Realistische faalkansen zijn belangrijk voor dijken in Nederland. Deze vormen namelijk de basis voor de versterkingsopgave (en daarbij behorende investeringen) of voor calamiteitenbeheer. De uitkomsten van LBO1 laten zien dat dit realistische beeld nog niet altijd bereikt wordt. HKV lijn in water heeft daarom onderzoek gedaan naar manieren om op eenvoudige wijze te komen tot realistischere inschattingen van de faalkansen.
Binnen dit onderzoeksproject komen drie onderwerpen aan bod:
- Tweelagensysteem bij piping;
- 3D-Fragility Curves;
- Landelijke set grondparameters.
De onderzoeken sluiten aan bij de rekenregels voor waterkeringen uit het WBI en het BOI. Hieronder worden de drie deelonderzoeken beschreven.
Te hoge faalkansen
Uit praktijkervaringen blijkt dat de huidige methode voor het bepalen van een equivalente doorlatendheid in pipinganalyses bij een tweelagensysteem leidt tot te hoge faalkansen. Deze equivalente doorlatendheid dient als invoer in de Sellmeijer-formule. HKV heeft samen met Rijkswaterstaat een aangescherpte methode ontwikkeld voor het bepalen van de equivalente doorlatendheid.
Binnen de huidige methode wordt bij een tweelagensysteem (twee aansluitende watervoerende lagen), de equivalente doorlatendheid bepaald op basis van het over de dikte gewogen gemiddelde van de twee doorlatendheden. Hierin hebben dieper liggende watervoerende lagen, die vaak een grote dikte en een hoge doorlatendheid hebben, een relatief grote invloed op de equivalente doorlatendheid. Deze lagen zijn echter minder relevant voor het mechanisme piping. De equivalente doorlatendheid wordt op deze manier overschat. De aangescherpte methode van HKV gaat ervan uit dat elke laag een bepaald debiet kan vervoeren. Vervolgens is verondersteld dat het volledige debiet van beide lagen richting de pipe stroomt, en daarmee bijdraagt aan erosie van de pipe en het kritiek verval. Het totale debiet is vervolgens teruggerekend naar een equivalente doorlatendheid.
Zowel de huidige als de aangescherpte methode zijn vergeleken met een dataset van D-Geo Flow-berekeningen uit (Romeijn, 2022). Op basis van de vergelijking blijkt dat de aangescherpte methode steeds een scherpere (hogere) inschatting geeft van het kritieke verval (ten opzichte van de huidige methode) én de sterkte niet overschat (ten opzichte van de referentie-berekeningen in D-Geo Flow).
De aangescherpte methode is toegepast op een drietal cases met een tweelagensysteem in Limburg, Zeeland en Rivierenland. Hierbij wisselt het doorlatendheidscontrast per case. Uit de cases volgt dat de aangescherpte methode in alle gevallen leidt tot een hoger kritiek verval dan de huidige methode. Bij toenemende doorlatendheidscontrasten neemt de winst toe, tot een toename van 30 procent in het kritieke verval.