Weerd, B., van der

Dutch

Wageningen Yield 

r 
f 
l, 
NOTA 826 
;,.. augustus 19?4 
Instituut voor Cultuurtechniek en Waterhuishouding 
Wageningen 
ALTER RA. 
Wageningen Universiteit & Research centre 
Omgevingswelenschappen 
Centmm Water & Klimaat 
Team Integraal Waterhehfer 
ONDERZOEK NAAR DE WEGZIJGING 
IN HET DERDE PAND VAN HET 
ORANJEKANAAL 
Ing. B. van der Weerd 
Nota 1 s van het Instituut ZlJU in principe interne conununicatien~iddel<.>!l,, 
dus geen officiële publikaties. 
Hun ilihoud varieert sterk en kan z01vel betrekking hebben op een eenY0U-
digc weergave van cijferreeksen, als op een concluderende discussie yan 
onderzoeksresultaten. In de meeste gevallen zullen de conclusies echter 
van voorlopige aard zijn omdat het onderzoek nog niet is afgesloten. 
Bepaalde nota' s komen niet voor verspreiding buiten het I11sti tuut j11 
aanmerking. 
.. I N H 0 U D 
blz. 
1. INLEIDING 1 
2. DE MEETAPPARATUUR 1 
3. AARD VAN DE ~IETINGEN 4 
4· UITWERKING VAN DE ~IEETRESULTATEN 4 
4.1 DE WEGZIJGING UIT HET KANAAL 4 
; ~:; 
4.2 DE VERDICHTING VAN DE KANAALBODEH 6 
s. SMIENVATTING EN CONCLUSIE 9 
LITERATUUR 10 
1. INLEIDING 
ALTERRA, 
Wngeningen Universiteit & Research centre 
Omgevingswetenschappen 
Centnnn Water & Klimaat 
Temnlnlegraal Waterbeheer 
Ten behoeve van de drinkwatervoorziening wordt in de omgeving van 
Emmen water aan de bodem onttrokken, waardoor ter plaatse het grond~ 
waterniveau is verlaagd. 
Een regionale werkgroep hydrologie, waarin de Cultuurtechnische 
Dienst, Provinciale Waterstaat, Rijks Waterstaat, Rijks Instituut 
voor Drinkwatervoorziening en de Watermij. Drenthe zitting hebben, 
onderzocht in dit verband onder andere de mogelijkheden van aanvul-
ling van het grondwater door middel van infiltratie in het waterwin-
gebied. 
De aandacht richt zich hierbij vooral op het gedeelte van het 
Oranjekanaal nabij Emmen waar door het, ten opzichte van het grond-
1\'ater ca. 4 meter hogere k maalpeil, potentieel de mogelijkheden 
voor infiltratie aanwezig zijn. Gezien in dit licht werd het ge\i'enst 
geacht een inzicht te hebben in de mate waarin onder de huidige 
omstandigheden inzijging plaats vindt en waardeze het grootst is. 
Hiertoe werd aan de Conunissie Waterbeheersing en Ontzilting het 
verzoek gericht om met behulp van de z.g. kwel-wegzijgingsmeters 
een onderzoek daarnaar te verrichten. De bedoeling is 
deze metingen in een later stadium te herhalen na opschoning 
van de bodem om op deze wijze het effect hiervan op de ondergrondse 
afstroming te kunnen bepalen. 
2 . DE HEETAPPARATUUR 
Voor het doen van de metingen is gebruik gemaakt van de kwel-"·egzij-
gingsmeter, een veranderde versie van de z.g. slootkwelmeter ( van 
der Weerd,1966) echter werkend volgens hetzelfde principe. 
De meter bestaat uit een min of meer hoedvormig lichaam van metaal 
met een diameter van o,SO m. De platte rand (zie fig. 1) bevindt 
zich enkele centimeters van de open scherp geslepen onderzijde. 
