Datum februari 2019 Status Definitief
Opstellers B. Maaskant A. van der Kraan E. de Graaf
Inhoud
Voorwoord 2
Samenvatting 3
1 Inleiding 4 1.1 Aanleiding 4 1.2 Doelstelling 4 1.3 Leeswijzer 4
2 Kader 5 2.1 Voorlanden langs de Hollandsche IJssel 5 2.2 Hoge waterstanden op de Hollandsche IJssel 6 2.3 Toetsing, beoordeling en versterkingsprojecten 6 2.4 Brede blik op het systeem van de Hollandsche IJssel 6
3 Methodiek 8 3.1 Beoordeling op Maat van keringen met hoog voorland 9 3.1.1 Screening 9 3.1.2 Beslisregels 9 3.1.3 Potentie lagere en minder brede voorlanden 10 3.2 Beheerstrategie bij meenemen voorlanden 12 3.3 Systeemmaatregelen 12
4 Toets op maat kering met voorland 13 4.1 Screening 13 4.2 Beoordelen met beslisregels 14 4.3 Potentie lagere en smallere voorlanden 15 4.4 Overzicht beoordeling waterkering met voorland 17
5 Beheer van waterkering met voorland 18 5.1 Beheer voor de ‘korte’ termijn 18 5.2 Beheer voor de ‘lange’ termijn 18
6 Systeemanalyse 20 6.1 Effect van systeemmaatregelen 20 6.2 Effect systeemmaatregelen op beoordelingsresultaat 21 6.3 Effect van systeemmaatregelen in de tijd 22
7 Conclusies en aanbevelingen 23 7.1 Conclusies en aanbevelingen 23 7.2 aanbevelingen vanuit het toekomstperspectief 23
8 Literatuurlijst 25
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 1
Voorwoord
De Quickscan Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel is opgesteld vanuit de POV Voorlanden in samenwerking met het Hoogheemraadschap van Schieland en Krimpenerwaard en Hoogheemraadschap van Rijnland. De kwaliteitsborging van dit rapport heeft plaatsgevonden door middel van een review vanuit het kennisplatform risicobenadering en een advies vanuit het Expertise Netwerk Waterveiligheid (ENW). Daarnaast is er samenwerking gezocht met het Deltaprogramma Rijnmond-Drechtsteden (DPRD). Deze quickscan is een belangrijke bouwsteen voor verder onderzoek binnen het project Waterveiligheid Hollandsche IJssel (WHIJ) - nader onderzoek mini Systeemanalyse Hollandsche IJssel.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 2
Samenvatting
Volgens de Regeling veiligheid primaire waterkeringen 2017 zijn keringbeheerders wettelijk verplicht om het werkelijke profiel van de waterkering te beoordelen inclusief voorland, ook als dit voorland buiten de legger ligt. Op basis van een casestudy, in een toets op maat setting, zijn waterkeringen met hoge (bebouwde) voorlanden beoordeeld. Als casestudy is gekozen voor de Hollandsche IJssel aangezien ongeveer de helft van de waterkering langs de Hollandsche IJssel voorlanden heeft en dijkversterkingen zeer kostbaar zijn (~ € 20 miljoen per kilometer) en ingrijpend voor de omgeving.
Doel is het bieden van een beoordelingsmethode zodat de verschillende beheerders van hoge voorlanden deze op een gelijke manier kunnen beoordelen. Dit leidt tot een eerste beeld van de veiligheidsbijdrage van de voorlanden en het al dan niet voldoen aan de norm. Daarna zal worden bekeken hoe eventuele toekomstige veranderingen in het systeem invloed hebben op de waterveiligheid. Deze analyses zijn bouwstenen voor slimmere afwegingen ten aanzien van dijken met voorland en het bredere systeem van de Hollandsche IJssel.
De POVV constateert dat alle ingrediënten aanwezig zijn om in de beoordeling vast te stellen dat in de huidige situatie met eenvoudige analyse ongeveer 6,5 aan de norm voldoet. Met een verdiepende analyse is dit areaal uit te breiden met orde 4,5 - 8,5 kilometer tot in totaal 15 kilometer goedgekeurde kering.
De POVV identificeert dat met input van de mini-systeemanalyse meer kilometer waterkering eenvoudig goedgekeurd kan worden. In de systeemanalyse is de faalkans van de Hollandsche IJssel kering verkleind tot 1/5000, wordt altijd gesloten op kentering en is er geen waterbezwaar vanuit het regionale systeem. Hiermee neemt het aantal kilometer waterkering dat met een eenvoudige analyse goedgekeurd kan worden toe tot 9 km in plaats van de 6,5 km zonder systeemmaatregelen Aanvullend hierop neemt de potentie van een verdiepende analyse toe doordat er minder water op de voorlanden staat. Het gaat dan om ongeveer 5,5 tot 8,5 kilometer waterkering. In potentie kan er dus ongeveer 17,5 kilometer (9 + 8,5 km) waterkering worden goedgekeurd door expliciet meenemen van voorlanden in combinatie met systeemmaatregelen.
De mogelijkheden van systeemmaatregelen zijn afhankelijk van de haalbaarheid van afspraken tussen Rijkswaterstaat en collega waterbeheerders over de inzet van deze systeemmaatregelen. De potentie van deze maatregelen wordt in 2019 verder onderzocht in de bredere systeemanalyse van DPRD (onderzoeksproject Waterveiligheid Hollandsche IJssel (WHIJ)).
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 3
1 Inleiding
1.1 Aanleiding
De POV Voorlanden heeft als doelstelling dat vanaf 2019 alle beheerders van primaire waterkeringen het effect van voorlanden optimaal meenemen bij het beoordelen, ontwerpen en beheren van waterkeringen. Het is van belang dat een bewuste, expliciete en traceerbare afweging wordt gemaakt over hoe voorlanden worden meegenomen.
Volgens de Regeling veiligheid primaire waterkeringen 2017 zijn keringbeheerders wettelijk verplicht om het werkelijke profiel van de waterkering te beoordelen inclusief voorland, ook als dit voorland buiten de legger ligt. Het wettelijke beoordelingsinstrumentarium (WBI) biedt hiervoor echter onvoldoende regels in de eenvoudige- en gedetailleerde toets, zodat vaak een toets op maat nodig is. Dit onderzoek zoekt, op basis van een casestudy, een toets op maat om hoge (bebouwde) voorlanden te beoordelen. Als casestudy is gekozen voor de Hollandsche IJssel aangezien ongeveer de helft van de waterkering langs de Hollandsche IJssel voorlanden heeft.
De beoordeling voor de Hollandsche IJssel is complex omdat de belasting voor een groot deel te beïnvloeden is door instellingen rond de stormvloedkering Hollandsche IJssel (SVK) en bemaling vanuit omliggende boezemsystemen. In deze studie wordt ook gekeken wat het effect is van beperkte systeemaanpassingen op de beoordeling van de waterkeringen met voorland.
1.2 Doelstelling
Doel van deze rapportage is het bieden van een beoordelingsmethode zodat de verschillende beheerders van hoge voorlanden deze op een gelijke manier kunnen beoordelen. Daarnaast staan in deze rapportage suggesties voor het verder verfijnen van de methodiek. Gezien deze doelstelling bestaat de doelgroep met name uit beoordelaars bij Waterschappen, Rijkswaterstaat en Ingenieursbureaus. Details en inhoudelijke analyses zijn in de bijlage te vinden.
Naast de beoordeling wordt ook een eerste aanzet geschetst van het handelingsperspectief voor borging en beheer van deze hoge voorlanden.
Deze quickscan vanuit de POV Voorlanden leidt tot een eerste beeld van de veiligheidsbijdrage van de voorlanden. Daarna zal worden bekeken hoe eventuele toekomstige veranderingen in het systeem invloed hebben op deze veiligheidsbijdrage. Dit is met name bedoeld als input voor de beleidsmakers bij de Waterschappen en Rijkswaterstaat.
1.3 Leeswijzer
Hoofdstuk 2 geeft het kader van de uitgevoerde analyses, de gevolgde methodiek staat in hoofdstuk 3. In hoofdstuk 4 worden de resultaten van de veiligheidsanalyse gepresenteerd. Hoofdstuk 5 gaat in op de mogelijkheden voor een beheerstrategie. Hoofdstuk 6 beschrijft de systeemanalyse, waarna in hoofdstuk 7 de belangrijkste conclusies en aanbevelingen worden weergegeven.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 4
2 Kader
2.1 Voorlanden langs de Hollandsche IJssel
Langs de Hollandsche IJssel zijn relatief veel voorlanden. Deze opgehoogde voorlanden worden zellingen genoemd en gebruikt voor recreatie, bedrijven of woningen. Al voor 1900 zijn er diverse hoger gelegen voorlanden aangelegd. In de jaren 1950-1970 zijn een aantal uiterwaarden opgehoogd met huisvuil, baggerslib en ook ander afval. Rond 2000 zijn veel van deze vervuilde zellingen gesaneerd door afgraving of afdekking.
De voorlanden langs de Hollandsche IJssel hebben een verschillend maaiveldniveau. Sommige voorlanden lopen regelmatig onder water, terwijl andere voorlanden hoger liggen dan de ‘officiële’ dijk. Voor deze notitie zijn alleen de voorlanden meegenomen die boven gemiddeld hoogwater bij springtij liggen. Een overzicht van deze hoge voorlanden is opgenomen in Figuur 2-1. Van de ongeveer 40 kilometer waterkering langs de Hollandsche IJssel heeft ongeveer 20 kilometer een hoog voorland.
Figuur 2-1: Overzicht aanwezige voorlanden.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 5
2.2 Hoge waterstanden op de Hollandsche IJssel
Hoge waterstanden op de Hollandsche IJssel ontstaan door storm op zee. Bij een gesloten stormvloedkering Hollandsche IJssel (SVK) worden de waterstanden verder bepaald door de combinatie met bemaling en wind. De SVK wordt voor het bereiken van het sluitpeil van 2,25 m+NAP gesloten. De SVK heeft een relatief grote faalkans, waarbij de kans dat deze niet sluit als dat zou moeten bepaald is op 1/200 per sluiting. Met deze relatief hoge faalkans zijn de waterstanden die kunnen optreden door een falende SVK bepalend voor de voorlanden. Bij een kleinere faalkans van de SVK verandert dat beeld.
