Waterveiligheid
Het toepassen van de klei uit rijperijen in dijken heeft geen directe invloed op de waterveiligheid. Deze klei, vaak afkomstig uit lokale bronnen zoals kwelders of gerijpt baggerslib, heeft eigenschappen die afwijken van traditionele dijkenklei. Om deze klei effectief en veilig te kunnen gebruiken, is het cruciaal om de belangrijkste eigenschappen te begrijpen, goed te testen en juist toe te passen in het ontwerp.
In Nederland bouwen we doorgaans met klei die aan de standaardeisen voldoet. Bij het ontwerpen van dijken met grond die lokaal beschikbaar komt, dient rekening gehouden te worden met klei die niet volledig aan de standaard eisen voldoet. Bepaalde parameters zijn anders dan de standaardklei, zoals bijvoorbeeld het gehalte aan zout en organische stof. Dat leidt mogelijk tot ander beheer, onderhoud en tot ander gedrag bij belasting door een storm. De verwachting is dat meer nazorg nodig is ten opzichte van een dijk met klei die aan de standaardeisen voldoet. Daar tegenover staat dat de aanleg goedkoper wordt (POV-DGG, 2021). Of en hoe een gebouwd kan worden met lokaal gewonnen klei is uitgebreid onderzocht in het Onderzoek Geschiktheid Deltaklei (OGD).
Erosiebestendigheid is een belangrijk aandachtspunt bij het gebruik van deltaklei in dijken. Deze eigenschap bepaalt in grote mate hoe goed de dijk bestand is tegen hydraulische belastingen. Uit het onderzoek blijkt dat de erosiebestendigheid van deltaklei kan variëren en niet altijd direct af te leiden is uit standaard kleiparameters (Jolink, 2023). Om deze reden zijn grootschalige Deltagootproeven uitgevoerd (Deltares, 2022f). Deze proeven simuleren realistische golfbelasting op een schaal die vergelijkbaar is met de werkelijke situatie. Deltagootproeven met vier verschillende kleisoorten (Valgenwegklei, Klutenplasklei, dijkbekleding Blija, en Dollardijk) laten aanzienlijke verschillen in erosiesnelheid zien, ondanks dat alle kleisoorten als erosieklasse 1 zijn geclassificeerd. De verschillen lijken te komen door geclusterd aanwezig zijn van zand in de klei en een grotere porositeit, vooral bij de Dollardijk, waardoor kleibrokken gemakkelijk loskwamen. Dit benadrukt dat naast geotechnische parameters ook de samenhang van de kleilaag, beïnvloed door homogeniteit, verdichting, structuurvorming en vochtgehalte, cruciaal is voor erosiebestendigheid (Jolink, 2023).
De verwerkbaarheid van de deltaklei is getest met behulp van een proefdijk. Hieruit bleek dat de klei goed verwerkbaar is, mits het juiste vochtgehalte wordt aangehouden. Er werd vastgesteld dat een consistentie-index tussen 0,6 en 1,0 optimaal is voor verwerking en verdichting. Dit bevestigde de eisen uit het Technisch Rapport Klei voor Dijken (TAW, 1996) en toonde aan dat deze ook voor afwijkende kleien gelden.
Structuurvorming in de klei, met name scheurvorming, werd onderzocht middels bakkenproeven. Hierbij bleek de deltaklei gevoelig voor structuurvorming, wat potentieel de erosiebestendigheid kan beïnvloeden. In de praktijk, bij de proefdijk, viel de mate van structuurvorming echter mee. Dit verschil werd mogelijk veroorzaakt door factoren als laagdikte, drainage en vegetatie.
Voor het beproeven van de eigenschappen zijn verschillende methoden gebruikt. De Deltagootproeven vormden de meest betrouwbare test voor erosiebestendigheid onder realistische golfbelasting (Deltares, 2022f). Daarnaast werden kleinschaligere roto-erosiemeterproeven uitgevoerd (Deltares, 2022d), waarvan de resultaten in lijn leken te zijn met de Deltagootproeven. De proefdijk gaf inzicht in de verwerkbaarheid en verdichting in de praktijk, terwijl bakkenproeven de structuurvorming over tijd simuleerden (Deltares, 2022e).
In het ontwerp van de dijk speelden verschillende aspecten een belangrijke rol. De erosiecoëfficiënt, bepaald uit de Deltagootproeven, werd gebruikt in een aangepast erosiemodel van Mourik om de benodigde kleidikte te berekenen (Deltares, 2022f). Er werd gekozen voor een flauwer talud (1:7) om de mogelijk lagere erosiebestendigheid te compenseren. De klei dient bij aanbrengen het juiste vochtgehalte (niet te droog en niet te nat) te bevatten en goed te worden verdicht in dunne lagen (0,25 m). Deze verdichting bepaalt in hoge mate de erosiebestendigheid van de klei.
Tegelijkertijd zijn er nog openstaande vragen over de toepasbaarheid, vooral wat betreft het lange termijngedrag van de deltaklei in de dijk. Hoe ontwikkelen het zoutgehalte en organische stofgehalte zich over tijd? Hoe ontwikkelt zich vegetatie over de tijd? Hoe verloopt de structuurvorming op lange termijn en wat is het precieze effect hiervan op de erosiebestendigheid? Deze vragen zullen in vervolgonderzoek en tijdens de driejarige monitoring van de Brede Groene Dijk nader onderzocht worden. Ook is er behoefte aan verdere ontwikkeling van methoden om de toekomstige erosiebestendigheid van nieuw materiaal te voorspellen (Jolink, 2023).
Een aandachtspunt is in hoeverre de aanwezigheid van vegetatiestructuren in gerijpte klei de toepassingsmogelijkheden als dijkenklei beïnvloedt. Over het algemeen is voor dijkenklei de wens dat deze zo homogeen mogelijk is. Vegetatiestructuren in dijkenklei kunnen onstabiele punten in de ondergrond vormen (EcoShape, 2023).