Actualisatie droogte gevoelige kaden lijsten I, II en III, 2015

Transcriptie

1 Actualisatie droogte gevoelige kaden lijsten I, II en III, 2015 Peter Cofie en Stefan Loosen Onderhoud Waterkeringen en Watergangen (OWW) februari 2016

2 Inhoudsopgave 1.0 Inleiding Aanleiding Probleemstelling Doel Afbakening Goedkeuring en bijstelling Aanpak Inleiding Uitgangspunten en randvoorwaarden Criteria voor het herwaarderen van de kadestrekking Stappenplan herwaarderen droogte gevoelige kaden Resultaten (het voorstel van OWW) Conclusies en aanbevelingen Referenties Definities Bijlagen... 7 Bijlage 1: Overzichtskaart (oude) bestaande lijsten droogte gevoelige kaden... 8 Bijlage 2: Stappenplan lijstindeling droogte gevoelige kaden... 9 Bijlage Bijlage 3(a): Uitwerking herwaarderen lijstindeling droogte gevoelige kaden Bijlage 3(b): Overzichtskaart lijstindeling herwaarderen droogte gevoelige kaden Bijlage 4: Gegevens uit de droogte inspecties Bijlage 4(a) Overzichtskaart droogte inspectie Bijlage 4(b) Overzichtskaart droogte inspectie

3 1.0 Inleiding 1.1 Aanleiding Ongeveer 200 km aan waterkeringen in het beheergebied van het Hoogheemraadschap van Delfland (hierna HH Delfland) is aangemerkt als droogtegevoelige kade. Na de kadeverschuivingen in Wilnis en Terbregge in 2003 gingen de beheerders meer aandacht besteden aan de invloed van droogte op de waterkeringen. De kennis op dit gebied was tot dan zeer beperkt. Om de kaden in het beheergebied te beschermen, heeft HH Delfland een aantal maatregelen genomen: Beleidsregels veenkaden: in 2008 heeft HH Delfland de beleidsregels veenkaden uitgebracht. De uitgangspunten en randvoorwaarden van deze beleidsregels zijn onder andere bepaald op basis van de toen beschikbare kennis uit het archief van Stowa [1]. Achteraf bleek dat de benadering (definitie) van veenkaden uit het archief van Stowa zeer streng is en niet overeenkomt met de werkelijkheid. Momenteel heeft STOWA deze definitie gecorrigeerd [2], maar de beleidsregels van HH Delfland zijn nog niet aangepast. De aanpassing van Stowa wordt zeer waarschijnlijk (binnenkort) in de beleidsregels van HH Delfland opgenomen. De lijsten van droogte gevoelige kaden: de lijsten van de droogte gevoelige kaden zijn door de teams BBC-WK en WB-OWW opgesteld. De droogtegevoelige kaden zijn ingedeeld in drie lijsten: lijst I (zeer droogte gevoelige kaden), lijst II (middel mate gevoelige kaden) en lijst III (licht droogte gevoelige kaden). Omdat de beschikbare gegevens zeer beperkt waren, zijn de lijsten opgesteld op basis van een globale inschatting en inzicht over de kaden. Ook is er geen schriftelijke onderbouwing gemaakt van de indeling (keuzes) van de lijstindeling. De afgelopen vijf jaar zijn de kaden intensief geïnspecteerd en de regionale waterkeringen getoetst. De kadestrekkingen die niet aan de veiligheidseisen, volgens de leidraad toetsing op veiligheid regionale waterkeringen, voldoen (kwetsbare keringen) zijn grotendeels verbeterd [3]. Vervolgens heeft HH Delfland de laatste jaren het gedrag van de kaden tijdens droogte uitgebreid onderzocht. Dit betreft zowel eigen intern onderzoek als het uitzetten van de onderzoeksopdrachten naar externe kennisinstituten, zoals Deltares en Alterra (Wageningen UR). Bij het droogtegevoeligeheidsonderzoek zijn data over de droogte perioden in de laatste vijf jaar (o.a. van 2010, 2011 en 2013) goed geanalyseerd en in kaart gebracht. Uit de onderzoeksresultaten is gebleken dat de deklaag van de waterkeringen in het beheergebied van HH Delfland vooral uit klei bestaat. De veenlaag ligt wat dieper [4] dan eerder werd gedacht. Dit maakt de kaden in het beheergebied van HH Delfland relatief minder kwetsbaar dan de kaden met hogere liggende veenlagen (boven de grondwaterstand). Deltares [5] heeft aangetoond dat het verdrogen van kleikaden weinig invloed heeft op stabiliteit van de kade. De kleikaden zijn alleen kwetsbaar als er significante scheuren van meer dan 50 cm diep en meer dan 2 m lang door de droogte ontstaan en vervolgens vollopen met water. De droogteperioden vragen veel inspanning van het HH Delfland. De kaden worden frequenter geïnspecteerd. Naarmate de droogte toeneemt, wordt steeds meer capaciteit van de organisatie gevraagd. Momenteel zijn veel meer gegevens over de kaden beschikbaar en/of bekend. De opgedane ervaring en de beschikbare data geven aan dat de situatie voor een aantal van de droogte gevoelige kaden zijn veranderd ten opzicht van de laatste indeling. Dat is voor het team OWW de aanleiding geweest om een voorstel in te dienen voor de actualisatie van de bestaande droogtelijsten. De actualisatie van de lijsten zal leiden tot optimaal gebruik van middelen van de organisatie m.b.t. materiaal, inzet van personeel en tijd. Dit document beschrijft de onderbouwing van het herwaarderen van een aantal kadestrekkingen op basis van de beschikbare data.