De beoordeling voor de Hollandsche IJssel is complex omdat de belasting voor een groot deel te beïnvloeden is door de stormvloedkering Hollandsche IJssel (SVK) en bemaling vanuit omliggende boezemsystemen. In deze studie wordt ook gekeken wat het effect is van systeemaanpassingen op de beoordeling van de waterkeringen met voorland en hoe dit van invloed kan zijn op de strategie voor de middellange termijn.
2.3 Toetsing, beoordeling en versterkingsprojecten
In de 3e toetsronde is het grootste deel van de dijktrajecten langs de Hollandsche IJssel afgekeurd en opgenomen in het HWBP. Bij deze beoordeling is het effect van voorlanden boven de maatgevende waterstand meegenomen door te stellen dat er bij deze voorlanden geen golven tegen de waterkering komen. Waterkeringen met voldoende hoog voorland zijn dus bij een lagere hoogte al goedgekeurd op hoogte. Er is niet gekeken naar reststerkte van het voorland. Hierdoor zijn veel dijken met voorland afgekeurd op stabiliteit binnenwaarts.
Voor de in de 3e toetsronde afgekeurde waterkeringen langs de Hollandsche IJssel is een versterkingsprogramma opgesteld. Na dijkversterking Capelle-Moordrecht en de Verbetering IJsseldijk Gouda (VIJG) is de versterking tussen Krimpen aan den IJssel en Gouderak (Krachtige IJsseldijk Krimpenerwaard, KIJK) het eerste grote versterkingsproject. Binnen het project KIJK is een veiligheidsanalyse uitgevoerd van de brede en hoge voorlanden binnen het project, ook in het kader van de nieuwe normering. Immers door de aanwezigheid van voorland hebben deze dijkvakken een kleinere overstromingskans volgens de nieuwe veiligheidsbeoordeling.
In deze quickscan worden alle hoge voorlanden in de Hollandsche IJssel beschouwd. De quickscan vanuit de POV Voorlanden moet een redeneerlijn leveren om de stukken met significant voorland niet te versterken dan wel onderbouwd uit te stellen. Daarom wordt dezelfde methodiek toegepast als voor de voorlanden binnen KIJK. Dit leidt tot een eerste beeld van de veiligheidsbijdrage van de voorlanden. Daarna zal worden bekeken hoe eventuele toekomstige veranderingen in het systeem invloed hebben op deze veiligheidsbijdrage.
2.4 Brede blik op het systeem van de Hollandsche IJssel
Voor de onderbouwing van het uitstellen dan wel afstellen van het versterken van keringen met een hoog en breed voorland is een brede blik op de Hollandsche IJssel nodig. Deze brede blik heeft te maken met eventuele toekomstige veranderingen van het systeem, bijvoorbeeld de kans op niet sluiten van de SVK, het bijbehorende sluitpeil en het maalpeil.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 6
Volgens de voorkeurstrategie van het deltaprogramma Rijnmond-Drechtsteden blijft de Hollandsche IJssel voorlopig een getijderivier met SVK. Op de langere termijn zal de SVK vervangen moeten worden waarmee dat kansen biedt om de waterveiligheid te vergroten. Ook het afdammen van de Hollandsche IJssel is op de langere termijn een optie. Op de middellange termijn is een verlaging van de faalkans van de SVK nog een mogelijkheid. Rijkswaterstaat is in 2018 een onderzoek gestart naar de mogelijkheid om de faalkans per sluitvraag te verlagen van 1/200 tot 1/500 of zelfs 1/5.000.
Naast de faalkans van de SVK is het sluitpeil van de SVK een belangrijke parameter die invloed heeft op de maatgevende waterstanden en daarmee op de veiligheidsopgave.
De gevolgen van een lager maalpeil op de dijkversterkingsopgave is binnen KIJK onderzocht. Gezien de gevolgen voor de frequentie van wateroverlast in de omliggende polders lijkt een lager maalpeil mogelijk. Zeker als een lager maalpeil alleen ingesteld wordt bij ongunstige windverwachting. Het is de verwachting dat een uitgebreider onderzoek naar mogelijke aanpassing van het maalpeil in 2018 of 2019 wordt opgestart.
Hoe de hydraulische belasting op de dijken in de toekomst wordt, is dus relatief onzeker. Daarmee is het belangrijk inzicht te krijgen in de effecten van deze toekomstige ontwikkelingen om daarmee een slimme strategie op te zetten om verantwoord dijkversterkingen uit te stellen. In deze quickscan zijn op verkennende wijze de mogelijke consequenties van deze ontwikkelingen (faalkans SVK, sluitpeil en maalpeil) voor de beoordeling van waterkeringen inclusief voorlanden beschouwd (Hoofdstuk 6).
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 7
3 Methodiek
Dit hoofdstuk beschrijft de methodiek die is gevolgd om te komen tot een beoordeling voor de waterkeringen met voorland langs de Hollandsche IJssel. Daarnaast beschrijft de methodiek kort de aanpak voor een beheerstrategie en de aanpak voor systeemmaatregelen op de Hollandsche IJssel.
De werkwijze voor de beoordeling van de keringen met voorland is van grof naar fijn. Eerst wordt een screening uitgevoerd om aannemelijk te maken dat diverse (directe en indirecte) faalmechanismen uit het WBI niet van toepassing zijn of niet op kunnen treden.
In onderstaande figuur zijn de stappen weergegeven.
Beoordeling op maat (Hoofdstuk 4)
•Screening: Kwalitatief beoordelen op relevantie faalmechanismen voor keringen met voorland 1.
•Op basis van beslisregels beoordelen van de waterkeringen met voorland aan de signaalwaarde en de ondergrens 2.
•Potentie aantonen van lagere en minder brede voorlanden 3.
Beheer van keringen met voorland (Hoofdstuk 5)
Potentie systeemmaatregelen (Hoofdstuk 6)
Figuur 3-1: Overzicht analysestappen.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 8
3.1 Beoordeling op Maat van keringen met hoog voorland
In deze paragraaf worden de stappen beschreven die zijn doorlopen om te komen tot een beoordeling op maat voor de keringen met hoog voorland langs de Hollandsche IJssel.
3.1.1 Screening
In de screening wordt bekeken welke van de mechanismen uit het WBI van toepassing zijn op de keringen met voorland langs de Hollandsche IJssel. Er wordt een kwalitatieve beschouwing uitgevoerd op relevante faalmechanismen.
3.1.2 Beslisregels
De beslisregels worden gebruikt om op basis van conservatieve uitgangspunten aannemelijk te maken dat de overstromingskans van de waterkering voldoende klein is. De redeneerlijn van de conservatieve beslisregels is dat de overstromingskans voldoende klein is als er na het optreden van afschuiving/afslag aan de buitenzijde, afschuiving aan de binnenzijde en maximale afslag door golfbelasting nog een deel van de waterkering/voorland van voldoende hoogte en breedte over blijft. Bij de bepaling van de omvang van de afschuiving/afslag aan de buitenzijde, afschuiving aan de binnenzijde en maximale afslag door golfbelasting wordt aangesloten bij het WBI.
‘Voldoende’ profiel
Afslag / Afschuiving / Zettingsvloeiing Voorland
Afschuiving Dijk
Figuur 3-2:Waterkering met voorland.
Hoogte Om te bepalen of het voorland bij de waterkering hoog genoeg is wordt in de analyse voor bekleding (GEKB) gerekend met belastingen met een kans van voorkomen gelijk aan de norm, vermenigvuldigd met factoren voor lengte-effect en faalkansverdeling. In het geval van een waterkering met hoog voorland gaat het om de stilwaterstand. Voor het dijktraject 15-3 (Krimpenerwaard) langs de Hollandsche IJssel geldt daarvoor een signaleringswaarde met een kans van voorkomen van 1/80.000 per jaar (norm 1/10.000, lengte- effect N=2 en 24% voor hoogte), en een ondergrens met een kans van voorkomen van 1/25.000 per jaar. Voor het dijktraject 14-1 (Rijnland en Schieland) langs de Hollandsche IJssel geldt daarvoor een signaleringswaarde met een kans van voorkomen van 1/250.000 per jaar (norm 1/30.000, lengte- effect N=2 en 24% voor hoogte), en een ondergrens met een kans van voorkomen van 1/80.000 per jaar.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 9
Binnen de eenvoudige en gedetailleerde beoordeling in het WBI wordt macrostabiliteit beschouwd bij een waterstand met een kans van voorkomen gelijk aan de norm. Door lengte-effect en faalkansverdeling is in deze toets op maat de waterstand voor bekleding (hoogte) echter bepalend en daarom gehanteerd voor alle sporen in de analyse.
Breedte De benodigde breedte wordt bepaald door de kans dat er na het gelijktijdig of opeenvolgend optreden van zettingsvloeiing, afslag door golfbelasting, afschuiving aan de buitenzijde en afschuiving aan de binnenzijde nog een stuk waterkering/voorland van voldoende breedte over blijft, die ook nog voldoet aan de hoogte-eis. In de technische uitwerking in bijlage 2 wordt bepaald wat er maximaal kan verdwijnen voor, tijdens en na hoogwater. Hoewel dit een zeer conservatief scenario betreft zit er altijd nog een bepaalde onzekerheid in. Bijvoorbeeld de kans op een tweede hoogwater met extra afslag en progressief falen van de stabiliteit binnenwaarts (het ontstaan van verdere afschuiving door hernieuwde drukopbouw), zie Figuur 3-2. De overstromingskansbenadering vraagt ook om het meenemen van onzekerheden in redenaties en berekeningen. Om deze niet verder te bepalen onzekerheden af te dekken wordt 10 meter als ondergrens aangehouden als minimaal voldoende breedte na optreden van afschuiving / afslag. Dit wordt gezien als een robuuste extra marge binnen de toch al conservatieve benadering van de analyse.
> 10 meter
mogelijk optreden meerdere bezwijkcirkels
Figuur 3-3: Minimale breedte na optreden afschuivingen en afslag.
3.1.3 Potentie lagere en minder brede voorlanden
In de analyse worden de voorlanden beoordeeld op de signaalwaarde en ondergrens voor hoogte. Daarbij worden de keringen met voorland die voldoende hoog en breed zijn als voldoende beoordeeld. Ook een deel van de minder hoge of minder brede voorlanden kan na een meer gedetailleerde beschouwing als voldoende worden beoordeeld.
