Beleidsregel waterkeringen profiel van vrije ruimte

Kader

Op grond van artikel 4.1, lid 1 van de Keur is het verboden zonder vergunning van het bestuur een waterstaatwerk, een beschermingszone of buitenbeschermingszone te gebruiken anders dan in overeenstemming met zijn functie. Dit betekent dat alle handelingen zonder vergunning verboden zijn. Het effect van deze handelingen op de waterkering is afhankelijk van de afstand van deze handeling ten opzichte van de waterkering. Een van de zaken waarop de handeling beoordeeld moet worden is of deze plaats vind binnen het profiel van vrije ruimte.

Begripsbepaling

Het begrip profiel van vrije ruimte wordt als volgt gedefinieerd: het gebied dat nodig is om toekomstige verbeteringen aan de waterkering te kunnen realiseren. Met het opnemen van een profiel van vrije ruimte wordt beoogd ontwikkelingen te voorkomen die het realiseren van de voorgenomen verbetering onmogelijk maken of slechts mogelijk te maken via verwijdering of aanpassing van werken met grote financiële consequenties. Het profiel van vrije ruimte staat onafhankelijk van de in de legger vastgestelde kernzone en (buiten)beschermingszone van de waterkering.

Toepassingsgebied

Deze beleidsregel is van toepassing op alle handelingen in of op waterkeringen en de hieraan verbonden beschermingszones en buitenbeschermingszones.

Raakvlakken met ander beleid

Beleidsregels voor handelingen in waterkeringen

Motivering van het beleid

Doel van het beleid

Dit beleid is opgesteld om te kunnen beoordelen of een handeling en/of de effecten hiervan ligt binnen het profiel van vrije ruimte.

Motivering van het beleid

Een profiel van vrije ruimte wordt vastgelegd om de benodigde ruimte voor eventuele uitbreidingen van de waterkering die benodigd zijn in verband met hogere waterstanden als gevolg van klimatologische wijzigingen en veranderingen in de hydraulische randvoorwaarden in de toekomst alvast te reserveren, zodat deze ruimte in de toekomst niet volgebouwd is, maar gebruikt kan worden voor uitbreidingen.

Handelingen of effecten van deze handelingen die liggen buiten het profiel van vrije ruimte hebben geen of veel minder invloed op de waterkering dan handelingen die binnen het profiel van vrije ruimte liggen. Handelingen die er buiten liggen zullen veelal zonder het stellen van bijzondere voorschriften vergund kunnen worden. Bij handelingen die binnen het profiel van vrije ruimte liggen zal een nadere beoordeling plaats moeten vinden. Deze nadere beoordeling kan resulteren in het weigeren van het aangevraagde danwel het stellen van bijzondere voorwaarden.

Bepaling van profiel van vrije ruimte

1. Algemeen

Bij het bepalen van het profiel van vrije ruimte wordt onderscheidt gemaakt in het profiel van vrije ruimte ter hoogte van groene waterkeringen, ter hoogte van harde constructies in de vorm van kademuren en demontabele keringen en ter hoogte van combinatie waterkeringen bestaande uit een groene waterkering met erop een harde constructie. Ieder type waterkering zal afzonderlijk worden besproken.

Aspecten die van invloed zij op het profiel van vrije ruimte

De huidige waterkeringen in het beheergebied van waterschap Peel en Maasvallei hebben een veiligheidsnorm van 1/50 jaar of 1/250 jaar. Vanaf 2017 dienen alle primaire waterkeringen langs de Limburgse Maas te zijn verbeterd tot een veiligheidsnorm van 1/250 jaar. Deze verbetering is al deels uitgevoerd door Maaswerken. De trajecten die nu nog niet verbeterd zijn, worden verbeterd in de 2de tranche. In het dijkverbeteringontwerp tot op heden is nog geen rekening gehouden met klimaatbestendigheid van de waterkering.

Voor het profiel van vrije ruimte wordt rekening gehouden met waterstanden en de situatie die in de toekomst kan optreden. Aspecten die invloed hebben op de veiligheidsnorm en hoogte van de waterkering zijn:

-           Hogere waterstanden door klimatologische veranderingen

-           Hogere waterstanden door wijzigingen in het rivierbed en hydraulische randvoorwaarden

-           Hogere economische waarde van het achterland door positieve economische ontwikkelingen

-           Normverhoging van de waterkering (hangt o.a. samen met het vorige aspect)

Getracht is met de huidige inzichten en de benoemde aspecten per type waterkering in deze notitie een principe methode te geven ter bepaling van het Profiel van vrije Ruimte.

