Stabiliteit land- en waterbodems in Groot Mijdrecht

Transcriptie

1 Stabiliteit land- en waterbodems in Groot Mijdrecht Auteur: TNO Bouw en ondergrond Achtergrondrapport van de Verkenning water Groot Mijdrecht Noord Februari 2008

2 Voorwoord Het voorliggende rapport maakt deel uit van een serie (water)technische onderzoeksrapporten die geleid hebben tot het rapport Verkenning water Groot Mijdrecht Noord. Dit laatste rapport is gemaakt voor het project Verkenning Groot Mijdrecht Noord dat is getrokken door de provincie Utrecht en is uitgevoerd samen met het Hoogheemraadschap Amstel Gooi en Vecht en de gemeente De Ronde Venen. Het project is een vervolg op het project Voorverkenning Wateropgave De Ronde Venen. In de Verkenning water Groot Mijdrecht Noord zijn 6 strategieën (inclusief Niets doen) met elkaar vergeleken ten aanzien van de wateraspecten. In de achtergrondrapporten geven de achtergrondinformatie bij deze strategieën. De achtergrond rapporten zijn door onderzoeksbureaus opgesteld in opdracht van waterschap en provincie. De meeste rapporten zijn in 2006 gereedgekomen. Het omslag, voorwoord en de samenvatting zijn eind 2007 toegevoegd. Verder zijn eind 2007 enige aanvullende achtergrondrapporten gemaakt om gebruikte gegevens beter te ontsluiten zodat een compleet beeld gegeven kan worden van de bronnen die gebruikt zijn bij het onderzoek voor Groot Mijdrecht. Alle beschikbare technische achtergrondrapporten die gemaakt zijn voor de Voorverkenning, Verkenning en de Aanvulling zijn: Titel rapport: Auteur: Voorverkenning Wateropgave De Ronde Venen Provincie Utrecht en AGV Grondwateronderzoek Voorverkenning Wateropgave De Ronde Venen WL Delft hydraulics Maaivelddaling in de veenpolders van De Ronde Venen TNO Bouw en ondergrond Verkenning Water Groot Mijdrecht Noord Provincie Utrecht en AGV Grondwateronderzoek Verkenning Water Groot Mijdrecht Noord WL Delft hydraulics Bouwstenen voor strategieën voor polder Groot Mijdrecht Noord Grontmij Effect kwelscherm Groot Mijdrecht op bodemdaling TNO Bouw en ondergrond Functiecombinatie natuur en water Groot Mijdrecht Noord Witteveen en Bos, B- ware, Universiteit Utrecht, Instituut voor milieuvraagstukken Invloed peilverhoging op waterkeringen rondom Groot Mijdrecht GeoDelft Stabiliteit land en waterbodems in Groot Mijdrecht TNO Bouw en ondergrond Aanvullingen Verkenning Water Groot Mijdrecht Noord Beschrijving grondwatermodel Groot Mijdrecht Kwaliteitscontrole grondwatermodel Water- en stoffenbalansen van de droogmakerijen in De Ronde Venen Waterkwaliteitsgegevens in De Ronde Venen WL Delft hydraulics TNO Bouw en ondergrond Provincie Utrecht en AGV Provincie Utrecht en AGV

3 Samenvatting In Groot Mijdrecht komen op grote schaal wellen voor. De meeste zijn gelegen in de watergangen, maar in het oostelijk deel komen wellen ook in de percelen voor. Dit rapport maakt een inschatting voor de huidige situatie waar wellen voorkomen in Groot Mijdrecht in land- en waterbodems en wat de intensiteit is. Dit aan de hand van zgn. de opbarstfactor. De achtergronden van deze benadering worden beschreven. Ook wordt een voorspelling gedaan van de opbarstfactoren bij uitvoering van de strategie Plas. Colofon Auteurs: Datum: Rapportnummer: G. de Lange, J.G. Veldkamp en W. van der Linden; TNO Bouw en ondergrond December 2006, aangevuld Februari U-R0150/B