Boven in de zijwand is een doorstroomopening voor aansluiting van 
een slang door middel van een snelkoppeling aangebracht. 
- 1-
'• 
Fig. 2 
Het naar de bodem laten 
zakken van de kwel-weg-
zijgingsmeter. 
Fig 1 
De beschermkoker wordt 
aan de drijver gehangen. 
De bovenkant van de 11hoed 11 is voorzien van een kruisstuk met 
aangelaste ogen op de hoeken voor bevestiging van het touw dat nodig 
is om het apparaat tot op de kanaalbodem te laten zakken. In geval 
de bodem zich op geringe diepte beneden het waterniveau bevindt kan 
i.pl.v. het touw in het midden van het kruisstuk een vertikale stang 
geschroefd worden, waarmede het-apparaat tot aan de 11hoedrand" in de 
bodem kan worden gedrukt. Bij grotere diepten wordt echter gebruik 
gemaakt van het touw. Bij gebruikmaking van het touw zal het 
apparaat t.g.v. zijn eigen gewicht (19,5 kg) tot aan de "hoedrand" 
in de bodem zakken. Aan de doorstroomopening wordt vervolgens een 
slang gekoppeld, waarvan de lengte is aangepast aan de diepte van 
het kanaal en het uiteinde is voorzien van een 3-wegkraan. Aan de 
3-wegkraan wordt een zogeheten weerballon bevestigd, die gedeelte-
lijk met een bepaalde hoeveelheid water is gevuld. De 3-wegkraan 
wordt in een zodanige stand gezet dat de toegang tot de ballon is 
afgesloten, maar lucht en water uit het apparaat en de slang via 
de andere opening in de kraan kunnen ontsnappen. De 3-wegkraan met 
ballon worden met behulp van een drijver dicht onder de waterspiegel 
opgehangen, waardoor deze gemakkelijk bereikbaar blijft (fig.2). 
De ballon wordt meestal opgehangen in een geperforeerde bescherm-
koker. De drijver wordt op een zodanige manier verankerd dat bij-
voorbeeld door wind of stroom de ballon via de slang niet aan de 
2: Fo:to 1s van Ing.J. v.d.Haas 
Prov.Waterstaat Drenthe 
- 2 -
.. 
0 
f 
• 
J 
.t .. .l f 
• 
;. 
' 
:i-
' 
... · 
soo 1000 
13 
$· 
Q 
• 
0 
• 
m 
Diepe stijgbuis 
Kwelmeetplaats 
10 
• 
12 
Ql 
... 
·I~ $ 
$10 
$9 
•' 
b 
• 
.. - -::... __ j 
Fig. 3 
- 3-
meter kan rukken, waardoor foutieve metingen zouden kunnen ontstaan. 
Na de plaatsing wordt het apparaat tijd gegeven zich te zetten. Ver-
volgens wordt met de 3-wegkraan de verbinding apparaat - ballon geopend 
en de opening naar het buitenwater gesloten. Heeft men te maken met 
wegzijging dan zal de hoeveelheid water in de ballon afnemen. 
Indien er sprake is van kwel dan neemt de hoeveelheid in de ballon 
toe. Aan de hand van de tijdsduur tussen het openen en weer sluiten 
van de kraan en de inhoudsverandering van de ballon kan door mede het 
meetoppervlak in de berekening te betrekken een inzicht worden ver-
kregen over de intensiteit van de kwelstroming. 
3, AARD VAN DE METINGEN 
Gebruikmakend van de hier beschreven meetapparaten zijn in een ge-
deelte van het Oranjekanaal, westelijk van Emmen, over een lengte van 
ruim 6 km op 16 verschillende plaatsen metingen verricht. Een over-
zicht van deze meetpunten '.s weergegeven in figuur 3. De metingen 
zijnverricht van 27 t/m 29 mei 1974. De gemiddelde tijdsduur van 
een meting bedroeg 16 uur. 