Lager gelegen voorlanden Voor de lager gelegen voorlanden waar bij zeer hoge waterstanden water op het voorland tegen de dijk aan staat, kan een probabilistische analyse naar de macrostabiliteit binnenwaarts van het dijklichaam worden uitgevoerd. Daarbij wordt rekening gehouden met de bijdrage aan de overstromingskans van alle waterstanden. De beoordeling voor macrostabilteit binnenwaarts beschouwt of de dijk voldoende stabiel is bij één waterstand, zie Figuur 3-4.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 10
Figuur 3-4: Semiprobabilistische benadering: Het voorland is wel of niet voldoende hoog.
De potentie van de lagere voorlanden kan worden aangetoond door middel van een probabilistische analyse. In een probabilistische analyse wordt expliciet rekening gehouden met de bijdrage van alle waterstanden. Daarmee wordt het effect van lagere waterstanden met een brede dijk (dijk+voorland) en hogere waterstanden met een “smallere dijk in rekening gebracht. Daarbij wordt de kans dat er water op het voorland en tegen de dijk staat samen beschouwt met de kans dat de waterkerkering faalt door onvoldoende binnenwaartse stabiliteit.
Figuur 3-5: Probabilistische benadering: kans op hoge waterstand en onvoldoende binnenwaartse stabiliteit in combinatie beschouwd.
De inhoudelijke uitwerking van de methodiek is te vinden in de achtergrondnotitie van Greenrivers [9].
Smallere voorlanden In de analyse is niet gerekend met mogelijke aanscherpingen omdat het merendeel van de voorlanden ruim voldoende breed is met toepassing van de grove benadering, en de smallere voorlanden vooral voorkomen als overgang naar de schaardijken, waar mogelijk overgangsconstructies een rol spelen in de beoordeling. Waar dat niet geldt kan de beoordeling worden aangescherpt door rekening te houden met de werkelijk aanwezige oeververdediging en bodemopbouw. Bestaande bodemopbouw [2] De diepere ondergrond zal overeenkomen met de grondslag onder en achter de dijk, al zal de laagdikte anders zijn door een andere belastinggeschiedenis. Daarboven komen de volgende materialen voor; slibgronden, zand en kleiaanvullingen en stortmateriaal en vaak ook een mix hiervan door verschillende ophoogslagen.
Bestaande oeververdediging De bestaande oeververdedigingen zijn heel divers, van onverdedigde grondoevers tot zware damwandconstructies. De bestaande oeververdediging is in bijlage 1 uitgedrukt in een erosiebestendigheidsklasse, variërend van geen bescherming tot volledig erosiebestendig. De kans op bezwijken van oeververdediging tijdens hoogwater anders dan door uitspoeling door golfslag wordt verwaarloosbaar verondersteld. Bij bezwijken na val van hoogwater geldt een gereduceerde faalkans waarop de beoordeling kan worden aangescherpt.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 11
3.2 Beheerstrategie bij meenemen voorlanden
De beoordeling is voor de veiligheid nu en op de peildatum. Beheer is voor de veiligheid in de toekomst.
Gezien het waterkerende effect van de voorlanden langs de HIJ is het belangrijk om het waterkerende effect in/op de betreffende voorlanden te borgen. Goed beheer zorgt ervoor dat de waterkering op de peildatum van de beoordeling nog aan de eisen voldoet en dat een veilige waterkering ook op de langere termijn mogelijk is. In hoofdstuk 5 is voor de korte en lange termijn een strategie voor het beheer beschreven.
3.3 Systeemmaatregelen
In het onderzoek is naast de beoordeling op maat ook een analyse uitgevoerd naar drie typen systeemmaatregelen. In deze analyse is bekeken wat het effect is van deze meetregelen op de maatgevende belastingen. Hierbij is gekeken naar waterstanden en hydraulische belastingniveaus (HBN). Deze drie systeemmaatregelen zijn: 1. Het verkleinen van de faalkans Hollandsche IJsselkering (SVKHIJ): Dit betekent het vergroten van de betrouwbaarheid van sluiting van de stormvloedkering van de huidige 1/200 per sluitvraag naar 1/1.000 of 1/5.000 per sluitvraag. 2. Het aanpassen van het sluitregime van de SVKHIJ: Dit betekent dat in plaats van een peilsluiting ook kan worden gekozen om altijd op kentering te sluiten wanneer in de waterstandvoorspelling 2,25 m+NAP wordt overschreden. Hierdoor wordt de waterstand achter de gesloten stormvloedkering lager. In het huidige sluitregime wordt overigens ook al gesloten op kentering wanneer sprake is van waterbezwaar. 3. Variëren van het waterbezwaar: Dit betekent dat het waterbezwaar van de waterschappen langs de Hollandsche IJssel (deels) wordt geborgen, of via een andere route wordt afgevoerd. Achter een gesloten stormvloedkering is de capaciteit om water uit de regionale systemen op te vangen beperkt. In het huidige waterakkoord wordt een maalstop afgekondigd bij overschrijding van 2,6 m+NAP op de Hollandsche IJssel. In de huidige rekenpraktijk wordt en bij elke sluiting van uitgegaan dat dit maalstop wordt bereikt.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 12
4 Toets op maat kering met voorland
4.1 Screening
De volgende mechanismen van het WBI worden niet meegenomen omdat het niet aanwezig is op de locaties met hoge en brede voorlanden: Golfklappen op asfaltbekleding (AGK) Wateroverdruk bij asfaltbekleding (AWO) Stabiliteit steenzetting (ZST)
Omdat in de methodiek voor hoge en brede voorlanden het uitgangspunt is dat er bij de stilwaterlijn geen water over de kering komt hebben de volgende mechanismen een verwaarloosbaar kleine kans van optreden: Grasbekleding erosie kruin en binnentalud (GEKB) Grasbekleding afschuiven binnentalud (GABI) Microstabiliteit (STMI)
Bij de quickscan gaan we uit van een onverdedigd voorland, de faalmechanismen die daardoor buiten de quickscan vallen zijn: Grasbekleding erosie buitentalud (GEBU) Grasbekleding afschuiven buitentalud (GABU)
Op basis van de ondergrond met dikke klei- en veenlagen is de kans op piping (STPH) verwaarloosbaar. Microstabiliteit (STMI) is uitgesloten door de aanwezige kleikern van de dijken. Dit is vastgesteld in de eerdere toetsrapportages van Rijnland en Schieland en de Krimpenerwaard en in de consequentie-analyse voor KIJK.
Bovenstaande beoordelingssporen worden in deze quickscan niet verder beschouwd.
De volgende beoordelingssporen hebben geen verwaarloosbaar kleine kans en worden in de toets op maat verder beoordeeld: Macrostabiliteit binnenwaarts (STBI) Golfafslag voorland (VLGA) Afschuiving voorland (VLAF) is voor voorlanden gelijk aan Macrostabiliteit buitenwaarts (STBU) Zettingsvloeiing voorland (VLZV)
Voor de Niet Waterkerende Objecten wordt een nadere beschouwing toegepast (zie bijlage 2). Niet waterkerende objecten (NWO)
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 13
4.2 Beoordelen met beslisregels
In deze paragraaf worden alleen de resultaten van de beoordeling met de beslisregels uit paragraaf 3.1.2 weergegeven. De technische uitwerking van de toepassing is opgenomen in bijlage 2 en 3. Het resultaat is dat met de toepassing van de beslisregels 6,4 km waterkering van de in totaal 20 kilometer waterkering met hoog voorland aan de signaleringswaarde voldoet. Hiermee zijn deze waterkeringen voldoende hoog en breed, wat wil zeggen dat dit de voorlanden zijn met een hoogte boven waterstand bij de signaalwaarde en een breedte van minimaal 15 tot 35 meter, waarop nog afslag en afschuiving kan plaatsvinden zonder dat de veiligheid daardoor op dat moment aangetast wordt.
Indien niet aan de signaalwaarde maar aan de ondergrens wordt getoetst dan wordt niet 6,4 maar 7,4 km voorlanden als voldoende beoordeeld waarbij deze hoog en breed genoeg zijn. Dat zijn de voorlanden met een hoogte boven de waterstand bij de ondergrens en een breedte van minimaal 15 tot 35 meter.
Figuur 4-1 geeft een overzicht van de beoordeling uit de quickscan. In bijlage 4 zijn de resultaten van deze quickscan op grotere schaal weergegeven. Keringen met smallere voorlanden die voldoende hoog zijn kunnen wellicht met een aanscherping van de methode als voldoende veilig worden beoordeel. Deze zijn apart opgenomen in Figuur 4-1.
6.4km
1km 0,4km
12.5km
Figuur 4-1: Resultaat beoordeling quickscan.
Voor een drietal voorlanden zijn in bijlage 5 de gevolgde stappen in de quickscan in detail zichtbaar gemaakt: het betreft de voorlanden Groot Hitland, Schielandse hoge zeedijk en Avia.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 14
4.3 Potentie lagere en smallere voorlanden
In de voorgaande paragrafen is gekeken naar voorlanden die hoog en breed genoeg zijn om met conservatieve beslisregels in de beoordeling goedgekeurd te worden. Er zijn echter ook voorlanden die volgens de conservatieve beslisregels net niet hoog genoeg liggen maar beperkt onder water liggen. Hierin zit mogelijk ook potentie omdat in de standaard rekenregels van het WBI en OI op het gebied van macrostabiliteit alleen rekening wordt gehouden met één waterstand bij de norm. Dit betekent dat wanneer een voorland net onder water ligt, de bredere kering bij lagere waterstanden niet of zeer beperkt in rekening wordt gebracht.
De impact van dit effect is voor één locatie in detail uitgewerkt. Hierin is in eerste instantie gekeken naar de standaard semi-probabilistische rekenregels en vervolgens is een probabilistische analyse gemaakt om te bekijken wat de winst in veiligheid is. In onderstaande figuur is de lokale situatie weergegeven.
Figuur 4-2: Locatie potentie lager voorland.
Het beschouwde profiel ziet er conform Figuur 4-3 uit. Het zwarte profiel is in de berekeningen gebruikt. Het voorland ligt op een hoogte van ongeveer 2,2 m+NAP en de waterstand bij de signaalwaarde is ongeveer 3,2 m+NAP. Bij normatieve situaties ligt het voorland dus ongeveer één meter onder water.
