,8 8,3 35,6 9,4 3,6 1,22 37,0 76,0 14,0 25,0 12,0 80,0 10,0 70,0 11,4 4,0 0,96 22,0 46,0 10,0 10,0 8,0 20,0 7,0 15,0 8,4 3,0 Pagina 72 van 91

73 Proefvak 5 Datum trekproef Uitgevoerd door Jan Bakker en Gerben van der Meer Locatie proefvak 19,50 m onder hart kmpaal 9 op kruin en precies 0,00 m t.o.v. hart kmpaal 9 (linker onderhoek van proefvak 4 x4 m2) Coördinaten X = en Y = Beregening nee, gelet op de overvloedige regen de dagen vóór de uitvoering grastrekproef Oriëntatie talud 50 o Taludhelling 260 mm/m Hoogte gras 10/20 met pollen Vak trekproef Frame N pennen (hoh 5 cm) F max [kn] Breedte zode [cm] Gewicht [N] Dikte 1 [cm] % Dikte 2 [cm] % Dikte 3 [cm] % Gew. gem. dikte [cm] Diepte pennen [cm] Opmerkingen 1 5 Y1 0,2 5 0, ,7 2,5 viltig 2 5 Y2 0,2 5 0, ,1 3,0 viltig 3 5 Y3 0,2 5 0, ,4 3,0 4 5 Z1 0,2 5 0, ,0 3,0 5 5 Z2 0,2 5 0, ,0 2,5 Plaatselijk viltig 6 5 Z3 0,2 5 0, ,9 2,5 Rode mieren en zeer viltig 7 5 A1 0,2 5 0, ,0 3,0 Breukvlak op mierennest (30% opp) "brosse" zode + viltig 8 5 A2 0,2 5 0, ,5 3,0 Pennen zichtbaar aan 1 kant + viltig 9 5 A3 0,2 5 0, ,0 3, B1 0,2 5 0, ,4 3,0 Zode in rijspoor. Pennen zichtbaar 11 5 B2 0,2 5 0, ,0 3, B3 0,2 5 0, ,5 3, C1 0,2 5 0, ,1 3,0 viltig 14 5 C2 0,2 5 0, ,8 3,0 Rode mieren en veel wormen. Breuk in zode en ondergrond 15 5 C3 0,2 5 0, ,4 3,0 mieren en meting: Fmax bij 2 cm verplaatsing Gemiddeld Max Min 0,70 25,7 50,6 9,6 24,7 7,7 46,3 5,3 31,1 7,5 2,9 0,96 38,0 70,0 12,0 60,0 10,0 70,0 8,0 60,0 11,0 3,0 0,53 21,0 32,0 6,0 5,0 5,0 20,0 3,0 10,0 4,4 2,5 Kritische stroomsnelheid per proefvak Vak 43 Vak trekproef Frame Fmax [kn] Fmax;intact sod [N] σgrass,c;intact sod [Ncm-2] 43 A1 0,2 0, ,11 9,44 43 A2 0,2 0, ,17 9,69 43 A3 0,2 0, ,02 9,05 43 B1 0,2 0, ,04 9,12 43 B2 0,2 0, ,25 10,00 43 B3 0,2 0, ,47 10,86 43 C1 0,2 0, ,28 10,12 43 C2 0,2 0, ,28 10,12 43 C3 0,2 0, ,26 10,06 Uc [m/s] Uc (σ- 1,96σ) μ ,21 σ 138 0,13 8,72 Pagina 73 van 91

74 Vak 44 Vak trekproef Frame Fmax [kn] Fmax;intact sod [N] σgrass,c;intact sod [Ncm-2] 44 A1 0,2 0, ,44 10,75 44 A2 0,2 1, ,53 11,08 44 A3 0,2 1, ,59 11,30 44 B1 0,2 0, ,43 10,70 44 B2 0,2 1, ,53 11,08 44 B3 0,2 1, ,59 11,30 44 C1 0,2 1, ,52 11,03 44 C2 0,2 1, ,58 11,24 44 C3 0,2 1, ,52 11,03 Uc [m/s] Vak 39 Uc (σ- 1,96σ) μ ,52 σ 58 0,06 10,65 Vak trekproef Frame Fmax [kn] Fmax;intact sod [N] σgrass,c;intact sod [Ncm-2] 39 Y1 0,2 0, ,07 9,25 39 Y2 0,2 0, ,40 10,58 39 Z2 0,2 0, ,07 9,25 39 A1 0,2 0, ,10 9,38 39 A2 0,2 0, ,02 9,05 39 A3 0,2 0, ,20 9,81 39 B1 0,2 0, ,19 9,75 39 B2 0,2 0, ,19 9,75 39 B3 0,2 0, ,25 10,00 39 C1 0,2 0, ,14 9,57 39 C2 0,2 0, ,10 9,38 39 C3 0,2 0, ,13 9,50 Uc [m/s] Uc (σ- 1,96σ) μ ,15 σ 101 0,10 8,79 Pagina 74 van 91

75 Vak 40 Vak trekproef Frame Fmax [kn] Fmax;intact sod [N] σgrass,c;intact sod [Ncm-2] 40 A1 0,2 1, ,56 11,19 40 A2 0,2 1, ,86 12,22 40 A3 0,2 1, ,50 10,97 40 B1 0,2 1, ,53 11,08 40 B2 0,2 1, ,62 11,40 40 B3 0,2 1, ,62 11,40 40 C1 0,2 0, ,46 10,81 40 C2 0,2 0, ,47 10,86 40 C3 0,2 1, ,98 12,61 Uc [m/s] Vak 41 Uc (σ- 1,96σ) μ ,62 σ 178 0,17 10,16 Vak trekproef Frame Fmax [kn] Fmax;intact sod [N] σgrass,c;intact sod [Ncm-2] 41 A1 0,2 1, ,71 11,72 41 A2 0,2 1, ,83 12,12 41 A3 0,2 1, ,68 11,61 41 B1 0,2 0, ,44 10,75 41 B2 0,2 1, ,77 11,92 41 B3 0,2 0, ,47 10,86 41 C1 0,2 1, ,67 11,56 41 C2 0,2 1, ,71 11,72 41 C3 0,2 1, ,59 11,30 Uc [m/s] Uc (σ- 1,96σ) μ ,65 σ 127 0,12 10,64 Pagina 75 van 91

76 Vak 5 Vak trekproef Frame Fmax [kn] Fmax;intact sod [N] σgrass,c;intact sod [Ncm-2] 5 Y1 0,2 0, ,95 8,71 5 Y2 0,2 0, ,92 8,57 5 Y3 0,2 0, ,04 9,12 5 Z1 0,2 0, ,16 9,63 5 Z2 0,2 0, ,08 9,31 5 Z3 0,2 0, ,96 8,78 5 A1 0,2 0, ,84 8,21 5 A2 0,2 0, ,80 7,99 5 A3 0,2 0, ,04 9,12 5 B1 0,2 0, ,08 9,31 5 B2 0,2 0, ,17 9,69 5 B3 0,2 0, ,44 10,75 5 C1 0,2 0, ,19 9,75 5 C2 0,2 0, ,08 9,31 5 C3 0,2 0, ,04 9,12 Uc [m/s] Foto s uitgetrokken graszode Uc (σ- 1,96σ) μ ,05 σ 158 0,15 7,77 Onderkant en zijkant van stuk zode met hoge uittreksterkte Pagina 76 van 91

77 Onderkant en zijkant van stuk zode met lage uittreksterkte Pagina 77 van 91