Gelijktijdig met de wegzijgingsmetingen is de stijghoogte van het 
grondwater in de diepe peilbuizen in de nabijheid van dit kanaalge-
deelte, alsmede het kanaalpeil waargenomen. 
4. UITWERKING VAN DE HEETRESULTATEN 
4. 1 DE WEGZIJGING UIT HET KANAAL 
· De resultaten van de 1vegzijgingsmetingen zijn in mm/etm weergegeven 
in figuur 4. In deze figuur zijn ook de gemeten grondwaterstanden 
in meters t.o.v. N.A.P. vermeld. Aan de hand van deze gegevens en de 
door de W.H.D. beschikbaar gestelde isohypsenkaart van 28-4- 171 is 
een aantal isohypsen getrokken. Er blijkt vanaf het noordwesten van het 
onderzoeksgebied naar het zuidoosten in de richting van het 
pompstation Emmen een verval in het diepe grondwater op te treden 
van meer dan 4 meter. In het noordwesten is het grondwaterpeil hoger 
dan 15.00 m + N.A.P. Heer zuidelijk langs het Oranjekanaal was de 
stijghoogte iets minder dan 12.00 m + N.A.P. 
- 4 -
.. 
1'5,.50 
• 
.. :.-1 
• 
• /.:. 
"-
. ' 
r 
0 soo 
. .. 
:~ 14.74 
/!I . f. i./ __ .. 
/ ;r 
1000 m 
15.0'3·.8 .I()
·~ 
3.6 y 
''\ 
' , 
.~ 0.6~\ 
'" 
. •. 
--------
14.20 
e Stijghoogte diep grondwater in m. t.o.v. NAP. 
~· 6 Kwelintensiteit in mm/etm. 
'!"'-'· 
__----14.00 ----_Isohypse v.h. diepe grondwater in m. t.o.v. NAP. 
Het kanaalpeil was tijdens de metingen 16.70 m + N.A.P. 
Het potentiaalverschil tussen het kanaal en het diepe grondwater 
varieërde derhalve van ca. 1.70 min het noordwesten tot bijna 5 meter 
in het zuidelijk gedeelte van het onderzochte kanaalgedeelte. Ondanks 
deze relatief grote potentiaalverschillen is de gemeten wegzijging uit 
het kanaal uiterst gering. 
De grootst gemeten intensiteit bedroeg 15,9 rnm/etm. 
Uitgaande van een natte bodemomtrek van 20 meter betekent dit een 
wegzijging van 
20 x 0,0159 = 0,3 m3/etm. per strekkende meter kanaal-
bodem. 
De gemiddelde wegzijging blijkt echter veel lager te zijn. 
De intensiteit van afstroming varieërt sterk van plaats tot plaats. 
Op verschillende plaatsen werd geheel geen wegzijging gemeten. In 
het gedeelte zuidelijk van de brug bij meetpunt 1 zit de kanaalbodem 
vrijwel dicht. Gemiddeld is in dit traject dat tot punt 18 een 
lengte heeft van 2,3 km een wegzijging gemeten van 1 mm/etm. 
Dit betekent dat op het tijdstip van de meting vanuit dit kanaalge-
deelte slechts 
20 x 2,3 x 103 x 1 x 10-3 = 40 m3/etm 
naar de ondergrond afstroomde. 
lr. 'L noordelijk kanaalgedeelte, gerekend vanaf de brug bij meetpunt 1 
tot meetpunt 13, is de wegzijging iets groter. De gemiddelde gemeten 
intensiteit bedroeg hier 4,4 mm/etrn. Over een kanaallengte van 4 km 
betekent dit 
4,4 x 10-3 x 20 x 4 x 103 = 350 m3/etm. 
afstroming naar de ondergrond. 