Figuur 4-3: Profiel van locatie met lager voorland.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 15
De inhoudelijke uitwerking staat in de achtergrondnotitie van Greenrivers [9]. Het resultaat uit die analyse is dat met de semi-probabilistische berekening de dijk niet voldoet. Indien voor deze locatie wordt gekeken naar een volledig probabilistische analyse voldoet de dijk wel. Het verschil tussen beide aanpakken is dat de volledig probabilistische analyse een factor 800 kleinere faalkans heeft.
Uit de analyse blijkt dus dat voorlanden die onder de normwaterstand liggen wel degelijk een belangrijke bijdrage leveren aan het verkleinen van de overstromingskans. De achterliggende dijk moet dan uiteraard wel hoger zijn dan het voorland en voldoende erosiebestendig. Door het golfremmende effect van de geringe waterdiepte op het voorland is de golfbelasting op de achterliggende kering lager.
Om de potentie voor de gehele Hollandsche IJssel aan te geven zijn in Figuur 4-4 de voorlanden aangegeven die tot 0,5 meter en tot 1 meter onder water liggen. Deze voorlanden hebben de potentie om door middel van een probabilistische analyse goedgekeurd te worden. De variatie tussen 0,5 en 1 meter geeft een beeld van kansrijkheid. Voorlanden die tot 0,5 m onder waterstand bij normcondities liggen hebben een grotere kans om na een probabilistische analyse het oordeel ‘voldoende’ te krijgen. Voor ongeveer 4,5 kilometer waterkering met voorland ligt het voorland maximaal 0,5 meter onder water en voor nogmaals 4,5 kilometer ligt het voorland maximaal 1 meter onder water. In totaal gaat het dus om ongeveer 9 kilometer waterkering met voorland die mogelijk door middel van een probabilistische analyse goedgekeurd kunnen worden.
4.1km
Figuur 4-4: Overzicht voorlanden met potentie via de probabilistische benadering.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 16
4.4 Overzicht beoordeling waterkering met voorland
In onderstaande figuur is het resultaat uit de paragrafen 4.2 en 4.3 samengevoegd in één figuur. De groene delen kunnen op basis van de beslisregels als voldoen aan de signaalwaarde worden beoordeeld. De donker en lichtblauwe delen geven de kansrijke voorlanden aan die met een probabilistische analyse goedgekeurd kunnen worden en voor de rode delen is de potentie van het voorland gering.
6.4km
4.8km
4.3km
4.1km
Figuur 4-5: Overzicht beoordeling voorlanden
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 17
5 Beheer van waterkering met voorland
De POV Voorlanden ontwikkelde een juridisch keuzemenu waarin de verschillende mogelijkheden voor het borgen van het belang van een waterschap in een voorland beschreven worden. Dit keuzemenu is gebaseerd op 3 stappen: 1. welke bedreigingen/ wijzigingen kunnen de veiligheidsbijdrage van het voorland negatief beïnvloeden? 2. welke beheeractiviteiten zijn nodig om deze te voorkomen? en 3. welke juridische strategie past daarbij, rekening houdend met de eventueel opgelegde beperkingen aan gebruikers en gevolgen daarvan.
De volgende paragrafen beschrijven de mogelijke beheerstrategie voor waterkeringen met voorland langs de Hollandsche IJssel en doen aanbevelingen voor juridische borging daarvan.
5.1 Beheer voor de ‘korte’ termijn
Gezien het waterkerende effect van de voorlanden in de Hollandsche IJssel is het vooral belangrijk om te voorkomen dat het voorland opeens verdwijnt, bijvoorbeeld door menselijk handelen. Op korte termijn kunnen vooral ontgravingen het waterkerend effect van het voorland negatief beïnvloeden. Gezien de ontwikkelingen in het verleden is de kans daarop klein. Uit de historische analyse volgt dat het gebruik van voorlanden niet tot nauwelijks verandert [8]. Een beperkte monitoringsinspanning is op de meeste locaties voldoende, bijvoorbeeld door 2x per jaar een inspectie vanuit de auto uit te voeren. Daarnaast moet het waterschap juridisch het recht hebben om een negatieve situatie te voorkomen of te (laten) herstellen. Daarvoor moet (een deel van) het voorland binnen een leggerzonering vallen.
5.2 Beheer voor de ‘lange’ termijn
Gezien de bodemdaling en stijgende (zee)waterstanden is bij de meeste waterkeringen op termijn (tientallen jaren) weer een dijkverbetering nodig. Hoewel dit misschien niet geldt voor de Hollandsche IJssel, vanwege de discussie rond het afdammen, is het zinvol om toekomstige dijkbeteringen niet onmogelijk te maken. Het verleden leert dat dijken met een beperkte ruimtereservering vaak volgebouwd worden waardoor dijkverbeteringen daar zeer kostbaar zijn.
Op lange termijn kunnen vooral bouwwerken een toekomstige uitbreiding van waterkering of voorland moeilijk maken. Op een ongebruikt voorland in eigendom van het waterschap is het eenvoudig om een ruimtereservering voor de toekomst te maken. De meeste nieuwe reserveringen kosten echter geld omdat het altijd een beperking van het huidige gebruik betekent. Bovendien is het lastig om ‘het’ ontwerp voor de toekomst te maken en bestaat het risico dat een ruimtereservering nooit gebruikt wordt. Het is dus goedkoper en logischer voor de omgeving om de reservering bij het huidige waterstaatswerk te houden. Als er daadwerkelijke een dijkverbetering uitgevoerd moet worden is het veel eenvoudiger en beter uitlegbaar om in dat project de juridische grenzen van het waterstaatswerk te wijzigen en eventuele benadeelden te compenseren. Een passende ruimtereservering is te maken op basis van een pragmatische kosten-/batenafweging en bestaat uit een combinatie van beleid(sregels) en leggerzoneringen.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 18
Aanbevelingen In de huidige situatie ligt de eerste 50 m van het voorland van HHSK in de beschermingszone. Bij Rijnland is dat een kortere zone tot 25 meter uit de middenkruinlijn, met daarbuiten nog een buitenbeschermingszone tot 100 meter uit de middenkruinlijn. Met de huidige beleidsregels zijn het oprichten van bouwwerken en ontgravingen vergunningsplichtig in de kernzone en beschermingszone. Met beleidsregels is het mogelijk om daarbij eisen te stellen aan de bouwhoogte (vloerpeil) in het voorland en zo ook in de toekomst een hoog voorland te realiseren. Naast een waterkerend effect heeft dit voor de gebruiker van het voorland als voordeel dat hoge waterstanden minder snel schade veroorzaken. Aanbeveling is om in het bouwbeleid een minimaal bouwniveau voor het voorland op te nemen.
Keringbeheerders zijn verplicht te zorgen dat de waterkering voldoet aan het leggerprofiel als het niet meer binnen het werkelijke profiel past. Omdat dit in het geval van hoog voorland ongewenst is, is het belangrijk om het leggerprofiel aan de werkelijkheid aan te passen, ook als het leggerprofiel zonder voorland niet zou voldoen. Ook het uitbreiden van het leggerprofiel naar het voorland is een mogelijkheid, al is dit vaak complex vanwege de belemmeringen voor het gebruik van het voorland.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 19
6 Systeemanalyse
In paragraaf 2.4 zijn mogelijke systeemmaatregelen benoemd, die gevolgen kunnen hebben voor de hydraulische belasting in de nabije en verre toekomst. In de minisysteemanalyse van HKV is dit uitgewerkt [10].
6.1 Effect van systeemmaatregelen
De mogelijke verlaging van de waterstand door de drie (gecombineerde) systeemmaatregelen is maximaal 0,55 meter. Het effect van de individuele maatregelen varieert langs de riviertak. Zo heeft het robuuster maken van de SVKHIJ vooral effect bij Krimpen a/d IJssel, terwijl het verlagen van het maalpeil in de gesloten situatie vooral bij Gouda effect heeft. Door de faalkans van de SVKHIJ te verkleinen, daalt de waterstand met 0,05 m bij Gouda tot 0,2 m bij Krimpen a/d IJssel. Altijd sluiten op kentering levert een extra daling van 0,1 meter op over de gehele Hollandsche IJssel. Wanneer een deel van het waterbezwaar elders wordt geborgen, kan nog eens 0,15 (Krimpen) tot 0,40 m (Gouda) worden gewonnen.
Maatregelen in het systeem hebben alle effect op de signaalwaarde en de ondergrens voor hoogte. In Figuur 6-1 zijn de gecombineerde effecten van de 3 systeemmaatregelen weergegeven.
Gecombineerde scenario's, T = 80.000, referentie 2015 3.6
3.4
3.2
3
2.8
2.6
2.4 17 15 13 11 9 7 5 3 1
huidige modellering, fk 1/200 huidige modellering, fk 1/5000 fk 1/5000, sluiten kentering, maalstop fk 1/5000, sluiten kentering, waterbezwaar volgens waterakkoord fk 1/5000, sluiten kentering, geen waterbezwaar
Figuur 6-1: Effecten systeemmaatregelen.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 20
6.2 Effect systeemmaatregelen op beoordelingsresultaat
Als de beschouwde systeemmaatregelen worden uitgevoerd kan een groter deel van de waterkeringen inclusief voorland het oordeel ‘voldoende’ krijgen. Figuur 6-2 geeft het resultaat van de beoordeling als de faalkans SVK afneemt tot 1/5000, er altijd wordt gesloten op kentering en er geen water vanuit het regionale systeem op de Hollandsche IJssel wordt uitgeslagen.
In Figuur 6-3 is het verschil met de huidige situatie in een taartdiagram weergegeven. Omdat systeemmaatregelen in de toekomst liggen is niet meer beoordeeld aan de ondergrens. Met de systeemmaatregelen zou in 2023 8,8 km waterkering met voorland voldoen aan de signaleringswaarde. Ten opzichte van 6,4 km zonder systeemmaatregelen. Ook kan een groter deel van de voorlanden na probabilistische analyse op macrostabiliteit binnenwaarts waarschijnlijk worden goedgekeurd omdat het aandeel voorlanden dat bij normcondities tot 0,5 m onder water staat aanzienlijk toeneemt, van 4,4 naar 5,7 km. De resterende 2,4 km die ook na systeemmaatregelen niet kansrijk zijn betreft voornamelijk bebouwd, snel oplopend voorland. De bebouwde schaardijken met soms een smal, laag tuintje aan de rivier. De beoordeling van dit soort strekkingen is naar verwachting complex en wordt beschouwd als niet kansrijk.