2 Profiel van vrije ruimete bij een groene waterkering

Onder een groene waterkering wordt verstaan een waterkering bestaande uit grond al dan niet voorzien van een harde bekleding bestaande uit storsteen, zetsteen of andere bekledingsconstructies. Onderstaand is in een stappenplan aangegeven hoe het Profiel van vrije Ruimte voor de groene waterkeringen vastgesteld moet worden.

Stap 1 kruinhoogte

Omdat in het beheergebied nog verschillende trajecten verbeterd zullen worden en op verschillende locaties de waterkering te laag is, wordt de hoogte van het Profiel van vrije Ruimte (P.v.v.R) vastgesteld op basis van de waterstand en niet op basis van de dijktafelhoogte. De waterstand die gehanteerd wordt, is de waterstand die behoort bij een overschrijdingsfrequentie van 1/1250 uit de TMR2006. De 1/1250 TMR2006 waterstand komt overeen met de berekende waterstand die in 2100 bij een overschrijdingsfrequentie van 1/250 verwacht wordt. In deze waterstand zijn ook de klimatologische aspecten verwerkt.

De kruinhoogte van het P.v.v.R. bedraagt:

hkruin;p.v.v.r. = TMR2006 (1/1250) + lokale toeslagen + 0,5 m.

Stap 2 talud

Door het waterschap wordt een standaard profiel gehanteerd met een buitentalud helling van 1:3 en binnentalud helling van 1:3. Deze hellingen dienen in het profiel van vrije ruimte te worden gehandhaafd.

Stap 3 kruinbreedte

Er dient een kruinbreedte te worden aangehouden ter breedte van de huidige kruinbreedte met een minimum van 4 m. Op de kruin dient namelijk ten alle tijden een onderhoud en inspectiepad aangelegd te kunnen worden, zodat de waterkeringen bereikbaar zijn voor normaal onderhoud en werkverkeer ten tijde van calamiteiten.

Stap 4 breedte en hoogte pipingberm

De benodigde kwelweglengte en de daaruit volgende benodigde (piping)bermbreedte is bepaald met behulp van Bligh, waarbij in de bepaling geen rekening wordt gehouden met het type ondergrond en de betreffende opbouw.

De benodigde bermbreedte is afhankelijk van het hoogteverschil tussen de kruinhoogte en het maaiveld in het achterland of slootpeil aan de binnenzijde van de dijk en de dikte van de ondoorlatende deklaag.

De benodigde bermbreedte in het P.v.v.R. ten behoeve van piping is als volgt:

Lb = 18 * (hkruin;p.v.v.r. – hmv achterland) - Lbasis       of bij aanwezigheid van een sloot

Lb = 18 * (hkruin;p.v.v.r. – hslootpeil binnenzijde waterkering) - Lbasis

Waarin:

Lb                                 Breedte van de pipingberm

hkruin;p.v.v.r.             Maatgevende kruinhoogte bepaald in paragraaf 2.1

hmv achterland                       Hoogte maaiveld achterland

hslootpeil binnenzijde waterkering       Hoogte slootpeil in teensloot aan de binnenzijde van de waterkering

Lbasis                              Lengte van de basis van de waterkering

Uitgangspunt hierbij is dat het intredepunt bij de buitenteen is gelegen en een voorland niet in rekening wordt gebracht.

Voor de hoogte van de berm dient een ruimte gereserveerd te worden van 1 m (t.o.v. het huidige maaiveld in het achterland) aan het einde van de berm. De bovenzijde van de berm heeft een helling van 1:20.

Stap 5 breedte en hoogte steunberm

Middels indicatieve berekeningen is door het waterschap de minimaal benodigde stabiliteitsberm in het Profiel van vrije Ruimte bepaald. Deze afmetingen kunnen gehanteerd worden indien geen gegevens van de waterkering beschikbaar zijn.