4 1.2 Probleemstelling De droogte gevoelige kaden van het HH Delfland zijn in drie lijsten verdeeld te weten lijst I (zeer droogte gevoelige kaden), lijst II (middel matig droogte gevoelige kaden) en lijst III (licht droogte gevoelige kaden). De bestaande lijsten zijn op basis van zeer beperkte input en inzicht en/of wel expert judgement opgesteld. Momenteel zijn veel gegevens beschikbaar uit de inspecties-en toetsing resultaten, kadeverbetering en studies over het gedrag van de droogte gevoelige kaden. Met deze gegevens kunnen sommige kaden opnieuw worden ingeschaald. De herwaardering van de kaden moet per kadestrekking worden onderbouwd. 1.3 Doel De doelen van dit document zijn als volgt: Het opstellen van de onderbouwing van het herwaarderen van de droogte gevoelige kaden. Het in kaart brengen van kadestrekkingen die daadwerkelijk bij de droogte risico lopen. 1.4 Afbakening Het voorliggende document gaat alleen over de onderbouwing van het herwaarderen van de droogte gevoelige kaden zoals voorgesteld door het team OWW. De daarop volgende procestappen zoals de afstemming, aansturing en inrichting van de droogte inspecties vallen buiten dit document. 1.5 Goedkeuring en bijstelling Dit document beschrijft de onderbouwing van het voorstel lijsten droogte gevoelige kaden. Dit document heeft de goedkeuring van de teamleider/teamcoördinator (dhr. A. Gort) nodig. Dit document wordt bijgesteld in overleg met de Teamleider/ Teamcoördinator (dhr. A. Gort) en het team BBC-WK wanneer dat nodig is. 2.0 Aanpak 2.1 Inleiding Een van de belangrijkste (fundamentele) vragen dat bij de herwaardering moet worden beantwoord is bijvoorbeeld: wanneer komen de standzekerheid van de klei kaden in geding door de aanwezigheid van scheuren? Deze vraag is door Deltares beantwoord bij de studies over het gedrag van de droogtegevoelige kaden [5]. Bij deze studie is gebleken dat niet alle scheuren nadelige invloed hebben op de standzekerheid van de kade. De parallelle, lange (> 2m) en diepe (> 50 cm) scheuren hoog in het talud vormen tijdens extreme buien na droogte de grootse bedreiging. Daarbij is de voorwaarde dat de scheur vol met water moet lopen en/of verbinding (kortsluiting) met het boezemwater moet ontstaan. De bestaande lijsten van het HH Delfland hebben de volgende lengte: lijst I is circa 40 km; lijst II is circa 50 km en lijst III is circa 105 km. De overzichtstekening (kaart) van de bestaande lijstindeling is in de bijlage 1 weergegeven. 2.2 Uitgangspunten en randvoorwaarden Voor het herwaarderen van de droogtegevoelige kaden zijn de volgende uitgangspunten aangehouden: 1. De beschikbare data (inspecties, toetsing, studies) over de droogtegevoeligheid van de kade van 2010 tot 2015 is bepalend voor het herwaarderen. 2. De ernst van de geregistreerde scheuren worden beoordeeld op basis van de risico-afweging uit de studie van Deltares [6] naar het gedrag van droogtegevoelige kaden en het beheerdersoordeel van het team OWW. 3. De afweging van de standzekerheid van de kadestrekking wordt beperkt tot zaken die invloed hebben op afschuiving (het faalmechanisme macrostabiliteit binnenwaarts) en kortsluiting. 4. De risicokaart (zie [7]) van HH Delfland is bepalend voor de risicoafweging van het gebied. 5. Het voordeel van de kadeverbetering wordt benut in het herwaarderen van de kadestrekking.

