waterbalans-studie-van-een-gedeelte-van-de

I
IN
rapport
waterbalans-studie van een gedeelte van
de doorgaande vaarroute in Almere -haven
door
K.G.
d e Jong
J.E.G. Bouman
rijksdienst voor de ijsselmeerpolders
Inhoud
1. Inleiding
van het opstellen van een waterbalans
2. Beschrijving
.
3 . De verrichte metingen en waarnemingen
3.1. Neerslag
3.2. Drainage en regenwaterriolering
3 . 3 . Verdamping
3 . 4 . Grachtafvoer
3 . 5 . Niveaumetingen
3 . 6 . Stijghoogtemetingen
3 . 7 . Inmeten en waterpassen
4. Resultaten metingen
5. Berekening van de kwel
6. Berekening van de doorlatendheid van de kleilaag
7. Samenvatting
8. Literatuur
Bijlagen
I. Situering van het gemeten grachtpand in Almere-Haven
2. Situering waarnemingspunten in en rondom het grachtpand
3. Resultaten metingen en waarnemingen grachtpand A-B
4 . Resultaten zelfregistrerende apparatuur
1 . Inleiding
De geohydrologische s i t u a t i e i n Almere-Haven en d e keuze van de grachtp e i l e n (4.80 m, r e s p . 5.20 m -NAP) maken h e t noodzakelijk een bodema f s l u i t i n g aan t e brengen i n de op h e t ogenblik i n u i t v o e r i n g z i j n d e
grachten. (I ) De bodemaf s l u i t i n g f u n c t i o n e e r t h i e r a l s een b a r r i z r e tegen
d e opwaarts g e r i c h t e grondwaterstroming, welke o n,.~..
t s.t .a a t door een overdruk
van h e t diepe-grondwater t e n o p z i c h t e ' v a n h e t g r a c h t p e i l . 1n de g r a c h t e n
b e s t a a t de bodemafsluiting u i t een 2 5 3 meter d i k k e k l e i l a a g welke
wordt g e b a l l a s t met een 1 5 2 meter dikke zandlaag, teneinde opbressen
van de a f s l u i t e n d e l a a g t e voorkomen. Ter c o n t r o l e van de k w a l i t e i t van
h e t werk wordt i n een z e s t a l proefvakken e e n t w e e t a l proeven uitgevoerd
t e weten:
a ) een opbresproef
b) een waterbalans-studie
.
ad a . De opbresproef wordt onmiddelijk voorafgaande aan de waterbalansu i t g e v o e r d . Tijdens deze proef wordt h e t w a t e r p e i l
-s t u d i e
h e t t e beproeven grachtpand v e r l a a g d t o t 5.80 m -NAP.
Aldus o n t s t a a t i n d e p r a k t i j k een nagenoeg g e l i j k e opwaartse d r u k
op de c o n s t r u c t i e a l s d i e welke de c o n s t r u c t i e gezien de bestekse i s e n ( 2 ) moet kunnen doorstaan. Het doe1 v a n d e z e , p r o e f i s tweed e l i g . I n de e e r s t e p l a a t s kan t i j d e n s h e t verlaagde p e i l v i s u e e l
geconstateerd worden of e r n s t i g e tekortkomingen i n de a f s l u i t e n d e
l a a g dan we1 de b a l l a s t voorkomen. I n de tweede p l a a t s komen,
d a n k z i j h e t f e i t d a t de opbresproef aan de waterbalans vooraf
g a a t , minder e r n s t i g e gebreken i n de vorm v a n e x t r a kwel naar
voren t i j d e n s de waterbalans-studie.
ad b. T i j d e n s de waterbalans-studie wordt de hoeveelheid water gemeten
d i e i n een zekere periode i n en u i t h e t grachtpand g a a t , alsmede
de hoeveelheid water d i e gedurende deze p e r i o d e i n h e t grachtpand geborgen wordt. Daar h e t onmogelijk is' de.optredend& kwel
t e meten, vormt deze de s l u i t p o s t op d e ' b a l a n s . De a l d u s gevonden
kwel kan g e t o e t s t worden aan de volgens h e t b e s t e k ( 2 ) t o e g e s t a n e
hoeveelheid kwel van 5 m d e t m a a l , gerekend over de i n s t e e k van
de g r a c h t .
