De snelste dijkrealisatie Toepassen actuele sterkte - POV-M
Joost Borgers (Waterschap Vallei en Veluwe) Arno Rozing (Deltares) Coen Steetzel (Witteveen + Bos)
Inhoud Masterclass 1. Kansen project Noordelijke Randmeerdijk (Joost Borgers) 2. Stappenplan Actuele Sterkte (Arno Rozing) 3. Case Noordelijke Randmeerdijk (Coen Steetzel) 4. Omdenken 5. Vragen en discussie
Kansen project Noordelijke Randmeerdijk Joost Borgers Waterschap Vallei en Veluwe
Kansen project Noordelijke Randmeerdijk • Uitkomsten berekeningen Macrostabiliteit leiden tot mogelijke kansen • Andere / nieuwe inzichten POVMacrostabiliteit • Uitzicht (na 8 jaar) op reële scope Macrostabiliteit
Kansen project Noordelijke Randmeerdijk • Startpunt december 2017 Hoogte
Piping
Macrostabiliteit
2.200 m
6.000 m
7.200 m
• De dijk voldeed nét niet aan de veiligheidseisen • Omdenken: Alternatieven voor dijkversterkingsopgave • • • •
Bestuurder / portefeuillehouder Interne opdrachtgever Projectmanager Technische manager / opdrachtnemer
• Staan verkeerslichten op groen
Kansen project Noordelijke Randmeerdijk • Dijkverbetering (deels) niet noodzakelijk • Geen aantasting van • Landschap • Cultuurhistorie
En daarmee draagvlak en minder kosten en overlast.
Kansen project Noordelijke Randmeerdijk • Toepassen Actuele Sterkte (stap 1) 7.200 m 1.000 m • Twee locaties (stap 2): • R032+20 ca.525m • R037+85 ca. 225m
• Nieuw voor actuele sterkte NRD: opbarstsituatie
Stappenplan Actuele Sterkte Arno Rozing Deltares
Wat is actuele sterkte Vaak is twijfel over toetsresultaat STBI (macrostabiliteit binnenwaarts), er zijn veel onzekerheden. Bijvoorbeeld: • • • •
Ondergrondschematisatie kan anders (gunstiger) zijn Parameters zijn bepaald met beperkt aantal proeven Waterspanningen bij MHW zijn moeilijk vast te stellen Rekentechnieken zijn niet altijd optimaal
Met name twijfel als: • B(his) > B(mhw) en B(his) overleefd. • of als Bel. effecten(huidig) ≈ Bel. effecten (MHW)
Wat is actuele sterkte: Het combineren van mogelijke optimalisaties met doel de werkelijke sterkte zo dicht mogelijk te benaderen.
Stappenplan Actuele Sterkte
Stappenplan Actuele Sterkte • Probabilistisch vs semi-probabilistisch Met probabilistische analyses kan vaak een hogere betrouwbaarheid worden aangetoond dan een semi-probabilistische analyse toelaat. Dat komt doordat partiele veiligheidsfactoren juist zo worden afgeleid dat ze een minimale betrouwbaarheid garanderen (voor alle gevallen (Nederland breed)).
Stappenplan Actuele Sterkte Borging: • Methode beschreven in ‘Handreiking Faalkansanalyse en Faalkansupdating’ (te downloaden via de POV-M website) • Positief advies van ENW en Generiek toepasbaar • In lijn met OI2014-v4 en WBI2017
Stappenplan Actuele Sterkte Uitvoeren actuele sterkte analyses: POV-M: 1. Dijkversterking KIJK (POV-M onderzoek 3 cases en HHSK onderzoek 9 cases) (HHSK- IB-KIJK-Fugro-Deltares) 2. Dijkversterking Noordelijke Randmeerdijk (WSVV- Wi+Bo-Deltares) 3. Expertsessie Normtraject 20-3 (WSHD-Fugro-Deltares) 4. Dijkversterking Zwolle-Olst (WDOD-Deltares) 5. Expertsessie Lekdijk Schoonhoven Amerongen (HDSR-Fugro-Deltares) 6. (Toetsing Vestingwallen Hellevoetsluis) (WSHD -Deltares) Verder: • HHNK: 3 cases in N-H (Markermeerdijk) • Stowa: 3 cases regionale keringen (WSRL en HHNK)
Stappenplan Actuele Sterkte • Projecten / bijdrage aan veiligheidsbeeld Project
Noordelijke Randmeerdijk (WSVV)
totale scope macro
Scope Scope waarschijn- Scope macrostab. macrostab. lijk macrostab. Na AS Stap 1 Na AS Stap 2 voldoende Na AS Stap 3
[m]
[m]
[m]
[m]
7.8
1000
500
8300
7120
5150
2350
ca. 7.000
?
?
