Concept Aan prof. Ir. A.F. van Tol (TU Delft) Contactpersoon R.J.Tijsen Onderwerp over een analytische formule voor de afkalving van oevers in de Horstermeerpolder 1 Aanleiding Doorkiesnummer 0206083502 Fax afdeling 0206083910 E-mail rob.tijsen @waternet.nl Bij de voorbereiding van het nieuwe peilbesluit voor de Horstermeerpolder is naar voren gekomen dat op sommige plekken in de polder oevers afkalven, zoals bij een hoofdwatergang langs de Radioweg (afb. 1). Andere bekende plekken zijn de uiteinden van kavels die grenzen aan de zuidelijke ringwetering. Afbeelding 1. Afkalving van een oever in de hoofdwatergang langs de Radioweg (foto Waternet, 2012). We hebben van de situatie een schets gemaakt (afb. 2). De situatie riep de vraag op of het uittredende grondwater, in de tekening weergegeven met pijlen, een rol speelt bij de oevererosie. Immers, de Horstermeerpolder kenmerkt zich onder ander door de relatief grote hoeveelheid kwelwater die hier omhoog komt. Korte Ouderkerkerdijk 7 Amsterdam Postbus 94370 1090 GJ Amsterdam T 0900 93 94 (lokaal tarief) F 020 608 39 00 KvK 41216593 www.waternet.nl 1/5
Afbeelding 2 grondwater. Schematische weergave oevererosie door uittredend Er zijn meerdere oorzaken of een combinatie van oorzaken mogelijk waardoor de oevers eroderen. In dit stuk leest u wat we ten aanzien van het uittredende grondwater te weten zijn gekomen en wat Waternet van plan is daar in de toekomst aan te gaan doen. 2 Analytische benadering Om te toetsen of mogelijk bodemdeeltjes uit het zandige oevertalud spoelen door uittredend grondwater is gebruik gemaakt van een analytische formule. De formule is terug te vinden in het Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies (juni 2001), onder formule 5.4.7 [lit 1]. De vergelijking is hieronder weergegeven. α = helling van het talud [º] I= grondwaterverhang γ n = partiële veiligheidsfactor die verband houdt met schade (ook wel schadefactor genoemd) γ d = partiële veiligheidsfactor die verband houdt met het gebruikte model (ook wel modelfactor genoemd) γ n γ d= totale veiligheid γ m,φ = materiaalfactor voor de hoek van inwendige wrijving [-] ρ w = volumieke massa van water [kg/m3] ρ g = volumieke massa van grond [kg/m3] 2/5
Voor de Horstermeerpolder wordt een gevaar voor oevererosie door uitspoeling berekend bij taluds steiler dan 1:3 (α) met een grondwaterverhang groter dan 0,3 (i). Voor γ n γ d is een waarde van 2,0 aangehouden; voor γ m,φ = 1,1; ρ w = 1000 en ρ g = 1630. Dit betekent in de Horstermeerpolder dat de oevers theoretisch gezien gevoelig zijn voor oevererosie door uittredend grondwater, want enkele ingemeten profielen van watergangen in de polder laten steilere oevers zien dan 1:3 en een grondwaterverhang in de oevers van 0,3 achten we plausibel. Dat laatste zeker kort na een verlaging van het waterpeil in de sloot en door hoge grondwaterstanden in het perceel als gevolg van de grote kweldruk in de polder. Plaatselijk kunnen de condities nog ongunstiger zijn. In de polder komen bijvoorbeeld grondwaterwellen voor waar lokaal relatief veel water uit de bodem treedt. Zo'n wel kan zich vlak naast of zelfs in een oever bevinden en daar een groot eroderend effect hebben. Ook de eigenschappen van het zand in de polder variëren en de dikte van de deklaag wisselt wat op bepaalde locaties een ongunstiger situatie voor oeverstabiliteit kan betekenen. Afbeelding 3. Zand-meevoerende wel in het zuiden van de Horstermeerpolder (foto Waternet, 2012). 3/5
3 Maatregelen Beperken van de peilfluctuaties die door de huidige wijze van bemalen optreden Omdat de pompen van het Horstermeergemaal niet regelbaar zijn in maaldebiet, treedt als gevolg van het aan- en afslaan van de pompen peilfluctuatie op. In hoofdstuk 4.7 van het Achtergrondrapport van het peilbesluit (lit 2) en in de Peilmarges bij het Horstermeergemaal (lit 3) is uitgebreid ingegaan op deze problematiek. Uit een recent in opdracht van Waternet uitgevoerd onderzoek is gebleken dat het technisch mogelijk is om de pompen van het Horstermeergemaal regelbaar te maken. Dit dient te gebeuren in combinatie met een renovatie van deze pompen. Bij de aanbieding van het ontwerp peilbesluit aan het AGV bestuur zal daarom ook de uitkomst van het betreffende onderzoek worden gerapporteerd en een voorstel worden ingediend om de maatregelen aan het gemaal uit te gaan voeren. Aanpassen voorschriften onderhoudsprofiel De onderhoudsprofielen van de primaire watergangen van het waterschap Amstel, Gooi en Vecht worden vastgelegd in een zogenaamde legger. Deze legger kan jaarlijks worden herzien en doorloopt een eigen inspraaktraject. Als maatregel in het peilbesluit wordt voorgesteld om de legger voor de Horstermeerpolder te herzien. In dit herzieningstraject moet worden rekening gehouden met het in deze notitie genoemde minimaal benodigde talud (1:3 of flauwer) om de stabiliteit van de oevers te waarborgen en met de hydraulische vereisten van de watergangen. Wijziging van het streefpeil (peilbesluit) In theorie is het ook nog mogelijk om de hier geschetste vorm van oevererosie te beperken door het peil zo veel te verhogen dat het grondwaterverhang (i) in de oever voldoende verkleind wordt. Maar in de meeste delen van de polder is peilverhoging weinig realistisch vanwege de aanwezige functies (bebouwing, landbouw). In het conserverend peilbesluit vinden volgens de 4/5
bestuurlijke afspraken in ieder geval geen grote wijzigingen van de peilen plaats. 4 Conclusies Op basis van de analytische berekening wordt het uitspoelen van zandkorrels verwacht bij (onbedekte) oevertaluds die steiler zijn dan 1:3, in combinatie met en een grondwaterverhang van meer dan 0,3. Een dergelijk verhang kan optreden tijdens de peildalingen. Voor zover bekend zijn de plaatsen waar afkalving optreedt sloten en tochten met zandige oevers, gelegen in het weidegebied, op geruime afstand van aanwezige bebouwing. Deze bevindingen zullen worden overgenomen in het Ontwerp peilbesluit. Zoals bekend zullen de peilen- en peilgebieden in dit conserverend peilbesluit niet of nauwelijks wijzigen ten opzichte van de actuele situatie. Als maatregel om de peilfluctuaties (die veroorzaakt worden door het gemaal) te beperken wordt voorgesteld om het gemaal regelbaar te maken, in combinatie met een technische onderhoudsbeurt. Verder wordt voorgesteld om de legger voor de Horstermeerpolder te herzien. 5 Referenties 1. Technische Rapport Waterkerende Grondconstructies, juni 2001. Uitgebracht door de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen. 2. Achtergrondrapport peilbesluit Horstermeerpolder en Meeruiterdijkse polder. Waternet 2013 (concept ontwerp). 3. Peilmarges bij het Horstermeergemaal. Waternet 2012 (concept) / 2013 (definitief) 5/5