techniek

Technische uitdaging

De beschikbare kaders en handreikingen (bijvoorbeeld het WBI en OI) bieden nu nog onvoldoende rekenregels en modellen om het effect van het voorland breed in rekening te brengen.

Dit kan worden opgelost door het samenvoegen van specialistische kennis in een maatwerktoets. Die moet  duidelijkheid geven over:

  1. de effecten van het voorland,
  2. de kans op bedreigingen van deze effecten in de tijd,
  3.  het rekenen met voorwaardelijkheid.

Uitleg

Bepalen van effecten

Het effect van voorlanden op de hydraulische belastingen is niet voor alle voorlanden op dezelfde manier meegenomen in de huidige set met hydraulische randvoorwaarden. Op dit moment is niet inzichtelijk waar wel en waar niet en in welke mate:

  • Voorlanden waarvan het Rijk stelt dat het effect hiervan op de hydraulische belastingen niet ter discussie staat, zijn meegenomen in de schematisatie van het WBI.
  • Voor andere voorlanden moet de beheerder deze schematiseren en (middels scenarioanalyse) rekening houden met de kans dat deze tijdens maatgevende situaties niet meer aanwezig zijn.

Het WBI biedt gebruikers de mogelijkheid om het effect van het voorland op de hydraulische belastingen mee te nemen, door de strijklengte en de bodemhoogte aan te passen. Deze aanpassingen zijn toegestaan in het kader van een toets op maat.

Binnen het WBI zijn er twee hydraulische databases: de waterstanden- en de golvendatabase. Deze bieden de beheerder geen ruimte om te variëren met het effect van het voorland. Ook het effect van bijvoorbeeld begroeiing kan niet worden meegenomen. De waterkeringbeheerder moet dus zelf modellen (laten) ontwikkelen. Daarvoor zijn een ontwerpmethode en een (landelijke) beoordelingsmethode nodig. Voor het bovenrivierengebied is dit een verandering ten opzichte van de voorgaande beoordelingsrondes. Daarin werd met behulp van Brettschneider de invloed van voorliggende elementen of veranderingen in voorlanden inzichtelijk gemaakt.

Kans op bedreigingen in de tijd

Er is inzicht nodig in mogelijke bedreigingen van het voorland die tijdens de zichtperiode kunnen optreden. Het gaat hier om natuurlijke processen en menselijk handelen. De beschikbare kaders en handreikingen (het WBI en OI) bieden onvoldoende rekenregels en modellen om de (on)waarschijnlijkheid van dergelijke bedreigingen in de tijd te kwantificeren. De beschikbare WBI-schematiseringshandleidingen gaan wel in op ‘indirecte faalmechanismen’ zoals golfafslag, afschuiving en zettingsvloeiing. Echter, het ontbreekt aan een instrumentarium om de kans van optreden daarvan te bepalen. Ook is beoordeling en kwantificering van gevolgen van menselijk handelen niet mogelijk. Denk aan het verwijderen van bomen, wijziging van bebouwing en ontgraving.

Rekenen met voorwaardelijkheid

De beschikbare software biedt geen mogelijkheid voor probabilistische berekeningen die rekening  houden met de aanwezigheid van (hoog) voorland.

Het ontbreken van de mogelijkheid van rekenen met voorwaardelijkheid verdient extra uitleg. Een en ander hangt samen met de volgende aspecten:

  • Voorwaardelijkheid van de schematisering: hoog voorland zorgt voor twee (voorwaardelijke) schematiseringen. Er kan sprake zijn van een waterstand ónder het niveau van het voorland en een waterstand óp het voorland. Bepaalde aspecten in de schematisering zijn afhankelijk van de hoogte van de waterstand, bijvoorbeeld de freatische lijn. De freatische lijn in de dijk zal aanmerkelijk hoger liggen als er water óp het voorland staat. Dit is wel afhankelijk van de duur van het hoogwater. Ook de mogelijkheid van infiltratie speelt hierin een rol.
  • Voorwaardelijkheid van falen: bij veel mechanismen zullen waterstanden ónder het niveau van het voorland niet tot falen kunnen leiden. Waterstanden daarboven wel. De beschikbare rekensoftware kan geen rekening houden met die voorwaardelijkheid. Ze kan die dus niet meenemen in de berekening van de faalkans op macrostabiliteit. Zo kan de software niet rekenen  met een waterstand ónder niveau van het voorland in combinatie met een afschuiving van het binnentalud (die dus níet tot overstroming zal leiden).
  • Combinatiekeringen: er ontbreken heldere kaders om een combinatiekering van bijvoorbeeld een zandig voorland voor een dijk goed te beoordelen. Denk hier bijvoorbeeld aan de Prins Hendrik Zanddijk (Texel). Hierdoor wordt mogelijk alleen naar de sterkte-eigenschappen van het zandig voorland gekeken in relatie tot de overstromingskans. De combinatie van het zandig voorland en de dijk wordt niet beoordeeld. In dat geval zal er waarschijnlijk meer zand worden neergelegd dan voor de veiligheid noodzakelijk is.