4.2 DE VERDICHTING VAN DE KANAALBODEM 
De gevonden relatief kleine waarden voor de wegzijging tonen aan dat 
er onder het kanaal hoge vertikale stromings1veerstanden aanwezig 
moeten zijn. Het is bekend dat in kanalen waar ondergrondse afstroming 
plaatsvindt de kanaalbodem wordt verdicht door verstopping van de 
poriën in de grond en sedimentatie van slib op de bodem. Getracht is 
over de mate van verdichting een indruk te krijgen. 
- 6-
,. 
Voor het verkrijgen van een indikatie over de vertikale stromingsweer-
stand terzijde van het kanaal is gebruik gemaakt van door de W.M.D. 
verstrekte gegevens over k D, k De en de dikte van de watervoerende 
laag, die volgens genoemde informatiebron als een vrij homogeen pakket 
kan worden beschouwd. 
De gegevens hebben betrekking op 2 meetplaatsen in de nabijheid van 
het Oranjekanaal 
I 
II 
Hierbij is: 
k D 
2750 m2jd 
2300 m2/d 
À =\l1{iië 
665 m 
315 m 
D 
40 m 
40 m 
k = doorlatendheid watervoerend pakket 
D = dikte watervoerend pakket 
c = vertikale stromingsweerstand van het afdekkend 
pakket 
De doorlatendheid van het watervoerend pakket blijkt derhalve een orde 
van grootte te hebben van 
Uit c = À2 volgt: 
kD 
Ao à 70 m/dag 2 
- 665 -01- 2750 -
= 
160 dagerîb\D 
~ 
/ ' 
43 dagen}n( 
De vertikale weerstand onder het kanaal is berekend aan de hand van 
de gemeten wegzijging en de stijghoogte van het diepe grondwater 
onder het kanaal. 
Daar de wegzijgingsmetingen ten opzichte van de plaats een vrij grote 
variatie vertonen, zijn de hierna volgende berekeningen uitgevoerd 
met een aantal gemiddelde waarden voor de wegzijging. Deze gemiddelden 
zijn bepaald voor de gedeelten van het Oranjekanaal liggend tussen 
twee isohypsen. Een uitzondering hierop vormt het kanaalgedeelte ten 
zuiden van de 12.00 m + N.A.P.-lijn, dat nog weer in tweeën is ver-
deeld. De aldus verkregen indeling is van noord naar zuid genummerd 
van I t/m VI en weergegeven in fig.4 . Voor de stijghoogte van het 
diepe grondwater onder het kanaal is bij de berekeningen de gemiddelde 
waarde aangehouden van de 2 isohypsen die een traject begrenzen. 
- 7 -
'' 
' . 
'. 
Tra-
je ct 
I 
II 
III 
IV 
V 
De vertikale weerstand van de kanaalbodem kan nu worden berekend met: 
w = 
V 
h.-h 
--k g 
q vert 
( 1) 
Hierbij is: 
w = vertikale weerstand onder kanaalbodem in dagen/meters 
q tv= wegzijging uit kanaal in m~/ m 1 /dag 
ver 
hk = kanaalpeil in meters t.o.v. N,A.P. 
h = stijghoogte diepe grondwater onder kanaal in meters g t.o.v. N.A.P. 
Door voor de verdichte bodemlaag in het kanaal een bepaalde dikte aan 
te nemen kan de doorlatenäheid van deze laag worden bepaald met 
waarbij: 
D kb= w u 
V 
kb = doorlatendheid verdichte kanaalbodem 
D = laagdikte 
u = natte bodemomtrek kanaal 
(2) 
De dikte van de verdichte bodemlaag is gesteld op 0,50 m. 
Door substitutie van de gemiddelde gemeten waarden in de formules 
1 en 2 zijn de uitkomsten verkregen die in de laatste 2 kolommen van 
de volgende tabel staan vermeld. 
_: h1 I ...... S l1A" k ~ r s-~ :1 ~· lt-t ~~ c, ;, :-, -~-~, I ~ 
wegzi~ging stijgh.diep grond·- vertik.weerstand 
mm/dag m jm1jdag water onder kanaal verdichte kanaal-
- m + N.A.P. bodem dagen/m' . 
