DEL122 11205846 Toepasbaarheid en voorspelbaarheid lokaal gewonnen klei voor dijken

Aanleiding van het project

In oppervlaktewater komt vaak veel slib voor. Het slib is in suspensie en vroeger sedimenteerde het in grote vloeivelden (de kwelders) en havens. Deze kwelders zijn echter grotendeels ingepolderd. Als we er in slagen het slib te laten sedimenteren en te verwijderen uit de waterkolom, dan worden de waterkwaliteit en de ecologische omstandigheden in het gebied verbeterd. Het gesedimenteerde materiaal kan, na rijping, vervolgens gebruikt worden bij dijkversterking en krijgt daarmee een maatschappelijke en economische waarde.
Het gebruik van lokaal beschikbare sediment bij dijkversterking, voorkomt transport van primaire grondstoffen over grote afstanden, verbruik van brandstof en dus emissie van broeikasgassen. Kortom, het draagt bij aan een circulaire inzet.

Doel van het project

Wetenschappelijk aantonen, en daarmee vertrouwen opbouwen, dat het gerijpte materiaal (het sediment), ondanks een hoog zoutgehalte en gehalte aan organische stof, geschikt is om een waterveilige dijk mee te realiseren. Met name het toetsen van verwerkbaarheid en erosiebestendigheid van de klei op de veld (proefdijk) en in de laboratorium.

Omschrijving van de activiteiten

Negen Stappen zijn onderscheiden in het Plan van Aanpak. Deze negen stappen zijn:
Fase 1: in het veld:
S1: Proefdijk opbouwen met materiaal (klei) afkomstig uit de Kleirijperij
Fase 2: in het laboratorium:
S2: Definitiefase en bronnenonderzoek
S3: Materiaalonderzoek op bestaande dijken
S4: Probabilistische berekeningen
S5: Proeven met bakken gevuld met klei
S6: Evalueren en tussenrapportage
S7: Bepalen Krimpgrens en proeven met de Roto-erosiemeter
S8: Bepalen Lutumgehalte, gehalte Organische Stof en Atterbergse grenzen
S9: Onderzoek gevolgen voor gehalte organische stof en Atterbergse grenzen
Fase 1 gaat over de verwerkbaarheid van de beschikbare klei afkomstig uit de Kleirijperij. Kunnen we er een dijk van maken. Tijdens de aanleg van de Proefdijk worden monsters genomen. De monsters worden getest en beproefd in het laboratorium.
Fase 2 gaat over onderzoek naar de functionele eigenschappen van genomen monsters uit materiaal dat ook gebruikt is in de Proefdijk en monsters genomen uit bestaande dijken waarvan het vermoeden bestaat dat de oorsprong vergelijkbaar is.
Tussen de leden van het consortium zijn afspraken gemaakt over de verdeling en de onderlinge afstemming van de werkzaamheden. Trekkers van de aanleg van de Proefdijk zijn van Oord / Boskalis. Deltares en Hunze & Aa’s ondersteunen de werkzaamheden met kennis en ervaring. Gedurende Fase 2 ligt de lead bij Deltares. Van Oord / Boskalis / Hunze & Aa’s ondersteunen. De provincie Groningen en EcoShape zijn betrokken en brengen kennis en ervaring in opgedaan bij de Kleirijperij.
Op deze wijze zijn daarmee de praktische ervaring van de aannemers en van het waterschap gecombineerd met de theoretische kennis van Deltares. Verder is de Projectgroep Kleirijperij betrokken via EcoShape en de Provincie Groningen. De Kleirijperij heeft behoefte aan de resultaten van dit onderzoek en ondersteunt dan ook graag dit project. Bij deze combinatie wordt dan ook optimaal gebruik gemaakt van elkaars sterkte.

Verwachte resultaten

S1 – Is de klei uit de Kleirijperij afdoende gerijpt om toe te passen? Kan het materiaal goed worden verwerkt? Hoe gedraagt het materiaal zicht in de eerste twee jaar na aanleg? Wat is de beste uitvoeringstechniek om een dijk met Kleirijperij materiaal te bouwen? Product: een Proefdijk en een rapport (dit kan een zelfstandig rapport zijn of een hoofdstuk in een bredere rapport. Dit geld voor de rapporten benoemde in alle stappen van dit project.) – 2020-2022
S2 – Welke functionele eisen gelden bij de BGD? Welk veld- en labonderzoek geeft voldoende inzicht in relatie tot de functionele eisen bij de BGD? Zijn er dijken gebouwd met vergelijkbare klei? Product: een rapport – 2021
S3 – Voor welke range aan zoutgehalte en organisch stofgehalte zijn al positieve ervaringen? In welke erosiebestendigheidsklasse valt de onderzochte klei? Product: een rapport – 2021
S4 – Resultaten geven aan hoe erosiebestendig de klei moet zijn, gegeven de diverse ontwerpvarianten van de BGD. Gegeven het huidige ontwerp van de BGD, wordt hiermee duidelijk of hoge eisen aan de klei moeten worden gesteld, of dat vrijwel alle klei geschikt zal zijn. Product: rapport – 2021
S5 – Hoe sterk gestructureerd raken de verschillende kleisoorten van de vier bronnen voor de BGD in vergelijking tot een ‘standaard klei’? Is klei uit de Kleirijperij gevoeliger voor structuurvorming? Eventueel monsters nemen voor vervolgonderzoek stappen 6 en 7. Welk effect van structuurvorming op de erosiecoëfficiënt voor de BGD wordt verwacht? -Product: rapport – 2020 / 2021
S6 – Evaluatie van de stappen 1 tot en met 4. Is het verantwoord om klei uit de Kleirijperij te gebruiken voor een pilot BGD? Moet de monitoring van de Proefdijk nog worden aangepast? Zij nog aanpassingen van het onderzoek met de bakken nodig (Stap 4)? Kan monitoring Pilot BGD worden aangescherpt? Product: rapport -2021

Innovativiteit

Het combineren van bestaande fysische testen en laboratoriumtesten om aan te tonen dat de functionele eigenschappen van het materiaal voldoende zijn om een erosiebestendig talud van de versterkte dijk aan te leggen, ondanks dat het zoutgehalte en het gehalte aan organische stof te hoog zijn in vergelijking met de “technische richtlijn klei voor dijken”. Verder, er zijn geen (reken)modellen die de erosiebestendigheid van een talud lager dan 1:5 kunnen berekenen.

Valorisatie

S1
De aannemers – Van Oord / Boskalis via HWBP

S2 tot en met S9
Ingenieurs- en Adviesbureaus en mogelijk aannemers – Deltares en H&A via POV-DGG en HWBP

Link naar projectresultaten…