MSeep

Versie 7.4

Groundwaterflow and erosion analyses

Het programma MSeep simuleert tweedimensionale vlakke stationaire grondwaterstroming in gelaagde, doorlatende grondmassieven, inclusief freatische randen. Het grondmassief, dat kan bestaan uit verschillende grondlagen met eventueel damwanden daarin. Het programma bestaat uit een basismodule voor grondwaterstroming en een erosion module voor piping en heave berekeningen.

Onlangs werd een tussenrapport van het project Veiligheid Nederland in Kaart (VNK) aan de 2e kamer aangeboden. In de samenvatting van dit rapport werd de volgende passage opgenomen:"Het mechanisme opbarsten en piping speelt een dominante rol in de huidige overstromingskansen en verdient nader onderzoek. Het onderzoek moet gericht zijn op de methode om de kans op opbarsten en piping te berekenen, het verkleinen van de onzekerheid in de gegevens en de mogelijkheden om de kans op opbarsten en piping te verkleinen."

Erosion module
Het grondwaterstromingsprogramma MSeep is uitgebreid met een module om de kritieke situatie ten gevolge van sijperosie te kunnen bepalen. Deze module zorgt ervoor dat voldaan wordt aan de erosievoorwaarde van grensevenwicht van het korrelmateriaal. Hierbij wordt het rekenhart van MSeep aangeroepen om de noodzakelijke stromingsinformatie te verkrijgen. Met MSeep kunnen nog steeds gewone grondwaterstromingsberekeningen gemaakt worden.

In het geval van waterkerende constructies spelen twee typen van sijperosie een belangrijke rol: aangegeven met de Engelse aanduidingen Piping en Heave (ook wel onderloopsheid c.q. opdrijven genoemd). Piping ontwikkelt zich langs de onderkant van de constructie, min of meer in horizontale richting. Er wordt een erosiekanaal gevormd. Heave is verticaal gericht, geassocieerd met het verdwijnen van de effectieve korrelspanningen. De zandkorrels worden als het ware door het water opgetild en weggespoeld.

De invoer voor een erosieberekening wordt verzorgd via het nieuwe tabblad Erosion. Hierop staan de Piping en Heave gegevens. Voor beiden moet de rand worden aangegeven, waarlangs het erosiekanaal zich ontwikkelt. Dit gebeurt onder het kopje Piping, waar het uittree- en intreepunt worden aangegeven. Heave is maatgevend, als er een damwand aanwezig is, waar de ontwikkeling van het erosiekanaal gestopt wordt. In dat geval is het maatgevende verhang langs de damwand vereist, onder het kopje Heave.

De resultaten zijn verwerkt in vier soorten uitvoer. Er is een rapport waarin alle berekeningsresultaten in de vorm van getallen zichtbaar gemaakt zijn. Daarnaast zijn er drie soorten grafieken.
Er kan een contour van de isohypsen worden getoond, behorende bij het resultaat van de erosieberekening. Dit is interessant om te zien hoe het algemene stromingspatroon beïnvloed wordt door de erosie. Ook kan het specifieke patroon bij het kanaal worden uitvergroot.

Voorts is er een eenvoudig plaatje, waarin het kritieke verval en de lengte van het erosiekanaal zijn aangegeven.

Tenslotte is er een meer gedetailleerd plaatje, dat voor piping en heave verschillend is. Bij piping wordt het verband getoond tussen verval en kanaallengte getoond. Het grootste verval is het kritieke verval. Bij heave wordt het verval langs de onderrand van de dijk getoond. In het erosiekanaal is dit praktisch  0, omdat het kanaal bij heave relatief veel dieper en dus nauwelijks weerstand heeft. Een uitgebreide beschrijving van de erosion module kunt u hier downloaden (294kB).