Figuur 6-2: Resultaat beoordeling bij maximale inzet systeemmaatregelen
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 21
Figuur 6-3: Effect systeemmaatregelen op beoordeling
6.3 Effect van systeemmaatregelen in de tijd
Voor zichtjaren die verder in de toekomst liggen, zal vaker het sluitpeil van de SVKHIJ worden overschreden. Als de sluitvraag toeneemt en de faalkans per sluitvraag blijft gelijk, dan zal het aantal keren dat de SVKHIJ faalt toenemen. Ondanks een grotere betrouwbaarheid van de stormvloedkering, zal de situatie waarin de SVKHIJ faalt dominanter worden in de maatgevende belastingen van de waterkeringen, omdat de sluitvraag toeneemt. Daarnaast neemt de waterstand bij kentering door zeespiegelstijging toe. Het gevolg hiervan is dat in de verre toekomst (2100) minder winst is te behalen door sluiten op kentering, of het aanpassen van het waterbezwaar. De enige systeemmaatregel die dan nog effect heeft is het betrouwbaarder maken van de SVKHIJ, of (mogelijk) het afsluiten van de Hollandsche IJssel. Zoals gezegd verschilt het effect van de systeemmaatregelen per belastingtype en per zichtjaar. In het huidige klimaat kunnen alle drie de maatregelen voor een reductie van enkele decimeters zorgen. Naar 2050 toe stijgt de zeespiegel steeds verder, waardoor met name het robuuster maken van de SVKHIJ nog effect heeft. Richting 2100 zal bij het huidige sluitpeil de kering zo vaak moeten sluiten dat ook bij een verbeterde stormvloedkering de frequentie van falen bepalend gaat worden.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 22
7 Conclusies en aanbevelingen
7.1 Conclusies en aanbevelingen
Voor ongeveer 19,6 km van de 39,5 km waterkering langs de Hollandsche IJssel liggen hoge voorlanden. Van deze 19,6 km heeft 6,4 km een zo hoog en breed voorland en waterstaatswerk dat de overstromingskans in de huidige situatie voldoende klein is. Deze strekkingen worden daarmee op basis van de toets op maat volgens het WBI als voldoende beoordeeld. Een groot deel van de waterkeringen met iets lager voorland kan ook als voldoende worden beoordeeld op basis van een probabilistische analyse. De totale strekkingen waarvoor dat geldt moeten nog nader bepaald worden.
Afhankelijk van de toepassing van de technische kennis over probabilistisch rekenen kan, naast de 6,4 km, maximaal nog circa 4,5 - 8,5 km extra van de waterkeringen met voorland voor de beoordelingsronde van 2023 als voldoende worden beoordeeld. Voor de definitieve beoordeling zal voor deze extra kilometers nog een nadere probabilistische analyse nodig zijn en in een paar gevallen een beoordeling in samenhang met de oeverbescherming en de grondslag van smallere voorlanden. In potentie zou er dus ongeveer 15 kilometer waterkering met voorland goedgekeurd kunnen worden.
Door toepassing van systeemmaatregelen is het mogelijk extra kilometers waterkering goed te keuren. Ook neemt het aantal kilometers toe dat met een eenvoudige beoordeling goedgekeurd kan worden. Zonder systeemmaatregelen kan 6,4 km eenvoudig worden goedgekeurd, met systeemmaatregelen neemt dit toe tot 9 kilometer. Daarnaast neemt de potentie van probabilistisch rekenen toe doordat de waterstanden op de voorlanden lager worden. Het gaat dan om ongeveer 5,5 tot 8,5 kilometer. In potentie kan er dus ongeveer 17,5 kilometer waterkering worden goedgekeurd door expliciet meenemen van voorlanden in combinatie met systeemmaatregelen.
Verder lijken er geen bezwaren om de beschreven beoordelingsmethodiek ook op andere locaties in Nederland toe te passen. Wel zijn de mogelijkheden om systeemmaatregelen te treffen meestal niet aanwezig (stormvloedkering / bemaling).
Een nader onderzoek naar de kwaliteit van de oeverbescherming en de grondslag kan er voor zorgen dat ook stukken met smalle voorlanden alsnog kunnen worden goedgekeurd.
7.2 aanbevelingen vanuit het toekomstperspectief
Naast het verfijnen van de methode om de beoordeling van de waterkeringen met voorland aan te scherpen is het ook belangrijk om te weten wat de invloed is van systeemingrepen op de veiligheidsopgave. Dat kan betekenen dat alsnog afgekeurde keringen met voorland als voldoende kunnen worden beoordeeld. Daarom is het verstandig ook de stappen rondom faalkans SVK, sluitpeil en maalpeil te beschouwen.
Een hoogwaterperiode op de Hollandsche IJssel duurt relatief kort en de bresgroei is langzamer dankzij het voorland. Ook blijft het voorland in deze periode waarschijnlijk nog gedeeltelijk staan zodat de gevolgen van een overstroming kleiner zijn. Deze gedachtegang kan een rol spelen bij de prioritering van versterkingen.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 23
Hoge voorlanden zijn weinig dynamisch en vaak robuust. Dit vereist een extensieve beheerstrategie. Wel is het verstandig om met het oog op de toekomst een ruimtereservering te behouden.
Bij HHSK is een groot deel van het voorland opgenomen in de beschermingszone en daardoor op een passende manier juridisch beschermd. Wel kan er via beleidsregels actiever op de toekomstbestendigheid van het voorland gestuurd worden.
Bij Rijnland is een kleiner deel van het voorland in de beschermingszone opgenomen, en ligt het voorland grotendeels in de buitenbeschermingszone. Hoewel dit niet gelijk tot risico’s leidt is het doelmatig om de beschermingszone uit te breiden en zo het gesprek met de gebruikers van het voorland af te dwingen. Zo kan het voorland samen met de gebruikers toekomstbestendig worden ingericht.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 24
8 Literatuurlijst
Veiligheidsanalyse Voorlanden, Krachtige IJsseldijken Krimpenerwaard (KIJK), HHSK 2016 [1]; Inventarisatie zellingen Hollandsche IJssel, Grontmij 1985 [2] voorstudies GeoDelft: Onderzoek problematiek voorland, GeoDelft 2001 [3]; SBW Buitendijkse zones en afslagbeheer, Witte vlekken, GeoDelft 2008 [4]; SBW Buitendijkse zones en afslagbeheer, Erosie en Afslag Voorland, Deltares 2009 [5]. WBI 2017 [6]. OI2014 v4 [7] Historische Ontwikkelingen Voorlanden Hollandsche IJssel, Infram project 17i351, 10-07-2017 [8]. Effect Voorland op mechanisme macrostabiliteit binnenwaarts, Case HHSK – Project: KIJK – dijkvak I, Greenrivers 2018 [9] Mini-systeemanalyse Hollandsche IJssel, Effect maatregelen op waterstanden en HBN’s, HKV 2018 [10] Regeling veiligheid primaire waterkeringen 2017 [11]
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 25
Bijlage 1: Overzicht en kenmerken voorlanden
Los Exelbestand beschikbaar bij Hoogheemraadschap Schieland en Krimpenerwaard en Hoogheemraadschap van Rijnland
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 27
Bijlage 2: Technische analyse quickscan
De technische analyse voor de quickscan is uitgewerkt op basis van de redeneerlijn in paragraaf 2.1. Specifiek voor de situatie Hollandsche IJssel is dat in deze analyse beschreven en uitgewerkt in de benodigde breedte en hoogte op basis van de beoordelingssporen in het WBI. Dit is uitgewerkt in de volgende paragraven
A. Redeneerlijn en methodiek B. Uitgangspunten C. Minimale breedte voorland D. Niet waterkerende objecten (NWO’s) E. Minimale hoogte voorland
A. Redeneerlijn en methodiek De technische analyse bestaat uit een beoordeling op bekleding en stabiliteit aan de signaalwaarde van de norm. Voor een eerste analyse zijn veilige aannamen gebruikt voor de sterkte van het voorland. Aanvullend op de methode die voor KIJK [1] is toegepast wordt gebruik gemaakt van de eenvoudige regels in het WBI 2017 [6].
De Hydraulische Randvoorwaarden (HR) voor het zichtjaar 2023 zijn bepaald met HydraNL volgens de werkwijze beschreven in het OI2014 v4. [7] Voor de hooggelegen brede voorlanden geldt dat er geen golfoverslag mogelijk is, maar alleen overloop, zodat wordt getoetst aan de waterstand bij de doorsnede-eis voor hoogte. De voorlanden zijn opnieuw getoetst aan deze HR voor 2023. Hierbij is rekening gehouden met een zetting van maximaal 10 cm t.o.v. de hoogten in AHN3.
De voorlanden hebben een wisselend hoogteverloop. Een aantal voorlanden zijn, met een bandbreedte van enkele decimeters, relatief vlak. Andere voorlanden lopen in de richting van de dijk op in hoogte. Daarnaast kent een aantal voorlanden een verlaging op het terrein zelf.
Net zoals in het onderzoek voor KIJK [1] is beoordeeld op een minimaal aanwezige hoogte over een breedte van 25 meter, en een drempelhoogte. Als maat voor de drempelhoogte is gehanteerd de hoogst aanwezige doorlopende hoogte op het voorland (buiten het dijkprofiel) met minimaal 15 tot 35 meter resterende voorlandbreedte, zie figuur 1. Daarbij is aangenomen dat de kans op het afslaan van de drempel in dat geval verwaarloosbaar is.
> 15 – 35 meter > 10 meter
Afslag / Afschuiving Resterend profiel Voorland Afschuiving
Dijk
Figuur 1: Beoordeling voorlanden
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 28
Overloop Op basis van een indicatieve berekening, waarin de waterkering als een korte overlaat met een stompe kruin is geschematiseerd, geeft overloop van 10 cm een overloopdebiet van 50 l/m/s. Hierbij wordt aangenomen dat de dijk hier niet tegen bestand is. Bij overloop ontstaat het gevaar op afslag van het binnentalud en de dijk. De snelheid waarmee dat kan optreden is onbekend en daarmee is nog niet aantoonbaar of dat voldoende veiligheid biedt tegen overstroming.