..i n
-
I n d i t r a p p o r t z a l v e r s l a g gedaan worden van de i n de periode I t / m 10
november 1975 opgestelde waterbalans-studie van h e t n o o r d e l i j k e g e d e e l t e
van grachtpand A-B, ( z i e b i j l a g e I ) . D i t grachpand vormt een onderdeel
van de zgn: "doorgaande vaarroute". Op b a s i s van t i j d e n s de b o u w e r g a deringen gemaakte afspraken was de t a a k v e r d e l i n g a l s v o l g t :
De aannemer ( f a . Mulder) verzorgde h e t p l a a t s e n van de p e i l s c h a l e n , de f i l t e r b u i z e n ; de o p s t e l p u n t e n voor d e z e l f r e g i s t r e r e n d e
grondwaterstandsmeter en n i v e a u s c h r i j v e r alsmede de benodigde
pompen voor de p e i l b e h e e r s i n g .
De Landmeetkundige a f d e l i n g van d e - . ' ~IJ.P.
.
verzorgde de b e p a l i n g
van inhoud en oppervl'akte van h e t , grachtpand, zowel aan. h.e t be-.'
g i n van de waterbalansperiode a l s v i a a f l o o p daarvan.
De a f d e l i n g Waterhuishouding van de R.1J.P. nam de waarnemingen,
de verwerking van de gegevens en de r a p p o r t a g e voor haar rekening.
2 . Beschrijving van h e t o p s t e l l e n van een waterbalans
B i j h e t bepalen van de hoeveelheid kwel i n e e n watergang, i n d i t g e v a l
t e r p l a a t s e van h e t n o o r d e l i j k e g e d e e l t e van h e t grachtpand A-B i s h e t
nodig na t e gaan welke f a c t o r e n behalve d e kwel een verhoging van h e t
w a t e r p e i l veroorzaken. D i t z i j n de n e e r s l a g en de a f v o e r v a n e v e n t u e e l
i n de watergang uitmondende l e i d i n g e n z o a l s r e g e n w a t e r r i o l e r i n g en d r a i nage. Aan de andere kant veroorzaken verdamping en g r a c h t a f v o e r een p e i l s v e r l a g i n g . Bovengenoemde f a c t o r e n tezamen met de afmetingen van h e t
grachtpand, alsmede h e t p e i l en h e t volume van h e t water vormen de posten
op de waterbalans. Schematisch kan een en ander a l s v o l g t worden weergegeven.
-1 -
neerslag
drainage
volume
regenwaterriolering+
oppervlakte
4
kwel
verdamping
& grachtafvoer
I n h e t hierna volgende hoofdstuk wordt ingegaan op de waarnemingen d i e
z i j n v e r i c h t om de g r o o t t e van de v e r s c h i l l e n d e f a c t o r e n t e kunnen v a s t s t e l l e n ( z i e ook 3 ) .
3 . De v e r r i c h t e metingen en waarnemingen
3.1. Neerslag
Met behulp van b i j de twee k o r t e z i j d e n van h e t grachtpand o p g e s t e l d e
regenmeters i s d a g e l i j k s ' s ochtends om 8.00 uur de n e e r s l a g bepaald.
De regenmeters z i j n van een type d a t ook door h e t K . N . M . I .
wordt geb r u i k t en bestaan u i t een t r e c h t e r met een o p p e r v l a k t e van 200 cm2 d i e
op een r e s e r v o i r met u i t l o o p r u s t . De hoogte van de t r e c h t e r t e n opz i c h t e van h e t maaiveld bedraag't 40 cm. De waarnemingen z i j n vermeld
op b i j l a g e 3.
3.2. Drainage en r e g e n w a t e r r i o l e r i n g
De d r a i n s i n h e t aanliggende gebied van h e t grachtpand l i g g e n evenwijdig
daaraan. I n d i t geval mondt e r dus geen drainage i n h e t p r o e f s t u k u i t .
Het leggen van de r e g e n w a t e r r i o l e r i n g i n h e t n a a s t l i g g e n d e t e r r e i n was
i n de periode van de metingen i n u i t v o e r i n g , w a a r b i j uitmondingen i n de
g r a c h t nog n i e t waren g e r e a l i s e e r d .