Voor de minimale afmetingen van de stabiliteitsberm langs de Limburgse Maas kunnen de volgende methodes gehanteerd worden, waarbij Lb de breedte van de bovenkant van de berm inhoud:

Indien hkruin – hmv achterland < 3 m:

Lb = 2 x (hkruin – hmv achterland)

Indien hkruin – hmv achterland ≥ 3 m:

Lb = 2½ x (hkruin – hmv achterland)

Voor beide situaties geldt:

Hb = ½ x (hkruin – hmv achterland) aan de taludzijde van de berm

De bovenzijde van de berm heeft een helling van 1:20

Let op: Deze afmetingen zijn gebaseerd op indicatieve berekeningen. Indien de locatie een bijzondere situatie betreft, dient gecontroleerd te worden of deze algemene opgestelde afmetingen in deze paragraaf van toepassing kunnen zijn.

Stap 6 Breedte stabiliteitszone

Aan de buitenzijde van de waterkering geldt een stabiliteits zone met een breedte van:

L= 1,5 x (hkruin – hstuwpeil Maas )

Stap 7 Definitieve profiel van vrije ruimte groene waterkering

Voor de binnenzijde van een groene waterkering geldt:

•           de verbreding als gevolg van de toenemende hoogte van de waterkering waarbij het buitentalud op dezelfde lijn is gelegen als het opgehoogde profiel volgend uit stap 1, 2 en 3

•           de hoogte en breedte van de pipingberm volgend uit stap 4

•           de hoogte en breedte van de steunberm volgend uit stap 5

Nb de grootste maat uit hoogte en breedte van de berm volgend uit stap 4 of 5 is bepalend

In onderstaande figuur is het algemeen geldende Profiel van vrije Ruimte binnenzijde samengevat. Uitzonderingen op deze situatie zijn mogelijk.

Figuur 1 Algemeen geldend Profiel van vrije Ruimte groene waterkeringen binnenzijde

Voor de buitenzijde van een groene waterkering geldt:

•           de verbreding als gevolg van de toenemende hoogte van de waterkering waarbij het binnetalud op dezelfde lijn is gelegen als het opgehoogde profiel volgend uit stap 1,2 en 3

•           de breedte van de pipingberm volgend uit stap 4

•           de breedte van de stabiliteitszone volgend uit stap 6

In onderstaande figuur is het algemeen geldende Profiel van vrije Ruimte buitenzijde samengevat. Uitzonderingen op deze situatie zijn mogelijk.

Figuur 2 Algemeen geldend Profiel van vrije Ruimte groene waterkeringen buitenzijde

3 Profiel van vrije Ruimte harde waterkerende constructies

In het beheergebied van waterschap Peel en Maasvallei bevinden zich een groot aantal harde waterkerende constructies, zoals keermuren (L-wanden of stalen damwanden), demontabele waterkeringen en monumentale gemetselde muren. In onderstaande figuur zijn de verschillende typen harde constructies die in het beheergebied van het waterschap voorkomen geïllustreerd.

Voor deze constructies is door het waterschap in dit hoofdstuk een opzet gemaakt hoe hier het Profiel van vrije Ruimte bepaald dient te worden. Er is gebruik gemaakt van een stappenplan, omdat de constructies van elkaar kunnen verschillen en één algemeen Profiel van vrije Ruimte niet opgesteld kan worden door de variatie in constructies, waardoor de marges te groot worden. Dit betekent dat voor een P.v.v.R. bij een harde constructie altijd stabiliteitsberekeningen dienen te worden uitgevoerd.

Figuur 3 Typen harde constructies in het beheergebied van Waterschap Peel en Maasvallei

Om te komen tot een profiel van vrijeruimte wordt het volgende stappenplan gehanteerd:

Stap 1

Omdat in het beheergebied nog verschillende trajecten verbeterd zullen worden en op verschillende locaties de waterkering te laag is, wordt de hoogte van het P.v.v.R. van de harde constructies net als de groene waterkeringen vastgesteld op basis van de waterstand en niet op basis van de huidige dijktafelhoogte.

De kruinhoogte van het P.v.v.R. bedraagt:

hkruin;p.v.v.r. = TMR2006 (1/1250) + lokale toeslagen + 0,5 m.