" ~ert hg s w J:.,tj,::_ .IJ_ V 
2,6 0,05 14,50 44 
8,4 o, 17 13,50 19 
6,3 o, 13 12,50 32 
4,3 0,09 11,80 54 
1,0 0,02 11,80 245 
doorlatendheid 
verdichte ka-
naalbodem m/da~ 
~ 
6. 10-4 
1. 10-3 
8. 10-4 
5. 10-4 
1. 10-4 
De berekende doorlatendheden spreken een duidelijke taal inzake de 
verdichting van de kanaalbodem. Vooral als men deze waarden verge-
lijkt met de gevonden doorlatendheden van 60 en 70 m/dag ter zijde 
van het kanaal. 
- 8-
·-;.·. •.·.·. . ... ······-·. 
5. SAMENVATTING EN CONCWSIE 
Onderzoek is verricht naar de mate waarin ondergrondse afstroming 
vanuit het derde pand van het Oranjekanaal plaats vindt. 
Hiertoe zijn op een 16-tal plaatsen, gelijkelijk verdeeld over de 
kanaallengte, metingen verricht met de kwel-wegzijgingsmeter. 
Het onderzoek strekte zich uit over ongeveer 6 km kanaallengte. 
De metingen zijn eind mei 1974 uitgevoerd. De resultaten hebben dan 
ook betrekking op de situatie op dat tijdstip. De wegzijging blijkt 
zeer gering te zijn. Ten zuiden van de zuivelfabriek bij meetpunt 1 
werd over een lengte van 2,3 km een totale afstromimg gemeten van 
40 m3jdag. In noordelijke richting was de afstroming iets groter. 
Over een lengte van 4 km werd hier een totale afstroming gemeten van 
350m3/dag. Deze geringe afstroming, ondanks een potentiaalverschil 
tussen het kanaalpeil en het diepe grondwater van 2 - 5 meter, 
blijkt te worden veroorzaakt door een verdichting van de kanaalbodem 
Berekeningen dienaangaande resulteren in uitkomsten voor de 
k-waarde ~ 0,001 m/d. Hierbij is er vanuit gegaan dat de verdich-
ting zich tot 0,50 m beneden de kanaalbodem uitstrekt. De mening 
heerst over het algemeen dat deze verdichting over een veel geringere 
dikte plaats vindt. In dat geval zullen de werkelijke waarden van 
de doorlatendheid nog kleiner zijn dan de berekende. Vergelijkt men 
de berekende waarden echter met de doorlaatfactoren van 60 en 70 m/dag, 
die terzijde van het kanaal zijn gevonden, dan is het duidelijk dat 
de kanaalbodem van een sterk afsluitende laag is voorzien. 
Interessant is het in dit verband om in aansluiting op dit onderzoek 
eens na te gaan in hoeverre deze slecht doorlatende laag door op-
schonen van de kanaalbodem kan worden verwijderd. Herhaling van de 
wegzijgingsmetingen na opschoning zou hierover een inzicht kunnen 
verschaffen. Bij een systematische aanpak va.t1 de werkzaamheden 
zouden bovendien gegevens kunnen worden verzameld over de exacte 
dikte van de verdichte bodemlaag. 
- 9 -
. ' 
LITERATUUR 
Ernst, L.F. 1963 Grondwaterstromingen in de verzadigde zone 
en hun berekening bij aanwezigheid van 
horizontale evenwijdige open leidingen 
(Proefschrift Utrecht 1962) Verslag Landb. 
Onderz. (Pudoc Wageningen) nr. 67.15 
Weerd, B. van der 1965 Een apparaat voor het meten van slootkwel. 
Cultuurtechnisch Tijdschrift 4. 6. 
- 10 -


Onderzoek naar de wegzijging in het derde pand van het Oranjekanaal

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Wageningen Yield