5 2.3 Criteria voor het herwaarderen van de kadestrekking De criteria van het herwaarderen van de droogtegevoelige kleikaden (lijsten I, II en III) zijn gebaseerd op de aspecten die invloed hebben op de standzekerheid van de kaden. Die zijn bijvoorbeeld: (1) kadeverbetering (2) diepte en lengte van de geregistreerde scheur (zie inspectiegegevens) (3) afmeting van de bestaande kaden en (4) de belasting: bovenbelasting en de diepte van de polder t.o.v. de boezemwaterstand. De bovengenoemde aspecten zijn hieronder uitgelegd. Kadeverbetering of buitengewoon onderhoud (BGO) Bij de kadeverbetering worden de vereiste veiligheidsaspecten van de kaden in het ontwerp meegenomen. Dit houdt in dat binnen de ontwerpperiode van minimaal 10 jaar, de kade aan alle veiligheidseisen moet blijven voldoen. Kadeverbetering kan bestaan uit een of meerdere van de onderstaande maatregelen (zie [1]): Overhoogte: het aanbrengen van een waterdichte kleilaag (kruinhoogte ligt hoger dan de veiligheidshoogte - promotorhoogte en/of leggerhoogte). Teensloot: het dichten en/of verleggen van teensloot Steunberm: het aanbrengen van steunberm Kruinbreedte: een kruinbreedte van 3 m is aangehouden Het stabiliseren van het binnentalud: een binnentaludhelling van 1 op 4 is aangehouden. De boven genoemde aspecten vergroten de weerstand van de kade tegen afschuiving. Het is mogelijk dat de opgehoogde kleikade na de verbeteringsmaatregelen nog in de consolidatiefase verkeren. Een ongelijkmatige zetting van de kade kan leiden tot scheurvorming. Deze scheuren zijn echter ondiep van aard en vormen geen gevaar voor de standzekerheid van de kade. Als een maatregel hierop worden de aanwezige scheuren gerepareerd. Diepte en lengte van scheuren Dit betreft het voorkomen van minder of meer risicovolle (significante) scheuren in de kade (inspectiesgegevens). Een significante scheur is langsscheur met diepte groter dan 50 cm en een lengte van meer dan 2 m of dwarsscheuren die mogelijk contact kunnen maken met het boezemwater. Afmeting bestaande kade Op basis van de afmeting van de kaden wordt gekeken of het faalmechanisme afschuiving een bedreiging vormt voor de standzekerheid van de kade. Na de afschuiving van het talud zou de veiligheid van de kade nog worden gewaarborgd als er voldoende restbreedte van de kruin overblijft, bijvoorbeeld van kaden met een kruinbreedte van minimaal 5 m. De benodigde kruinbreedte om veilig water te keren is minimaal 1,5 m. Bij de verheelde kade is de kans op afschuiving nihil. De belasting situatie De (boven-) belasting situatie betreft het huidig gebruik van de kade en de diepte van de polder t.o.v. de boezemwaterstand. De vermindering van de verkeersbelasting (een tijdelijk verbod) levert een positieve bijdrage aan de standzekerheid van de kade, terwijl een toename van de verkeersbelasting een negatief effect heeft. De diepte van de polder t.o.v. de boezemwaterstand is een belangrijke afweging om te weten te komen of de belasting op de kade na droogte zou toenemen. Een beschouwing van de belastingssituatie droogte volgens de Leidraad Toetsing Veiligheid Regionale Waterkeringen is niet relevant als de buitenwaterstand tijdens of kort na droogte lager is dan het maaiveld in het achterland. Een verhoogde boezemwaterstand t.o.v. de maaiveldhoogte van de polder zal leiden tot verhoogde belasting op de kade. 2.4 Stappenplan herwaarderen droogte gevoelige kaden De bovengenoemde criteria zijn naar het stappenplan vertaald. De genomen stappen voor het herwaarderen van de droogte gevoelige kaden zijn als volgt:

6 Stap 1 De eerste stap te beoordelen of de toestand van de kade veranderd is t.o.v. de toestand tijdens de laatste indeling. Verandering(en) van de kade zijn bijvoorbeeld de toe- of afname van significante scheuren (inspectiegegevens), kadeverbeteringen of BGO en de resultaten van de veiligheidstoetsing. Stap 2 De risicoafweging van het gebied wordt bekeken op basis van de beschikbare risicokaarten [6] van HH Delfland. Bij de risicovolle gebieden worden de kaden alleen in lijst I of lijst II ingedeeld. Bij minder risicovolle gebieden worden de kades in de lijst I of lijst II of lijst III ingedeeld op basis van bijvoorbeeld de geregistreerde inspectiegegevens, veiligheidstoetsing en kadeverbetering. In de bijlage 2 is het stappenplan weergegeven. Stap 3 De volgende stap betreft het toekennen van het eindoordeel (opwaardering of afwaardering) op basis van de verandering in de toestand van de kade. Om tot het eindoordeel te komen worden één of meerdere van de onderstaande factoren meegenomen: Kadeverbetering of BGO: de kadeverbetering levert een positieve bijdrage aan de standzekerheid van de kade. Daarom wordt de kade afgewaardeerd naar een niveau lager, bijvoorbeeld van lijst I naar lijst II of van lijst II naar lijst III als de kadeverbetering plaatsgevonden heeft. De verbeterde kade wordt dan wel in een aparte categorie geplaatst voor verder monitoren (consolidatieschade). Diepte en lengte van de geregistreerde scheur(en): Hier wordt gekeken of er significante scheuren voorkomen. De kade wordt afgewaardeerd als er minder significante scheuren uit de droogte inspectie naar voren komen. Bij toename van de significante scheuren wordt de kade opgewaardeerd. De schade die door andere oorzaken ontstaat wordt apart bekeken. Afmeting bestaande kade: de afmeting van de bestaande kade is bepalend wat betreft de standzekerheid van de kade. Een kade met een kruinbreedte meer dan 5 m wordt gezien als een overgedimensioneerde kade en heeft een positief effect op de standzekerheid. De belastingssituatie: door toename van de bovenbelasting kunnen bepaalde kades worden opgewaardeerd. Bij afname van bovenbelasting op de kade kan de kade worden afgewaardeerd. 3.0 Resultaten (het voorstel van OWW) De volgende wijzingen in de bestaande (oude) lijsten zijn uitgevoerd: Kadestrekkingen van lijst I zijn naar lijst II verplaatst (afgewaardeerd), omdat op die strekkingen geen significante scheuren zijn geregistreerd. Kadestrekkingen van lijst II zijn naar lijst I verplaatst (opgewaardeerd), omdat op die strekkingen een toename van significante scheuren is geregistreerd. Kadestrekkingen van lijst II zijn naar lijst III verplaatst (afgewaardeerd), omdat op die strekkingen geen significante scheuren zijn geregistreerd. Een kadestrekking van lijst III is naar lijst I verplaatst (opgewaardeerd), omdat op die strekking veel meer significante scheuren zijn geregistreerd. Kadestrekkingen van lijst I zijn naar lijst III verplaatst (afgewaardeerd), omdat geen significante scheuren zijn geregistreerd. In tabel 1 is het overzicht van de nieuwe lijstindeling t.o.v. de oude lijstindeling van de droogtegevoelige kaden opgenomen. De kadeverbetering kade strekkingen worden apart gemonteerd. Tabel 1: overzicht resultaten herwaarderen droogtegevoelige kaden lijsten I, II en III Lijstindeling Nieuw (voorstel) lijstindeling Oud (bestaande) lijstindeling Lijst I 21 km 40 km Lijst II 43 km 50 km Lijst III 136 km 110 km Totaal 200 km 200 km