Stap 2

Bepaal de totale stabiliteit van de constructie met behulp van de gebruikelijke programmatuur (MStab, Plaxis). Waarbij het geheel met toepassing van rekenwaardes getoetst wordt op een veiligheidsfactor van 1.0. De in rekening gebrachte verkeers- en terreinbelastingen dienen reëel optredende belastingen te zijn die in de toekomst verwacht kunnen worden. De bestaande harde waterkering wordt hierbij opgehoogd tot de kruinhoogte als berekend in stap 1

Figuur 4 Stabiliteitsberekening

Stap 3

Teken een raaklijn met een hoek van 45 graden ten opzichte van het maaiveld aan de maatgevende afschuiving uit stap 2 en trek deze raaklijn door tot aan maaiveld. Dit zowel voor het binnendijks als buitendijks maaiveld. De ruimte tussen de constructie en de raaklijn dient minimaal als vrije ruimte op maaiveld gehanteerd te worden met een minimale afstand vanaf het verticale deel van de constructie van 4 m. De minimale afstand van de constructie volgt uit de minimaal benodigde ruimte ten behoeve van praktische aspecten, zoals bereikbaarheid en doorgang tijdens het opbouwen van bijvoorbeeld de demontabele keringen. De berekende afstand wordt tot halve meters afgerond naar boven.

In het voorbeeld in Figuur 3 bedraagt de benodigde vrije ruimte op het binnendijks maaiveld 7 m. Dus de 6,6 m in het voorbeeld wordt 7 m.

Stap 4

Teken een lijn van 45۫ vanuit maaiveld (snijpunt van de raaklijn uit stap 3 met maaiveld) naar beneden richting de constructie. Deze lijn is als gevolg van eventuele terreinbelastingen die vanaf het snijpunt kunnen heersen. Indien deze belastingslijn de constructie snijdt, dient het snijpunt uit stap 2 verder verschoven te worden richting achterland voor de binnenzijde en richting voorland voor de buitenzijde tot deze onder de waterkerende constructie doorgaat.

Stap 5

Houdt vanaf de fundering van de waterkerende constructie 1 m ruimte en trek een lijn onder talud 1:3 naar beneden richting achterland voor de binnenzijde en richting voorland voor de buitenzijde.

Stap 6

Trek vanaf het maatgevende snijpunt uit stap 3 of 4 een verticale lijn naar beneden tot deze de lijn van 1:3 snijdt.

Stap 7 Definitief profiel van vrije ruimte bij harde keringen

Voor zowel het profiel van vrije ruimte aan de binnenzijde als de buitenzijde van de constructie geldt de resultante lijn die volgt uit stap 1 t/m 6. In het voorbeeld van Figuur 5 is het profiel van vrije ruimte voor de binnenzijde alles aan de linkerzijde van de donkerblauwe lijn.

Figuur 5 Voorbeeld Profiel van vrije Ruimte harde waterkerende constructie

Nb de donkerblauwe lijn loopt in principe oneindig door dit betekent in bovenstaand voorbeeld dat een ontgronding met een diepte van 10 meter op 40 meter uit de wand deze lijn doorsnijd.

4 Profiel van vrije Ruimte combinatie groene waterkering met harde constructie

In onderstaande figuur zijn de verschillende combinaties van groene waterkering met harde waterkerende constructie geïllustreerd die voorkomen in het beheergebied van het waterschap.

Figuur 6 Typen combinaties groene waterkering met een harde waterkerende constructie

Alle waterkerende kunstwerken in Figuur 6 bestaan uit een betonconstructie of gemetselde muur met eronder een damwand welke dient als kwelscherm.

Net als voor de harde constructies in hoofdstuk 3 geldt dat voor de combinatie waterkeringen altijd stabiliteitsberekeningen dienen te worden uitgevoerd om het Profiel van vrije Ruimte te bepalen.

Het stappenplan dat is opgesteld in hoofdstuk 3 geldt ook voor deze typen waterkeringen. Let wel, de bepaling van de stabiliteit in stap 2 van de combinatie waterkeringen bestaat uit de binnenwaartse stabiliteit alsmede de buitenwaartse stabiliteit. In hoofdstuk 3 is in het voorbeeld alleen de buitenwaartse stabiliteit bekeken, omdat de binnenwaartse stabiliteit door een hoog achterland niet maatgevend is. De overige stappen in het stappenplan blijven wel gelijk.

In stap 3 dient dus de raaklijn getrokken te worden langs de maatgevende afschuiving met een veiligheidsfactor van 1.0. Dit kan de afschuiving van de binnenwaartse of buitenwaartse stabiliteit zijn, afhankelijk van welke afschuiving het meest landinwaarts is gericht. Meestal is dit de binnenwaartse afschuiving.