4 Princetonlaan 6 Postbus TA Utrecht TNO-rapport 2008-U-R0150/B Opbarstfactoren en opbarstkansen Groot Mijdrecht T F info-beno@tno.nl Datum 25 februari 2008 Auteur(s) G. de Lange Hans Veldkamp Wim van der Linden Aantal pagina's 13 Aantal bijlagen 1 Opdrachtgever Provincie Utrecht Projectnaam Wateropgave Ronde Venen Projectnummer Goedgekeurd door H. Gehrels Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, foto-kopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor onderzoeksopdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belang-hebbenden is toegestaan TNO

5 TNO-rapport 2008-U-R0150/B 5 / 14 Inhoudsopgave 1 Inleiding Berekening Uitwerking voor strategieën in Wateropgave Ronde Venen... 9 Bijlage A Berekening van opbarstindex: NEN 6740

6 TNO-rapport 2008-U-R0150/B 6 / 14 1 Inleiding In de huidige situatie is sprake van het opbarsten van bodems (wellen) in een deel van de polder Groot Mijdrecht. Opbarsten van de bodem kan voorkomen op plaatsen waar het gewicht van de voornamelijk uit klei en veen samengestelde deklaag onvoldoende tegenwicht geeft aan de druk van de grondwaterstijghoogte onder de deklaag. Dit is met name onder sloten en waterlopen waar de deklaag dunner is en dus lichter. Buiten de sloten is de deklaag dikker, waar het grotere gewicht tot een kleinere kans op opbarsten leidt. Opbarsten uit zich in: Inzakken van slootoevers; Weke plekken in weilanden waar trekkers inzakken en die door boeren met takkebossen worden verstevigd/dichtgemaakt; Snel dichtlopende watergangen, waardoor veel onderhoud nodig is; Op plekken met de grootste grondwaterdruk (langs de dijken): zand in slootbodems afkomstig uit het pleistocene zandpakket.

7 TNO-rapport 2008-U-R0150/B 7 / 14 2 Berekening sloot gewicht verzadigd deel deklaag gewicht waterkolom gewicht deklaag stijghoogte stijghoogte Figuur 1 Opbarstfactor = gewicht (deklaag + waterkolom in sloten) / stijghoogtedruk De kans op opbarsten kan worden gerelateerd aan de verhouding tussen het gewicht van de deklaag (plus waterkolom in de sloten) en de stijghoogtedruk aan de onderzijde van de deklaag (Figuur 1), de zogenaamde opbarstfactor. Voor het bepalen van de opbarstfactor kan een parallel getrokken worden met de berekening van de stabiliteit van een bouwputbodem omdat hier ook sprake is van opbarsten ten gevolge van de waterdruk onder een afsluitende bodemlaag. Uit de berekening wordt afgeleid tot hoever de stijghoogte dient te worden verminderd door bemaling. Het model voor het berekenen van de maximaal toelaatbare stijghoogte in de doorlatende laag onder bouwputten staat beschreven in NEN In de bijlage is een scan van de relevante pagina s opgenomen. Voor bouwputten moet het totale gewicht van de grondlagen boven de doorlatende laag, vermenigvuldigd met een veiligheidsfactor van 1,1 gelijk zijn of groter dan de stijghoogte in de doorlatende laag om ervan verzekerd te zijn dat opbarsten niet optreedt. Bij een het drukevenwicht kleiner dan 1,0 is er sprake van een instabiele situatie. Bij de berekening wordt de invloed van de zijwanden van de bouwput niet meegenomen. Bij een smalle ontgraving oefent de druk van de zijwanden een gunstige invloed op het drukevenwicht uit: het gewicht van de grondlaag onder de putbodem wordt dan vermeerderd met een deel van het gewicht van de grond boven het niveau van de bodem. De berekeningswijze van de opbarstfactor voor een bouwputbodem komt dus overeen met de berekening van de opbarstfactor in een polder. Voor de landbodems is de evenwichtsvergelijking identiek: er zijn geen wanden. Voor het berekenen van de opbarstfactor voor de slootbodems is er geen rekening gehouden met de grond boven het niveau van de slootbodem. Wel is de waterdruk van het slootwater verdisconteerd. Omdat de actuele breedte van de slootbodem en de hellingshoek van de taluds een grote invloed hebben op de grootte van de vermeerderingsfactor f (zie bijlage) is afgezien van deze differentiatie, wat als geoorloofd is beschouwd, omdat de uitkomst ongunstiger is dan de werkelijke opbarstfactor. Er is dus bewust gekozen om de beter gedefinieerde ondergrens voor de opbarstfactor te gebruiken voor de overzichtskaarten. Opbarstfactoren zijn berekend voor zowel waterbodems en landbodems voor een aantal strategieën. Aangenomen wordt dat opbarsten kan optreden bij een factor kleiner dan 1,1. Dit wordt bevestigd in een studie die in 2005 door TNO is uitgevoerd (ref. Favier, de Louw en Stuurman, 2006), waarbij het voorkomen van