?
3
(2.4)
(2.4)
?
[m]
Dijkversterking KIJK (HHSK) Dijkversterking Zwolle-Olst (WDOD) Vestingwallen Hellevoetsluis (WSHD) ………….
?
Case Noordelijke Randmeerdijk Coen Steetzel Witteveen + Bos
Case Noordelijke Randmeerdijk Stap 0 - Inschatting kansrijkheid Actuele Sterkte • POV-M expertsessie gehouden in december 2017 • Conservatieve aannames resulteerde in een ruime STBI scope (ondergrondschematisatie, sterkteparameters en waterspanningen) • Conclusie uitvoeren van Actuele Sterkte lijkt zeer kansrijk
Case Noordelijke Randmeerdijk Stap 1: Detaillering, schematisering en semi-probabilistische analyse Stappen doorlopen: 1. Grondonderzoek en grondparameter bepaling (ongedraineerd) 2. Effect bovenbelasting op stabiliteit 3. Monitoring waterspanningen tbv bepaling freatisch vlak 4. Invloed significante golfoverslag op dijkinfiltratie 5. Aanscherping ondergrondschematisatie 6. Schematiseringsfactor verlagen agv onderzoeken
Case Noordelijke Randmeerdijk Stap 1: Detaillering, schematisering en semi-probabilistische analyse • Op basis van alle onderzoeken zijn nieuwe (semi-probabilistische) stabiliteitssommen uitgevoerd • Resultaat uit Stap 1 Scope STBI van 7.200 m terug gebracht naar 1.000 m Stap 2: Faalkansanalyse • Probabilistische analyse kansrijk voor 2 profielen
Case Noordelijke Randmeerdijk Stap 2: Faalkansanalyse • Probabilistische analyse voor 2 representatieve profielen
Case Noordelijke Randmeerdijk Stroomschema probabilistische analyse: • Opstellen basissom (semi-probabilistisch) • Gevoeligheidsanalyse (invloed parameters en onzekerheden) • Modeleren onzekerheden sterkte en belasting (invoer) Per scenario: • Opstellen van een fragility curve (FC) • Berekenen totale faalkans (combineren fragility curve en waterstand statistiek) • Beoordeling berekende faalkans a.h.v. faalkanseis
Case Noordelijke Randmeerdijk Case 1: R032+20 • Stap 1: SF = 0.91* • Stap 2: β=3.57 Voldoet niet
Case 2: R037+85 • Stap 1: SF = 1,05* • Stap 2: β=5.6 Voldoet * SFeis=1.17 en βeis=3.93
Case Noordelijke Randmeerdijk Fragility curve (case 1) • Geeft de (conditionele) faalkans (β) als functie van de belasting (waterstand) • Faalkans wordt sterk beïnvloed door opdrijven/opbarsten en infiltratie in de dijk
Moment van opbarsten
Waterstand bij norm Illustratiepunt 10 l/s/m
Case Noordelijke Randmeerdijk Fragility curve (case 2) • Faalkans wordt sterk beïnvloed door moment van overslag en infiltratie in de dijk
Sprong door overslag en infiltratie
Case Noordelijke Randmeerdijk Conclusie ‘De snelste dijkrealisatie’ door toepassen actuele sterkte Scope Macrostabiliteit Binnenwaarts Stap 0 (startpunt) Stap 1 Stap 2
7.200 m 1.000 m 750 m
• Meeste winst behaald in stap 1, verdere reductie in stap 2 • Stap 3: faalkans updating bied weinig meerwaarde (geen relevante observaties bekend irt bewezen sterkte) • Overige optimalisaties leid niet tot verdere verkleining scope
Omdenken
Omdenken • Terugkoppeling naar Omdenken / Wat is omdenken? 1. Wat zijn de (nieuwe) mogelijkheden? 2. Waar kunnen we dit nog meer toepassen? 3. Wat zijn de problemen die we zouden kunnen/moeten oplossen?
Omdenken 1. Wat zijn de (nieuwe)mogelijkheden? Ideeën zijn: • Buitenwaartse stabiliteit • Als er potentie voor stap 3 blijkt hoe kunnen we dit succesvoller krijgen. Het valt nu vaak wat tegen: Standaard opzet proefbelastingen. • Actuele sterkte toepassen voor versterkingen (stap 2 weinig problemen, stap 3 is lastiger) • …….
Omdenken 2. Waar kunnen we dit nog meer toepassen? Ideeën zijn: • Regionale keringen (in DAM) • ……
Omdenken 3. Wat zijn de problemen die we zouden kunnen/moeten oplossen? IdeeÍn zijn: • Het is relatief complex en tijdrovend: Ontwikkeling eenvoudige tool.
Vragen / discussie • …………
Samenvatting en conclusie • …………………….