Wat is piping bij dijken?

Piping is het verschijnsel dat er water onder de dijk doorstroomt dat zand meeneemt en daarmee de dijk verzwakt. Het water stroomt dus "onder de dijk door" als gevolg van waterdruk door de hoge waterstand aan de waterzijde van de dijk. Het water dat het zand meevoert, stroomt onder het waterdichte pakket van klei dat op een dijkvoet van zand ligt. Door de hoge waterdruk gaat de uitspoeling van vooral de zanddeeltjes steeds sneller waardoor een soort kanaaltje of pijp wordt gevormd. Piping ontstaat op het grensvlak van klei (dijk) en zand (ondergrond): door het meevoeren van het zand ontstaan er holle ruimten en na verloop van tijd, als de holle ruimten zich uitbreiden, kan de dijk ter plaatse instorten. Piping is dus een specifieke vorm van kwel, namelijk waarbij grondddeeltjes met het kwelwater worden meegevoerd.

Piping is een belangrijk faalmechanisme bij dijken, waarbij water met zanddeeltjes onder de dijk doorstroomt. Achter de dijk komt het water met de zanddeeltjes omhoog. Hierdoor ontstaat een kanaaltje (een 'pipe') onder de dijk en een wel aan de binnenzijde van de dijk. De dijk kan hierdoor verzwakken en uiteindelijk zelfs bezwijken.

Een faalmechanisme van dijken. Onder invloed van wateroverdruk barst de grond op aan de binnenzijde van de waterkering en vindt er stroming en pijpvorming plaats onder de dijk. Hierdoor vindt in de dijk erosie van zand plaats. Deze pijp kan doorgroeien tot de rivier/zeezijde van de dijk, waardoor de dijk ondermijnd wordt. Piping is het verschijnsel dat er water onder de dijk doorstroomt dat zand meeneemt en daarmee de dijk verzwakt. Het water stroomt dus onder de dijk door als gevolg van waterdruk door de hoge waterstand aan de waterzijde van de dijk. Het water dat het zand meevoert stroomt onder het waterdichte pakket van klei dat op een dijkvoet van zand staat. Bij waterkeringen: het verschijnsel dat onder een waterkering een holle pijpvormige ruimte ontstaat doordat het erosieproces van een zandmeevoerende wel niet stopt. PipingSyn.: onderloopsheid Def.: de lekstroom onder een constructie door.

Piping kán voorkomen tijdens hoogwatersituaties. Door het grote verschil in waterstand vóór en achter de dijk, ontstaan grote drukverschillen. Door die drukverschillen kan water ónder de dijk doorstromen en achter de dijk weer tevoorschijn komen. Hier ontstaat een wel, een plek waar (kwel-)water uit de grond omhoog komt. Dit is op zich niet ongebruikelijk, maar wanneer het hoge water en het verschil in waterdruk aanhouden, kan water door de zandlaag onder de dijk gaan strómen. Wanneer dit stromend water zanddeeltjes meeneemt, ontstaat de kans dat er een kanaal (pipe) ontstaan onder de dijk door ontstaat. Als dit proces langer doorgaat, kan uitslijting van het kanaal uiteindelijk leiden tot het instorten van de dijk. Samengevat, piping kan ontstaan tijdens hoogwatersituaties. Door uitholling van de ondergrond van de dijk, kan de dijk uiteindelijk instorten.

Piping wordt vaak tegengegaan door de aanleg van een pipingberm aan de binnenkant van de dijk. Door het gewicht van deze berm kan de waterdruk niet door de klei- of veenlaag heen breken. Hierdoor kan er geen pijp ontstaan en zal er dus ook geen piping plaats gaan vinden. Maar er wordt ook constant geïnnoveerd, waardoor er regelmatig nieuwe manieren ontstaan om faalmechanismen tegen te gaan. Zo ook in Gameren, waar ze bezig zijn met een proef tegen piping. Piping kun je tegengaan door: de kwelweg te verlengen, bijvoorbeeld met een kwelscherm of een berm; een filter aan te brengen, bijvoorbeeld van geotextiel, waardoor water weg kan, maar zand wordt vastgehouden; Dat stromende water met zandkorrels kan namelijk een gang vormen, ook wel een ‘pipe’ genoemd. Zo’n gang maakt de dijk minder stabiel en uiteindelijk kan de dijk erdoor bezwijken. Een dijk is gemaakt van materiaal dat water slecht doorlaat, zoals klei. Maar deze klei ligt soms op een laag die wel makkelijker water doorlaat, zoals zand. Als de waterdruk hoog is, kan het zijn dat het water tussen deze lagen een weg naar buiten gaat zoeken en zo aan de binnenkant van de dijk omhoogkomt. Wanneer dit voor een langere tijd gebeurt, kan het grondwater zandkorrels meenemen, waardoor er langzaam als het ware een pijp ontstaat, en hierdoor kan het water steeds makkelijker de dijk onderdoor. Dit noemen we: piping.

Piping is een belangrijk faalmechanisme bij dijken. Als de oplossing van het tegengaan van piping wordt gezocht in traditionele methoden, zoals de aanleg van extra steunbermen of dam- en/of diepwanden, dan heeft dit enorme financiële en ruimtelijke consequenties. Het aanbrengen van verticaal zanddicht geotextiel aan de binnenzijde van de dijk is een relatief eenvoudige, duurzame en snelle oplossing om piping tegen te gaan. Het geotextiel laat het water wel door, maar de zanddeeltjes niet. De ‘pipe’ die binnendijks ontstaat strandt bij het geotextiel.