7 In bijlage 3 is de gedetailleerde uitwerking van de lijsten opgenomen. Deze bevat het MS Excelbestand en overzichtskaart van de lijstindeling. In bijlage 4 zijn de gebruikte inspectiesgegevens van 2011 en 2015 opgenomen. 4.0 Conclusies en aanbevelingen Het herwaarderen van de droogtegevoelige kaden heeft de volgende resultaten opgeleverd: Lijst I : 21 km Lijst II : 43 km Lijst III : 136 km De kadeverbetering kade strekkingen worden apart gemonteerd. Aanbevolen wordt om het herwaarderen van de droogtegevoelige kades van de lijsten I, II en III steeds binnen een cyclus van 5 jaar uit te voeren. Daarnaast dienen de criteria voor beoordeling en/of benadering (definitie) van veenkaden op basis van het nieuwe inzicht in de beleidsregels te worden opgenomen. 5.0 Referenties [1] Beleidsregel veendijken, december 2007 [2] Addendum op de Leidraad Toetsen op Veiligheid regionale waterkeringen betreffende de boezemkaden 2010, STOWA [3] Evaluatie Droogte 2011 Delfland, Delfland. [4] Gedrag van verdroogde kades, fase A: Inventarisatie en analyse droogte-inspectie, versie 1.1, 3 september 2013, Delfland. [5] Gedrag van verdroogde kades, fase CD: Effect van scheurvorming door droogte op de standzekerheid van de kades. Preventieve maatregelen en reparatie kades bij droogte, kenmerk GEO-0018, versie 5, 20 december 2013, Deltares. [6] Risicobeheersing afgekeurde waterkeringen, mei 2012, Delfland. 6.0 Definities Significante scheur - langsscheuren met diepte > 50 cm en een lengte van lengte > 2 m of dwarsscheuren die mogelijk contact kunnen maken met het boezemwater. Verheelde kade - verwaarloosbare hoogteverschil tussen kruin van de kade en het achter- en voorland Afwaarderen - kadestrekking is van lijst 1 naar lijst 2 of van lijst 2 naar 3 of van lijst 1 naar lijst 3 verplaatst. Opwaarderen kadestrekking is van lijst 3 naar lijst 2 of van lijst 2 naar lijst 1 of van lijst 3 naar lijst 1 is verplaatst. 7.0 Bijlagen

8 Bijlage 1: Overzichtskaart (oude) bestaande lijsten droogte gevoelige kaden

9 Bijlage 2: Stappenplan lijstindeling droogte gevoelige kaden Figuur 1: Stappenplan lijstindeling droogte gevoelige kaden

10 Bijlage 3 Bijlage 3(a): Uitwerking herwaarderen lijstindeling droogte gevoelige kaden

11

12 Bijlage 3(b): Overzichtskaart lijstindeling herwaarderen droogte gevoelige kaden

13 Bijlage 4: Gegevens uit de droogte inspecties Bijlage 4(a) Overzichtskaart droogte inspectie 2011

14 Bijlage 4(b) Overzichtskaart droogte inspectie 2015