Waar gaat het onderzoek over?
Golf overslag is een van de faalmechanismes van dijken. Tijdens een storm breken hoge golven op het buitentalud van dijken, stromen over de dijk kruin en vervolgens naar benden langs het binnentalud. Deze golven trekken aan de dijkbekleding wat leidt tot beschadigingen die uiteindelijk tot een dijkdoorbraak kunnen veroorzaken.
Innovatieve blokken zijn ontwikkeld om de dijk te beschermen tegen de krachten van golven. Blokken op het buitentalud remmen de golven waardoor er minder water over de dijk heen stroomt. Bij de huidige versterking van de Afsluitdijk worden verschillende blokken gebruikt om de dijk te beschermen tegen de krachten van de golven op de Waddenzee. Het bedrijf Hillblock heeft blokken ontwikkeld die op het buitentalud, de kruin en het binnentalud geplaatst kunnen worden. De All-Risk onderzoekers hebben als onderdeel van het afstudeerproject van Luuk Barendse het gebruikt van het Grassblock onderzocht, die onder de grasmat worden geplaatst om de dijk te beschermen tegen de kracht van de golven als de grasmat beschadigd is.
Neem contact op met All-Risk onderzoekers Vera van Bergeijk, Weiqiu Chen of Jord Warmink voor meer informatie over dit onderzoek.
Figuur 1: Voorbeelden van (a) de testen in de Delta goot (Van Steeg et al. 2017) en b) het numerieke model (Barendse et al, 2021, p20).
De krachten van golven op de dijkbekleding
In 2017 hebben Paul van Steeg et al testen uitgevoerd in de Delta goot van Deltares met een betonnen dijk met Grassblocks op de kruin en het binnentalud. De werking van de blokken onder extreme condities kan worden onderzocht tijdens dit soort testen (zie Figuur 1a). Het is echter lastig om de krachten van de golven op de blokken te meten tijdens deze testen en de testen zijn duur zodat er maar een beperkte hoeveelheid testen uitgevoerd kunnen worden.
Daarom hebben wij een numeriek model ontwikkeld in OpenFOAM waarmee we de krachten van de golven op de dijk kunnen berekenen op elke locatie (zie Figuur 1b). Dit numerieke model is gebaseerd op de uitkomsten van de All-Risk projecten over “the effects of berm and roughness elements on the amount of wave overtopping” (Weiqiu’s project) en “the effect of transitions on the overtopping flow and dike cover erosion” (Vera’s project). Luuk Barendse heeft het bestaande numerieke model verder ontwikkeld tijdens zijn afstudeerproject om de krachten langs het gehele dijkprofiel te berekenen, waar blokken op verschillende locaties kunnen worden toegevoegd.
Figuur 2. Vergelijking tussen de experimenten en de model resultaten op een locatie op de kruin (Barendse et al. 2021, p35)
Een numeriek model om tekortkomingen in experimenten te helpen overbruggen
In deze studie in 2021 zijn de experimenten met de Grassblocks gesimuleerd met het numerieke model. De vergelijking tussen de experimenten en de model resultaten op verschillende locaties langs de dijk zijn gebruikt om het numerieke model te kalibreren (zie Figuur 2). Daarna hebben wij het model gebruikt om de krachten van de golven op de blokken te bepalen die niet gemeten konden worden tijdens de experimenten. De waterstanden en de golfhoogtes kunnen aangepast worden in het model zodat de functie van de blokken onder verschillende storm condities bepaald kan worden. Daarbij kunnen wij de eigenschappen van de blokken aanpassen in ons model zodat wij het beste ontwerp van de blokken kunnen bepalen.
Zo kan bijvoorbeeld het formaat en de open ruimte tussen de blokken (zie foto) aangepast worden. Het numerieke model heeft laten zien dat het een handig middel is om innovatieve dijkbekledingen te ontwikkelen om de dijk te beschermen tegen golven. De krachten van de golven op de dijkbekleding kunnen op elke locatie bepaald worden waardoor het mogelijk is om bekledingen op zowel het buitentalud als het binnentalud te bestuderen.
Related Content
Report
- Lees de MSc thesis van Luuk Barendse: Hydrodynamic modelling of wave overtopping over a block-covered dike
- Bezoek de website van Hillblock om meer te leren over het Grassblock.
Related projects
Last modified: 11/10/2021