3.3. Verdamping
Tijdens de proef i s de verdamping t e r p l a a t s e n i e t gemeten. Deze i s bepaald a l s h e t gemiddelde van de met behulp van de formule van Penman
berekende verdamping voor de K.N.M.1.-stations Lelystad en Hoorn. De
verdamping wordt berekend per decade, beginnende op de e e r s t e van i e d e r e
maand om 8.00 uur ' s morgens. Om deze reden z i j n de metingen en waarnemingen i n d i t geval 10 dagen lang voorgezet.
3.4. Grachtafvoer
De p e i l b e h e e r s i n g van h e t grachtpand i s met een dieselpomp.geregeld.
De c a p a c i t e i t van deze pomp bedroeg ca. 50 m3/uur. De bepaling van de
uitgemalen hoeveelheid water gebeurde aan de hand van een op de pomp
gemonteerde watermeter. Deze meter i s vooraf door de a f d e l i n g Openbare
Nutsvoorzieningen van de R.1J.P. g e i j k t . H i e r b i j i s gebleken d a t de
watermeter b i j h a l v e c a p a c i t e i t ca. 12,5%-te weinig en b i j v o l l e capac i t e i t (50 m3/uur), ca. 14.5% t e weinig aangaf. B i j de berekeningen
z i j n de a f l e z i n g e n a l s zodanig g e c o r r i g e e r d . De meterstand i s i e d e r e
keer voor en na h e t inschakelen van de pomp opgenomen.
3.5. Niveaumetingen
Het vaststellen van het waterpeil in het meetpand gebeurde aan de hand
van aan weerszijden in het meetpand opgestelde peilschalen. Het grachtpand was aan weerszijden van de overige gereed zijnde grachtgedeelten
afgesloten door gronddammen. Om te voorkomen dat er waterstroming onder
of door deze gronddammen zou plaatsvinden is bepaald dat het peil in
de aangrenzende panden ongeveer op het zelfde niveau moest worden gehouden als het niveau in het proefstuk. De peilbeheersing van deze
grachtgedeelten is door de aannemer uitgevoerd. Ter controle zijn ook
in deze aangrenzende panden peilschalen opgesteld (zie bijlage 2).
De peilschalen zijn dazelijks om 8 uur 's morgens afgelezen. Voor het
vaststellen van plotselinge peilsveranderingen in het meetpand is er
bovendien een zelfregistrerende niveaumeter opgesteld. De resultaten
van deze meting zijn weergegeven op bijlage 4.
3.6. stijghoogtemetingen,
>
Om het.effect van eventueel optredende ernstige lekkage van de grachtbodem op de stijghoogten in het Pleistoceen te kunnen vastellen zijn
vooraf rondom het grachtpand peilfilters in het pleistocene ?and gebracht. De situering van deze filters is op bijlage 2 aangegeven. Uit
de waarnemingen die eveneens elke morgen om 8.00 uur zijn uitgevoerd,
is bovendien de gemiddelde stijghoogte in de onmiddelijke nabijheid van
het grachtpand af te leiden. De waarnemingen zijn weergegeven op bijlage 3. O p 66n pleistoceenfilter is een zelfregistrerende niveaumeter
geplaatst om p l o t s e l i n g e v e r a n d e r i n g e n in de stijghoogte als gevolg
van bijvootbeeld bronneringen e.d. te kunnen vaststellen. De resultaten
van deze metingen zijn weergegeven op bijlage 4.
I
3.7
Inmeten en waterpassen
Behalve het waterpassen van de waarnemingspunten zoals de peilschalen,
de peilfilters en de zelfregistrerende apparatuur heeft de Landmeetkundige Afdeling de oppervlakte en de inhoud van het grachtpand bepaald.
Hiertoe zijn le'ngteen dwarsprof ielen gewaterpast die vooraf middels
piketten waren vastgelegd en ingemeten. Deze werkzaamheden zijn voor en
na de meegperiode uitgevoerd om eventuele veranderingen in de hoogtegingvantaluds en bodem te kunnen vaststellen. Op bijlage 3 is aangegeven waar de lengte- en dwarsprofielen zijn gesitueerd.