Herverdeling faalkans Voor de dijken langs de Hollandsche IJssel kan het faalmechanisme piping niet optreden. Door de faalkansruimte hiervoor toe te kennen aan de hoogte kan worden gerekend met een halvering van de terugkeertijd voor de maatgevende waterstand. Deze hoogte ligt circa 5 tot 10 cm lager. Voor het dijktraject 15 is echter binnen KIJK de keuze gemaakt om deze faalkansruimte toe te kennen aan stabiliteit. Deze keuze geldt voor het gehele traject. In de verdere analyse is geen gebruik gemaakt van een andere herverdeling van de faalkans.
B. Uitgangspunten
Algemeen Norm voor de Rijnlandse en Schielandse zijde: signaleringswaarde 1:30.000, ondergrens 1:10.000 Norm voor de Krimpenerwaardse zijde: signaleringswaarde 1:10.000, ondergrens 1:3.000 Het zichtjaar van de analyse is 31 december 2022, de peildatum van de beoordelingsperiode. De waterkering met voorland wordt beoordeeld op de signaalwaarde. Indien deze niet voldoet wordt ook beoordeeld op de ondergrens. Faalkans SVK: huidige situatie 1/200 per sluitvraag. Maalpeil op de Hollandsche IJssel: NAP 2,60 m bij Krimpen aan den IJssel. Voorland blijft tot aan peildatum in de huidige vorm bestaan. Uit historische analyse [8] blijkt dat voorlanden relatief statisch zijn. De kans op een plotselinge verhoging van de overstromingskans doordat hoogte, omvang of inrichting van de voorlanden binnen de zichtperiode (31 december 2022) significant verandert is verwaarloosbaar klein. De faalkansruimteverdeling is gelijk gesteld aan de gehanteerde faalkansverdeling voor KIJK. Dit wordt gehanteerd voor zowel dijktraject 15-3 als voor dijktraject 14-1.
Type Faalmechanisme Faalkans- waterkering ruimtefactor Dijk Overloop en golfoverslag1) 0,24 Opbarsten en piping 0,00 Macrostabiliteit binnenwaarts 0,28 Beschadiging bekleding en erosie 0,10 dijklichaam Kunstwerken Niet sluiten 0,04 Piping 0,02 Constructief falen 0,02 Duin Duinafslag 0,00 Overig 0,30 Totaal 1,00
Voorlanden Voor de voorlanden wordt uitgegaan van de minst gunstigste situatie voor grondopbouw en bekleding. Dat is een eerste grove benadering. Opbouw voorland Uitgegaan wordt van de minst erosiebestendige grondslag voor de voorlanden (zand).
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 29
Zettingsverwachting Op basis van de aanwezige slappe ondergrond wordt een zettingsverwachting gehanteerd van 1 cm/jaar. Dit sluit aan bij de gemiddelde zetting van de Hollandsche IJsseldijken binnen KIJK van 0,8 cm/jaar. Profielen Uitgegaan wordt van de profielen die volgen uit AHN3 (2014). Oeververdediging Aangehouden voor de quickscan is een weinig erosiebestendige oever van zand. Ondergrondse infrastructuur Bebouwing en constructies in voorland worden verondersteld meer erosiebestendig te zijn dan (zand)grond. Daarom heen kan echter wel geconcentreerde stroming ontstaan die zorgt voor extra afslag. Ook eventuele invloed van holtes onder gefundeerde bebouwing kunnen zorgen voor afslag. Dit is kwalitatief beschouwd onder het kopje nwo’s in bijlage 3. Beschadiging voorland voorafgaand aan hoogwater Een voorland kan beschadigd zijn voorafgaand aan hoogwater. Aangenomen wordt dat deze beschadigingen een kleine impact hebben tov de faalmechanismen waarop is beoordeeld. Hierbij wordt opgemerkt dat met de aannames voor de sterkte van het voorland aanwezige schade geen extra risico vormt.
C. Minimale breedte voorland
Afslag Het WBI 2017 geeft de volgende eenvoudige toets voor golfafslag bij voorlanden (VLGA).
In Bijlage III Sterkte en veiligheid van de Regeling veiligheid primaire waterkeringen 2017 wordt beoordeeld op een signaleringsprofiel dat bestaat uit een maximale afslag en een invloedszone die gelijk of vergelijkbaar zijn met de eerder voor KIJK gehanteerde waarden uit het stormprofiel in studies van GeoDelft [2-4].
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 30
In dit figuur wordt geen onderscheid gemaakt in het soort zand (korreldiameter). Maar het figuur staat voor een weinig erosiebestendige zandige ondergrond met matig grof zand (D50 = 0,2 mm). Fijner zand geeft een kleiner afslagprofiel.
Het afslagprofiel is gebaseerd op kentallen bij een stormduur van 48 uur. Gedurende deze stormduur zal de gemiddelde golfhoogte lager liggen dan de aangehouden maximale golfhoogte met naar verwachting minder afslag tot gevolg.
De golfrandvoorwaarden zijn voor de Hollandsche IJssel niet af te leiden met HydraNL. De illustratiepunten geven wel een indicatie van de maximale golfhoogte. In het OI 2014v4 is aangegeven dat de golfrandvoorwaarden voor de Hollandsche IJssel moeten worden bepaald met de rekentool Bretschneider in HydraNL.
Maximale waarden voor invoer Bretschneider: waterdiepte: 9 m strijklengte: 700 m windsnelheid: 30 m/s (volgens OI2014v4) => significante golfhoogte: 0,74 m piekperiode: 3,04 s Dit wordt aangehouden als maximale golfhoogte. Dit is voor veel locaties langs de Hollandsche IJssel een conservatieve aanname, vooral voor de locaties met de dijknormaal in oostelijke richting.
Op basis van de ongunstigste situatie (onverdedigde oever, bodemopbouw van matig grof zand en maximale golfhoogte) bedraagt de afslagbreedte maximaal circa 20 meter volgens figuur 22-3 uit het WBI.
Afschuiving voorland Bij hoge en brede voorlanden speelt macrostabiliteit buitenwaarts van het dijklichaam geen rol. De beoordeling voor buitenwaartse stabiliteit is in dit geval gelijk aan de beoordeling op afschuiving voorlanden.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 31
Het WBI 2017 geeft de volgende eenvoudige beoordeling op afschuiving voorlanden (VLAF) toegepast, zie figuur 23-1.
stap E.1 ‘Afschuiving is schadelijk’ gaat uit van het optreden van afschuiving. Hierbij wordt een ruim afschuifprofiel gehanteerd. Voor de meeste voorlanden langs de Hollandsche IJssel betekent dat een maximaal afschuivingsprofiel (=signaleringsprofiel) tot aan het signaleringspunt Ssign van circa 40.0 meter op basis van een geuldiepte van NAP - 6 m (Hgeul = 9 m), zie figuur 23-2 (WBI2017). Hierbij is de invloedszone 0 m bij hoog voorland.
Dit mechanisme treedt op bij laagwater, waardoor eventuele afslag van het voorland al is opgetreden. Die afslag moet er dan bij opgeteld worden.
De analyse op sterkte voorland is eenvoudiger als afschuiven kan worden uitgesloten in stap E.2.
Stap E.2: Afschuiven is mogelijk. Een afschuiving treedt mogelijk op als wordt voldaan aan één van de volgende drie voorwaarden: de gemiddelde helling is steiler dan of gelijk aan 1:2, over een hoogte van minimaal 5 m, tenzij ter plaatse van een kleilaag zonder zand; de gemiddelde helling is steiler dan of gelijk aan 1:1, over een hoogte van minimaal 5 m, mits ter plaatse van een kleilaag zonder zand; de totale helling (geulrand-geulbodem) is gemiddeld steiler dan of gelijk aan 1:4,5.
De eerste 2 voorwaarde gelden voor geen van de voorlanden. De derde voorwaarde is wel geldig voor een aantal voorlanden, zie bijlage 4.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 32
Hoewel afschuiving voorland niet overal kan worden uitgesloten is het extra risico op onvoldoende stabiliteit van de voorlanden in veel gevallen verwaarloosbaar door de grote breedte van het voorland. Op basis van stap 1 zijn dat de brede voorlanden vanaf ca 55 meter. Voor de overige voorlanden is dit nader beschouwd.
Voor een meer gedetailleerde beoordeling op afschuiving voorlanden wordt gekeken naar de stabiliteit na val van het hoogwater. Voor KIJK en eerder het project VIJG is hiervoor een waarde van NAP + 1,0 m aangehouden. Een indicatieve berekening geeft aan dat op basis van een ongunstige grondslag (slappe klei of zand) het voorland onvoldoende stabiel is. De berekende afschuivingsvlakken blijven beperkt tot maximaal circa 5 meter vanaf de vooroever. Een tweede glijcirkel is daarbij niet bij voorbaat uitgesloten, zodat rekening wordt gehouden met een maximale afschuiving van 10 meter als afslag niet optreedt. De afstand van 5 of 10 m wordt cumulatief opgesteld bij het afslagprofiel, al treden beide mechanismen onafhankelijk van elkaar op bij verschillende waterstanden.
Zettingsvloeiing
stap E.1 Zettingsvloeiing is schadelijk gaat uit van optreden van zettingsvloeiing. Dat kan betekenen dat zettingsvloeiing en golfafslag beiden optreden. In dit geval is de analyse op sterkte voorland eenvoudiger als zettingsvloeiing kan worden uitgesloten in stap E.2 of E.3.
Stap E.2: Zettingsvloeiing is mogelijk op basis van de steilste helling over 5 m. Is de gemiddelde helling van het onderwatertalud steiler dan of gelijk aan 1:4 over een hoogte van minimaal 5 m dan is het potentiële risico op een zettingsvloeiing aanzienlijk en kan op basis van de eenvoudige toets geen oordeel worden geveld. Als niet aan de eis wordt voldaan, dan wordt de eenvoudige toets voortgezet met Stap E.3.
