Aanscherping overstromingskans is mogelijk en nu al uitvoerbaar door het meenemen van tijdsafhankelijkheid bij piping. Piping leidt op diverse plekken in Nederland tot grote dijkversterkingsopgaves. De huidige analyses houden echter geen rekening met het feit dat piping veel minder waarschijnlijk is in gebieden met korte hoogwaterduur. Er is immers tijd nodig om het zand te laten uitspoelen, en als de hoogwaterduur relatief kort is, zal de dijk niet bezwijken. De dijk is dus sterker dan volgt uit de huidige rekenmodellen. Het gaat dan vooral om dijken langs de kust, meren, Rijn-Maasdelta en IJssel-Vechtdelta waar het hoogwater voor een belangrijk deel wordt bepaald door stormopzet.
Dit tijdsafhankelijke gedrag van piping is recent onderzocht in het promotieonderzoek van Joost Pol aan de TU Delft. De inzichten hieruit zijn door HKV al toegepast bij het beoordelen en ontwerpen van dijken, zonder aanvullend grondonderzoek of geavanceerde modelstudies. Dit maakt het binnen beperkte tijdsbesteding mogelijk om tijdsafhankelijkheid nu al mee te nemen. Het sluit goed aan bij de filosofie van het nieuwe instrumentarium BOI2023 door het gehele faalproces te beschouwen en de keuze voor het rekenmodel af te stemmen op de relevante faalprocessen. Deze aanscherping van de faaldefinitie leidt tot een realistischer, en gunstiger, beeld van de sterkte van de kering. Bij beoordelingen kan de sterkte van de kering beter bepaald worden en bij dijkversterkingsprojecten resulteert dit in besparingen op tijd, geld en ruimtebeslag. Hierdoor kan worden geïnvesteerd in de dijken waar versterking het hardst nodig is.
Twee voorbeelden waarbij HKV deze nieuwe kennis heeft toegepast, zijn het dijkversterkingsproject Koehool-Lauwersmeer langs de Waddenzee (Wetterskip Fryslân) en een veiligheidsanalyse voor dijktraject Oud-IJsselmonde in de Rijn-Maasdelta (Waterschap Hollandse Delta).
Koehool-Lauwersmeer
Dit dijkversterkingsproject langs de Waddenzee had in de eerste instantie een pipingopgave over een lengte van 16 km met een hoge faalkans. Dit beeld was echter veel ongunstiger dan de verwachting van het waterschap. Daarom is aanvullend onderzoek uitgevoerd, waaronder onderzoek naar de sterkte van getijdenzand. Deze extra weerstand tegen piping gaf een kleinere opgave, maar er bleven dijkvakken over met een opgave. Daarom is door HKV onderzocht hoe groot de extra veiligheid is door het meenemen van tijdsafhankelijke pipegroei in het rekenmodel. Omdat de rekenmethode destijds nog in ontwikkeling was, zijn verschillende veilige uitgangspunten gekozen. Ondanks deze veilige uitgangspunten was er een forse positieve invloed op de berekende faalkansen (factor 100-300), zodanig dat op het gehele traject geen sprake meer is van een pipingopgave.
Oud-IJsselmonde
Op dit dijktraject voldoet één dijkvak niet aan de faalkanseis voor piping volgens de beoordeling in LBO1. HKV heeft voor het waterschap onderzocht in welke mate het veiligheidsoordeel kan worden aangescherpt met tijdsafhankelijkheid. Deze inzichten hebben in een vroeg stadium bijgedragen aan een stabielere scope van het dijkversterkingsproject. Een belangrijk verschil met de Waddenzee is dat hier in het benedenrivierengebied sprake is van een combinatie van stormopzet en rivierafvoer, die een sterk verschillende belastingduur kennen. Ondanks dat de langdurige rivierafvoer hier een significante rol speelt, blijkt uit de resultaten dat het meenemen van tijdsafhankelijkheid nog steeds tot een aanzienlijk lagere faalkans leidt (factor 300-3000 afhankelijk van het ondergrondscenario).
Efficiëntere rekentechnieken
Naast de toepassing van deze kennis voor dijkversterkingsprojecten, ontwikkelen we deze kennis ook verder door, bijvoorbeeld met efficiëntere rekentechnieken. Hierdoor kunnen de probabilistische faalkansanalyses voor beoordeling en ontwerp sneller en nauwkeuriger worden uitgevoerd en binnen een dijkversterking doeltreffend en efficiënt worden ingezet.
Meer informatie?
Neem contact op met Joost Pol (pol@hkv.nl) of David Knops (knops@hkv.nl).