4. Resultaten metingen
De verrichte waarnemingen leverden de volgende resultaten op:
- Neerslag
:
8,2 rn
- Verdamping
: :
3,s mm
- Totale peilstijging gedurende de meetperiod? : 63
mm
- Gemiddeld grachtpeil
- Gemiddelde stiighoogte
- Afname inhoud natte prof iel
- Gemiddeld wateroppervlak
- Opp. binnen de insteek
-Gemiddeld opp. droge taluds
- Theoretisch opp. binnen de insteek
(die in verband met een bij de berekening
van de'benodigde dikte van de kleilaag
:
5,20
:
3,19
: 123
: 4373
: 8160
: 3788
: 10277
'
(N)
(Eo)
(p)
-NAP
(Pg)
-NAP '-'(Pp).
m3
(Z)
m2
(ow)
(Oi)
m2
(Ot)
m2
2
m
(0th)
'
-
gehanteerd t h e o r e t i s c h maaiveld van
2.24- N.A.P.)
Geroerd oppervlak ( t h e o r e t i s c h )
Dikte k l e i l a a g
Uitgeslagen hoeveelheid water
: 7910
m2
3,50 m3
: 451,l m
cog)
(D)
(u)
5. Berekening van de kwel
Daar n i e t t e bepalen i s welk.gedeelte van de n e e r s l a g , d i e op de droge
t a l u d s v a l t , i n h e t grachtpand t e r e c h t komt, z i j n b i j h e t berekenen van
de hoeveelheid kwel d r i e g e v a l l e n onderscheiden:
geval a 100%van d e op de droge t a l u d s g e v a l l e n n e e r s l a g komt i n h e t grachtpand
It
11
I,
t1
1,
I,
g e v a l F 50% "
"
"
"
"
geval
,I
9,
,, 9, !,
9,
9,
9,
,I
I,
c-
Asngezien t i j d e n s de meetperiode een bepaalde hoeveelheid water i s u i t geslagen en bovendien de inhoud van h e t n a t t e p r o f i e l gedurende de meetperiode i s afgenomen z u l l e n e e r s t de n e e r s l a g , verdamping en p e i l s t i j ging v i a de gemiddelde waarden van h e t wateroppervlak en o p p e r v l a k t e
van de droge t a l u d s omgerekend worden naar m3.
Neerslag:
geval a
geval b
geval Verdamping (EO):
Peilstijging (P):
c
0,0082
0,0082
0,0082
0,0035
0,063
x 8160
x (8160-1894)
x 4373
x 4373
x 4373
66,9
= 51,4
= 35,9
= 15,3
=275,5
=
m3
m3
3
m
m3
m3
Ten einde de kwel b i j de heersende s t i j g h o o g t e i n h e t p l e i s t o c e e n t e
kunnen v e r g e l i j k e n met de toegestane kwel volgens h e t b e s t e k dienen
de volgende punten i n beschouwing t e worden genomen:
- De gemiddelde overdruk t i j d e n s de meetperiode bedroeg 5,20-3,19 =
2,01 m. De overdruk waarop de c o n s t r u c t i e berekend moet z i j n volgens
h e t bestek bedraagt voor d i t g r a c h t g e d e e l t e 2,70 m. D i t houdt i n d a t
de .gevonden kwel met een f a c t o r PZ = 2,70/2,01
= 1,34 vermenigvuldigd
,
moet worden.
De b e s t e k s e i s v a n 5 m / e t m a a l leverde i n d i t g e v a l een l a a g d i k t e
van de a f s l u i t e n d e k l e i l a a g op g r o t e r dan 3.50 m. I n o v e r l e g t u s s e n
de d i r e c t i e e n de aannemer met z i j n adviseur i s na toestemming van
Z.Z.W. b e s l o t e n , geen k l e i l a g e n aan t e brengen d i k k e r dan 3i50 m.
D i t h e e f t t o t gevolg d a t voor d i t g r a c h t g e d e e l t e a l s e i s g e l d t een
toegestane kwel van 5,4 mmletmaal ( 4 ) .
-
. .
De waterbalansformule wordtnu:
Kwel
=
(P + 4+ Eo
-
Z
- N)/Oth
x Pf/lO x 1000 (mmletmaal)
D i t .betekent i n :
-
geval a
kwel =-(275,5 + 451,l +
7,2 m/etmaal.]
1=
15,3
- 123,O
-
66,9)/10277 x 1,34 x 100
=
-
I
geval b
kwel =-(275,5 + 451,l + 15,3 - 123,O - 51',4)/10277 x 134
= 7,4 mmletmal.