Stap E.3. Een zettingsvloeiing kan alleen optreden als voor het meest ongunstige profiel in de beoordelingsperiode geldt dat aan minimaal een bepaalde geometrisch criteria wordt voldaan. Belangrijke voorwaarde daarbij is de aanwezigheid van zand in het onderwatertalud. Op basis van de geologische opbouw is zowel in de consequentieanalyse als bij de vorige toetsronde van Rijnland in vrijwel alle gevallen de kans op zettingsvloeiing uitgesloten op de Hollandsche IJssel omdat diepere zandlagen worden afgesloten met een slappe bovenlaag.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 33
Op een aantal plaatsen loopt vlak langs de voorlanden een diepere geul. Zonder nader onderzoek is niet bij voorbaat uit te sluiten dat daar de slappe lagen zijn verdwenen. In figuur 2 zijn de diepe geulen in de Hollandsche IJssel te vinden. Deze geulen bevinden zich grotendeels voldoende ver van de waterkering. Op locaties waar de geul vlak bij de waterkering ligt, ligt nagenoeg al het voorland zo laag dat het niet met de methode uit deze quickscan goedgekeurd kan worden. De grote van de kans op zettingsvloeiing heeft dus geen invloed op de resultaten van deze quickscan. Overigens lijkt de kans op zettingsvloeiing zeer klein gezien de klei- en veenlagen in of onder de voorlanden. Deze voorlanden zijn in bijlage 4 aangegeven.
geul < -7 meter
Figuur 2: Diepere geulen in de Hollandsche IJssel (dieper dan 7 m - NAP)
Zettingsvloeiing van het voorland zelf kan optreden bij de voorlanden die met zand zijn aangelegd of opgehoogd. In dat geval gaat het om bresvloeiing omdat voor verwekingsvloeiing geen grote wateroverspanning kan ontstaan op hoog voorland dat niet of nauwelijks onder kan lopen. Voor voorland boven de waterstand bij de doorsnede-eis wordt deze vorm van zettingsvloeiing dan ook beoordeeld als niet relevant. Bij lagere voorlanden die wel onder water kunnen lopen is het mogelijk wel een relevant mechanisme. Bij bresvloeiing kan een steilrand ontstaan die steeds verder afbreekt. Hiervoor is drukopbouw door water nodig door onderlopen en vervolgens een val van het water. Bij een verdedigde oever (steen of stapelwerk) moet eerst de oeververdeging wegvallen en is de kans op doorgaande bresvloeiing nog kleiner.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 34
Er zijn slechts een paar voorlanden met een dikke zandlaag opgehoogd. Deze zijn in deze quickscan niet nader beschouwd op zettingsvloeiing. De rest bevat nauwelijks tot geen verwekingsgevoelig zand. Bij voorlanden met een stevige damwand is aan te tonen dat de faalkansbijdrage van zettingsvloeiing verwaarloosbaar is, omdat de kans zeer klein is: - dat de damwand faalt, en; - en dusdanig vervormd dat een grote bres ontstaat, en; - het zand op die plek losgepakt is, en; - er geen verstorende objecten aanwezig zijn (bebouwing / verharding / bomen) die het proces vertragen of stoppen, of zorgen voor een plaatselijk andere helling, en; - geen tijdig herstel mogelijk is.
D. Niet waterkerende objecten (NWO’s)
Veel voorlanden langs de Hollandsche IJssel zijn bebouwd en bevatten vanuit het perspectief van de veiligheid van waterkeringen bepaalde NWO’s , waaronder woonhuizen en industrie met industriële kabels en leidingen die kunnen lekken of exploderen en daarmee mogelijk de overstromingskans nadelig kunnen beïnvloeden.
Volgens de Waterwet dienen de kansen op nadelige effecten van NWO’s te worden beschouwd bij verificaties van waterkeringen op basis van overstromingskansnormen. In die gevallen waar voorlanden hoog en breed genoeg zijn (het doelbereik van deze quickscan), is het vervolgens relevant om te kijken of NWO’s de overstromingskans alsnog nadelig kunnen beïnvloeden.
Kernvraag hierbij is: Wat moet er minimaal gebeuren in termen van beschadigingen van het voorland - als gevolg van NWO’s - zodanig dat het voorland de benodigde bijdrage aan de waterveiligheid niet meer kan vervullen en is de kans van optreden van dit scenario plausibel?
In de quickscan is daarom alleen gekeken naar NWO´s op/in voorlanden die hoog genoeg liggen waarbij onder normatieve situaties geen water op het voorland staat. Hierdoor zijn de bovengronds aanwezige NWO’s geen aangrijpingspunt voor erosie, waardoor de invloed op de stabiliteit en hoogte van het grotendeels vlakke voorland verwaarloosbaar is. Grote exploderende of lekkende leidingen kunnen wel degelijk tot erosie/beschadigingen leiden. Voor deze leidingen is dus de vervolgvraag of deze beschadigingen dusdanig groot kunnen worden dat de positieve bijdrage van het voorland verdwijnt.
Op de meeste voorlanden is sprake van huisaansluitingen voor water en gas. Het gaat daarbij om leidingen met beperkte druk en een kleine diameter op een relatief breed en hoog voorland. Hierdoor is een mogelijke significante negatieve invloed op macrostabiliteit verwaarloosbaar. Grotere en zwaardere leidingen komen vooral voor bij de industrieterreinen langs de Hollandse IJsseldijk. Deze voorlanden zijn gemiddeld een stuk breder (orde 50-100 meter). Hier kan met een eenvoudige analyse met conservatief bepaalde erosiekraters volgens NEN 3651 worden aangetoond dat nog voldoende voorlandbreedte en daarmee kerend vermogen overblijft. Hiervan is het meest extreme voorbeeld een lokaal deel van de Hollandsche IJssel: de industrie in het voorland van de Schielandse Hoge Zeedijk zoals beschreven in onderstaand kader.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 35
Voorbeeld: Industrieterrein Schielandse hoge zeedijk
Het industrieterrein ligt op het voorland van de Schielandse Hoge Zeedijk bij Gouda, waarvan de dijk in beheer is van het hoogheemraadschap van Rijnland. Het voorland blijkt uit deze quickscan hoog en breed genoeg: zelfs bij normatieve waterstanden komt geen water op het voorland en blijft het gemiddeld meer dan 100m breed. Gezien de lokale situatie met veel industrie en kabels en leidingen in/op het voorland is een relevantietoets nodig bij verificatie van de overstromingskans om inzicht te Figuur 1: hoog en breed voorland bij de krijgen in de invloed van kabels en leidingen en de Schielandse Hoge zeedijk bij Gouda (Bron: AHN3) mogelijke scenario’s die tot falen kunnen leiden van de gehele waterkering (dijk+voorland). In onderstaande figuren is schetsmatig de situatie weergegeven.
Gouda
Figuur 2: Schetsmatig overzicht van lokale situatie industrieterrein Schielandse hoge zeedijk.
Vanuit waterveiligheid is er pas sprake van falen als er een doorgaande bres optreedt waardoor het achterland onder water komt te staan. Door het falen van met name leidingen zijn er verschillende scenario’s te definiëren die op kunnen treden, zie onderstaande figuren. Hierbij moet elke keer de vraag worden gesteld of deze scenario´s leiden tot het falen van de waterkering. Zeker ook omdat er geen water op het voorland staat bij normatieve waterstandscondities.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 36
Figuur 3: Beeld van mogelijke scenario´s door falen leidingen. Een instabiele vooroever, een erosie krater op het voorland en beide.
De figuren geven indicatieve erosiekraters van leidingen parallel aan de dijk op basis van grote hogedrukleidingen, zoals transportleidingen. De kraterzones geven een maat voor de verstoringszone volgens de NEN 3651. De werkelijk aanwezige leidingen, gas (rond 160 mm)- en waterleidingen (rond 160 mm), blusleiding (rond 350 mm), 2 koelwaterleidingen (rond 600 mm) en riolering (rond 500 mm) hebben een beperkte druk. Op basis van de vereenvoudigde maar conservatieve regels in bijlage A van de NEN bedraagt de maximale halve verstoringszone bij deze leidingen zo’n 14 meter (rond 600 mm en 1 bar) haaks op de leiding. In de getoonde scenario’s in het figuur is illustratief uitgegaan van verstoringszones van 20 meter.
De NEN 3651 geeft aan dat de verstoringszone buiten de stabiliteitszone van de waterkering moet liggen. De aanwezige voorlandbreedte moet in de veiligheidsanalyse minimaal 10 tot 25 meter zijn om het hoogwater te weerstaan.
Voor leidingen in het voorland haaks op de waterkeringen geldt voor het voorland een vergelijkbare benadering, waarbij de verstoringszone kan verdubbelen. Ook voor falen van deze leidingen geldt daarom in deze specifieke situatie dat het voorland hoog en breed genoeg blijft.
Bij smallere voorlanden of grotere leidingen kan gebruik worden gemaakt van de voorgestelde aanpak van de POV Kabels en Leidingen voor een meer uitgebreidere analyse. Deze aanpak is door de POV Kabels en Leidingen uitgewerkt voor de case Zeeburgereiland, “Faalkansanalyse bij dijkontwerp Zeeburgereiland met parallelle waterleiding, Deltares, september 2018”.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 37
Conclusie Het voorland ter plaatse van het industrieterrein is gegeven de methodiek van deze quickscan hoog en breed genoeg. Het voorland staat bij normatieve situaties niet onder water en is significant breder dan de benodigde 10 tot 25 meter.
Het falen van de leidingen in/op het voorland kan invloed hebben op het voorland maar vanwege de breedte van het aanwezige voorland blijft er in alle gevallen voldoende breedte en hoogte aanwezig om voor het benodigde kerend vermogen te zorgen. Dit alles meewegend kan geconcludeerd worden dat de overstromingskansbijdrage van falende leidingen in deze situatie verwaarloosbaar klein is en nadere beschouwingen of berekeningen waarschijnlijk niet tot afwijkende inzichten zullen leiden.
E. Minimale hoogte voorland
Beoordeling aan signaalwaarde Voor de beoordeling Bekleding (geen water op het voorland tegen de dijk) is getoetst aan de stilwaterstand, in dit geval gelijk aan waterstand bij de doorsnede-eis voor hoogte.
Beoordeling aan ondergrens De ondergrens betekent ook een verlaging van de waterstanden over de gehele Hollandsche IJssel met circa 0,1 meter. Ook dit heeft een significant effect, zie bijlage 4. Hierbij hoort een extra analyse voor de restlevensduur. Voor de Hollandsche IJssel geldt een beperkte waterstandsstijging in de toekomst (ca 1,5 mm per jaar) zodat de restlevensduur vooral bepaald wordt door de zetting van het voorland. Deze bedraagt 0 tot 1 cm jaar. Uitgaande van 1 cm zetting per jaar is de restlevensduur maximaal 10 jaar.