8 TNO-rapport 2008-U-R0150/B 8 / 14 wellen in een aantal droogmakerijen, waaronder de Polder Groot Mijdrecht, is geïnventariseerd.

9 TNO-rapport 2008-U-R0150/B 9 / 14 3 Uitwerking voor strategieën in Wateropgave Ronde Venen Locaties op het land In de huidige situatie is er een kans op opbarsten op het land in het noordoostelijk deel van de polder omdat hier de stijghoogte het grootst is door de invloed van de Vinkeveense Plassen (zie Figuur 2). Figuur 2 Opbarstfactor voor landbodems (links) en waterbodems (rechts) in de huidige situatie. Door de peilverhoging in strategie Plas neemt de kans sterk af (factor wordt groter) in het noordelijk deel van de polder. De stijghoogtetoename ten zuiden van het plasgebied veroorzaakt daarentegen ter plaatse een grotere kans op opbarsten (factor wordt kleiner, zie Figuur 3).

10 TNO-rapport 2008-U-R0150/B 10 / 14 Figuur 3 Opbarstfactor voor waterbodems bij aanleg van een plas in Groot Mijdrecht Noord, zonder verdere maatregelen.

11 TNO-rapport 2008-U-R0150/B Figuur 4 Opbarstfactor voor waterbodems bij aanleg van een plas in Groot Mijdrecht Noord, met verdere maatregelen: randsloten Locaties in de sloten De opbarstfactor in de sloten is in de huidige situatie het grootst in het gehele oostelijk deel van de polder (zie Figuur 2). 11 / 14

12 TNO-rapport 2008-U-R0150/B 12 / 14 De kans op opbarsten neemt af voor de strategie Plas door verandering van het peil in het noordelijk deel van de polder (zie Figuur 3). De kans neemt toe in delen van het zuidoostelijk deel van de polder en in de polder De eerste bedijking. Door het aanleggen van randsloten neemt de kans in deze gebieden weer af (Figuur 4). Kanttekening Een kanttekening dient te worden gemaakt bij de berekende verslechtering van de opbarstfactor. Door de toename van de kans op opbarsten zullen er nieuwe wellen ontstaan, waardoor het water uit het watervoerend pakket onder de deklaag naar boven kan ontsnappen. Dit veroorzaakt een verlaging van de stijghoogte waardoor de kans op opbarsten afneemt. Eigenlijk is een geïntegreerde benadering het meest werkzaam: de opbarstfactor meenemen in het grondwatermodel. Een verdere verfijning is ook nog aan te brengen door het verdisconteren van het gewicht van de slootwanden en verder door onderscheid te maken tussen sloten en tochten en de hoofdwatergang, die elk hun eigen diepte en breedte hebben en daarmee hun invloed op het gewicht van de deklaag Referenties NEN6740, Geotechniek, TGB1990, Basiseisen en belastingen, paragraaf Favier, T., P. de Louw en R. Stuurman, 2006, De morfologie en werking van wellen, H 2 O/ , pp

13 TNO-rapport 2008-U-R0150/B 13 / 14 A Berekening van opbarstindex: NEN 6740

14 TNO-rapport 2008-U-R0150/B 14 / 14