I
=
- seval c
Naast de toetsing van de kwel aan de bestekseis kan ook een vergelijking
gemaakt worden tussen de k-waarde van de klei welke gebruikt is bij het
bepalen van de aan te brengen laagdikte en de uit de waterbalans berekende k-waarde. Voor het dimensioneren van de kleilaag is uitgegaan van
k= ,I0 - 2 mletmaal.
Algemene formule:
k = (P + U + Eo - Z
-
N / O ~x ~/(5,20 - 3,19)/10 (mletmaal)
geval a
geval
b
geval 5
k = (275.5 + 451.1 +
= 1,3 x
mletmaal]
)
- 123,O -35,9)/7910 x3,5/2,01/10
=
7. Samenvatting
I n d e periode van 1 tlm 10 november 1975 is van het noordelijk gedeelte
van grachtpand ATB in Almere-Haven een waterbalans opgesteld. Voorafgaand aan deze waterbalans is een opbresproef uitgevoerd. Tijdens de
opbresproef konden geen mrkante defecten in de bodemafsluiting vastgesteld worden. Met behulp van de waterbalans is voordiiegevallen de
kwel bepaald. Te weten:
a 100% van de op de droge taluds gevallen neerslag komt in het grachtpand
50% t t
,I
1,
,, ,,
I,
I
I,
I,
11
11
- o% Vt 9 , I, #, #,
!I
9,
I,
I,
11
.
II
De maximaal toegestane kwel is voor dit grachtpand 5,4 mmletmaal.
De uitkomsten van de kwelbepaling zijn:
geval a
7,2
mmletmaal
geval b
7 ,4
mmle tmaal
geval c
796
mml etmaa~
.
.
Tevens is met behulp van de gegevens u i t de waterbalans berekend welke
doorlatendheid de aangebrachte k l e i l a a g b e z i t . Deze berekening i s eveneens voor de hierboven genoemde d r i e g e v a l l e n uitgevoerd:
B i j h e t ontwerpen van de bodernafsluiting i s uitgegaan van een doorlatendheid k =
mtetmaal,
De uitkomsten zijn:,
geval a k=
I ,2
x lo-'
geval b k=
I,2
x 1o
geval c k=
1,3
x lo-'
mletmaal
- ~mfetrnaal
mletmaal
8. L i t e r a t u u r
I . J . E . G . Bournan,. en K.G. de Jong
Verslag van h e t onderzoek b i j een proefgracht i n Almere-Haven.
I n t e r n Rapport R.1J.P. no. 363, 1975.
2. R i j k s d i e n s t voor de IJsselmeerpolders
Bestek en voorwaarden voor h e t u i t v o e r e n van grondwerken en b i j b e horende werken voor de a a n l e g van grachten, e e r s t e f a s e t e AlmereHaven. Bestek 8106, L e l y s t a d , j a n u a r i 1975.
3. Afd. Waterhuishouding
Waterbalansen t e r bepaling van de kwel i n grachtpand D-D'
Almere-Haven. R.IJ.P., werkdocument 1975-555 Bbb.
4 . Grachten 1
e
te
f a s e Almere-Haven, kwelberekening.
Ingenieurs- e n Architectenbureau van ~ a s s e l ' ten d e Koning werk
1248.03, augustus 1975.
Situering van het gemeten grachtpand in Almere-Haven
Bijlagel. R.R.1976-I.Bbw.
-L
.
Ad
AllECC
schaal i:2000
+
I
+7z
peilfilter pleistoceen
peilfilter pleistoceen + ~elfre~istrerende
niveaumeter
eN
zelfregistrerende niveaumeter
o
peilschaal
++!
regenmeter
-------
meetraai LandmeetkundigeAfdeling
Situering waarnemingspunten in en rondom het grachtpand.
Bulage 2.R.R.1976-i Bbw.
<t n r A4-444556
Peilen en stijghoogte in meters - N.A.P.
mm.
Neerslag in
Tijdstip van opname 8.00 uur
Voor de situering van de waarnemingspunten zie bijlage 2.
Resultaten metingen en waarnemingen grachtpand A-B
Bijlage 3.
t Qd
datum
tYd
datum
Resultaten zelfregistrerende apparatuur.
Bijlage 4.R.R.4976-1. Bbw.
ztnr
Al-41i556

Download Report