Meenemen smallere voorlanden vanwege betere grondslag/oeverbescherming Afslag voorland wordt bepaald door de optredende golven. In de analyse is uitgegaan van maximaal optredende golven op de Hollandsche IJssel. Op veel locaties is de golfwerking minder door een ondiepere vaargeul en kortere strijklengten. Deze kunnen per locatie bepaald worden. De wind is als vaste waarde opgegeven in het OI2014. Hoogwater op de Hollandsche IJssel is echter sterk gecorreleerd met wind uit westelijke richtingen (ZW tot NW). Alle dijktrajecten met de dijkoriëntatie op het oosten hebben nagenoeg geen golfbelasting bij maatgevende waterstanden.
Daarnaast zorgen grondslag en eventuele oeververdediging nog voor een extra reductie in afslagprofiel.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 38
Bijlage 3: Resultaten
Los Exelbestand beschikbaar bij Hoogheemraadschap Schieland en Krimpenerwaard en Hoogheemraadschap van Rijnland
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 39
Bijlage 4: Kaarten
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 40
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 41
Bijlage 5: Voorbeelden
Schielands Hoge Zeedijk
Norm 1:30.000
Hydraulische Randvoorwaarden voor het zichtjaar 2023 Hoogte: 3,72 m NAP Stabiliteit: 3,54 m NAP
Dit is inclusief meegerekende onzekerheidstoeslag.
Beoordeling volgens bijlage 3, Technische analyse
Stabiliteit golfafslag bij voorlanden (VLGA)
Het voorland heeft een breedte van ruim 100 meter. De bodem bestaat voornamelijk uit zandlagen, met gedeeltelijk puin en klei en veenlaagjes. Het is voornamelijk te kwalificeren als zandig.
De Hollandse IJssel ligt zuid-oost georienteerd ten opzichte van Schielands Hoge Zeedijk. Onder maatgevende omstandigheden met hoog water zal er vrijwel geen golfaanval plaatvinden op de oevers van Schielands Hoge Zeedijk, waardoor het risico op afslag onder maatgevende omstandigheden verwaarloosbaar is.
De bestaande oeververdediging bestaat voornamelijk uit los gezet zetsteen, grotendeels in verval en enkele stukken met een damwandconstructie, zie voorbeeldfoto’s.
Golfafslag bij voorlanden (VLGA) wordt als voldoende beoordeeld.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 42
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 43
Afschuiving voorland Afschuiven voorland is mogelijk op de locaties waar de totale helling (geulrand-geulbodem) gemiddeld steiler dan of gelijk is aan 1:4,5.
De gemiddelde bodemhelling tot aan de geulbodem is circa 1:3. Alleen voor het terrein van Compaxo is de helling < 1:4,5. Voor het overige deel wordt gekeken naar de stabiliteit na val van het hoogwater. Dit leidt tot een beperkt afschuifvlak. Rekening wordt gehouden met een afschuifvlak van maximaal 10 meter. Door de grote breedte van het voorland is dit geen maatgevend mechanisme.
Beoordeling afschuiving voorland is voldoende
Zettingsvloeiing Op basis van de diepte van de zandlagen beneden – 7 m NAP of dieper, ruim beneden de rivierbodem is zettingsvloeiing uitgesloten.
De stabiliteit van het voorland wordt als voldoende beoordeeld.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 44
Hoogte
Het industrieterrein Schielands Hoge Zeedijk ligt voor ongeveer 35% boven de signaleringswaarde voor hoogte. Voor het overige deel varieert het hoogte-tekort tot maximaal circa 1 meter. Doordat de breedte grotendeels meer dan 100 meter bedraagt is niet het gehele voorland nodig op voldoende hoogte. Het gedeelte tussen Compaxo en Croda ligt daardoor ook grotendeels op hoogte.
De beoordeling op lagere hoogten door afname onzekerheidstoeslag, tot 0,5 meter water op het voorland en verlaging faalkans SVK in combinatie met een lager maalpeil leidt voor Schielands Hoge Zeedijk tot een beperkte toename van de mogelijk als voldoende te beoordelen voorland.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 45
Groot Hitland
Norm 1:30.000
Hydraulische Randvoorwaarden voor het zichtjaar 2023 Hoogte: 3,45 m NAP Stabiliteit: 3,24 m NAP
Dit is inclusief meegerekende onzekerheidstoeslag.
Beoordeling volgens bijlage 3, Technische analyse
Stabiliteit golfafslag bij voorlanden (VLGA).
Het voorland heeft een breedte varierend van 12 tot 95 meter. De bodem bestaat voornamelijk uit slib en puinlagen. Het is voornamelijk te kwalificeren als zandige klei.
De Hollandse IJssel ligt oost-zuid-oost georienteerd ten opzichte van Groot Hitland. Onder maatgevende omstandigheden met hoog water zal er vrijwel geen golfaanval plaatvinden op de oevers van Groot Hitland, waardoor het risico op afslag verwaarloosbaar is.
Het risico op afslag wordt nog verder verkleind door de aanwezigheid van een goede oeverbescherming, zie voorbeeldfoto’s.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 46
Alleen op het breedste gedeelte bestaat de oeververdediging uit steenpuin.
Golfafslag bij voorlanden (VLGA) wordt als voldoende beoordeeld
Afschuiving voorland Afschuiven voorland is mogelijk op de locaties waar de totale helling (geulrand-geulbodem) gemiddeld steiler dan of gelijk is aan 1:4,5.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 47
Voor het bredere gedeelte is de gemiddelde bodemhelling tot aan de geulbodem > 1:4,5. Alleen voor het zuidelijke deel geldt dat niet. Voor dat gedeelte moet een gedetailleerde beoordeling naar de mogelijkheid van afschuiven voorland worden uitgevoerd. Dat houdt in een beoordeling van de stabiliteit na val van het hoogwater. Dit leidt tot een beperkt afschuifvlak. Rekening wordt gehouden met een afschuifvlak van maximaal 10 meter. Dit is ongeveer gelijk aan de breedte van het voorland.
Zettingsvloeiing Op basis van de diepte van de zandlagen beneden – 9 m NAP of dieper, ruim beneden de rivierbodem, en de afwezigheid van losgepakte zandlagen in het voorland is zettingsvloeiing uitgesloten.
De stabiliteit wordt voor het grootste deel als voldoende beoordeeld. Voor het zuidelijk deel is nog een gedetailleerde beoordeling op afschuiven voorland nodig, of een nadere beoordeling van de sterkte van de damwand in de oever.
Hoogte
Groot Hitland ligt grotendeels boven de signaleringswaarde voor hoogte. Vrijwel het gehele voorland voldoet over voldoende breedte aan de maximaal toelaatbare hoogte.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 48
Avia (KIJK)
Norm 1:10.000
Hydraulische Randvoorwaarden voor het zichtjaar 2023 Hoogte: 3,35 m NAP Stabiliteit: 3,14 m NAP
Dit is inclusief meegerekende onzekerheidstoeslag.
Beoordeling volgens bijlage 3, Technische analyse
Stabiliteit golfafslag bij voorlanden (VLGA)
Het voorland heeft een breedte van circa 50 meter. De bodem Is zeer divers door verschillende afvalstortingen en eerdere bewoning. Het gedeelte Avia 4 is al wat langer bewoond en waarschijnlijk opgevuld met zand. Dat geldt waarschijnlijk ook voor Avia 5 en 6. Het oude Avia terrein is zwaar vervuild afval dat na elke storting met slib is afgedekt. Door de relatief smalle Hollandse IJssel ter plaatse van het Avia terrein zijn de maximale golfhoogten beperkt op dit deel. De maximale golfhoogte bedraagt circa 0,5 meter.
Voor het zandige gedeelte betekent dat een maximaal afslagprofiel van circa 15 meter. De bestaande oeververdediging is zeer divers, bestaande uit gedeelten met damwand, steenzetting met stortsteen, en een deel puinbestorting, zie voorbeeldfoto’s.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 49
De weerstand tegen afslag is op delen matig omdat de oeverbescherming deels vervallen is. Op de bredere delen wordt Golfafslag bij voorlanden (VLGA) als voldoende beoordeeld. Ter plaatse van Avia 1 staat een stalen damwand zodat ook dat smallere deel als voldoende wordt beoordeeld op afslag.
Afschuiving voorland Afschuiven voorland is mogelijk op de locaties waar de totale helling (geulrand-geulbodem) gemiddeld steiler dan of gelijk is aan 1:4,5.
De gemiddelde bodemhelling tot aan de geulbodem is circa 1:4. Hierdvoor moet nog een nadere beoordeling plaatsvinden naar de mogelijkheid van afschuiven voorland. Daarvoor wordt gekeken naar de stabiliteit na val van het hoogwater. Dit leidt tot een beperkt afschuifvlak. Rekening wordt gehouden met een afschuifvlak van maximaal 10 meter. Door de grote breedte van het voorland is dit geen maatgevend mechanisme.
Beoordeling afschuiving voorland is voldoende.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 50
Zettingsvloeiing Vanwege de relatief grote diepte van de Hollandse IJssel nabij de oevers van het Avia-terrein is zettingsvloeiing niet bij voorbaat uitgesloten. Op de geotechnische lengteprofielen van de dijk aan beide zijden ligt de zandlaag grotendeels ruim beneden -10 m NAP. Echter een wat ondiepere oude zandgeul tot circa -9 m NAP is niet bij voorbaat uitgesloten. Nader grondonderzoek naar de diepere delen is noodzakelijk. Op basis van de rivierdiepte is zettingsvloeiing nog niet uitgesloten nabij Avia 1.
De stabiliteit van het voorland wordt als voldoende beoordeeld met uitzondering van het gedeelte Avia 1.
Hoogte
Het Avia-terrein ligt voor ongeveer 50% boven de signaleringswaarde voor hoogte. Voor het overige deel varieert het hoogte-tekort tot maximaal circa 1 meter. Doordat de breedte grotendeels circa 50 meter bedraagt is niet het gehele voorland nodig op voldoende hoogte. Het braakliggend deel, Avia 3, ligt daardoor ook grotendeels op hoogte.
Veiligheidsanalyse Voorlanden Hollandsche IJssel 51