september 2006
Rapport
Henk Verheij en Theo Stoutjesdijk
Rapport
september 2006
1 Inleiding en doelstelling... 1—1 2 Proces en werkwijze ... 2—1 3 Inventarisatie Kennisleemtes... 3—1 4 Overzicht doorlopende projecten SBW ... 4—1 5 Nieuwe Kennisleemtes ... 5—1 5.1 Prioritering nieuwe kennisleemtes ... 5—1 5.2 Uitwerking nieuwe kennisleemtes ... 5—1 5.3 Meet- en databehoeften ... 5—2 6 Plan van aanpak 2007-2011 ... 6—1 6.1 Werkzaamheden... 6—1 6.2 Benodigde budgetten en planning... 6—2 7 Voorstellen en aanbevelingen voor toekomstige werkwijze... 7—1 7.1 Vraagidentificatie... 7—1 7.2 Prioritering... 7—1 7.3 Regierol Delta-instituut/rolverdeling deelnemende partijen... 7—2 7.4 Kwaliteitsborging en Communicatie... 7—3 7.5 Link met andere projecten ... 7—5 7.6 Projectrisico’s ... 7—6 8 Literatuur ... 8—1 Appendices:
Gebleken is dat bij de toetsingen wordt aangelopen tegen kennisleemtes, met als mogelijk gevolg dat de waterkering niet kan worden getoetst (er is geen afdoende toetsmethode voorhanden), ten onrechte wordt afgekeurd (de toetsmethode beoordeelt niet scherp genoeg) of ten onrechte wordt goedgekeurd (de methode biedt onvoldoende veiligheidsmarges om dit te voorkomen). Dit is aanleiding geweest om het project Sterkte & Belastingen Waterkeringen (SBW) op te starten met als doel:
Het invullen van de belangrijkste kennisleemtes ten behoeve van de toetsing van primaire waterkeringen.
Er is daarom een Masterplan opgesteld inclusief een plan van aanpak voor de kennisleemtes voor de periode 2007-2011. Het Masterplan vormt een integraal raamwerk voor de uitvoering van de SBW-aktiviteiten. Het Masterplan is opgesteld voor 5 jaar en geeft een doorkijk naar 2016 en verder. Het heeft een voortschrijdend karakter; de feitelijke invulling wordt in de loop der tijd verder uitgewerkt op basis van verkregen inzichten. Het Masterplan bevat een inventarisatie van kennisleemtes alsmede een uitwerking van een aantal geprioriteerde kennisleemtes. Tevens worden in het Masterplan voor zover reeds mogelijk de benodigd geachte meet- en databehoeftes aangegeven.
In onderstaande tabel zijn de uitgewerkte kennisleemtes aangegeven. Het betreft een aantal geselecteerde kennisleemtes die passen binnen het SBW kader.
Nummer Kennisleemte
ENW-1 Hervalidatie piping regel ENW-2 Werkelijke sterkte van dijken ENW-13 Voorland en buitendijkse gebieden ENW-14 Reststerkte van dijken
ENW-16 Relatie Hydra’s en PC Ring
ENW-19 Bepaling van achter- en onderloopsheid kunstwerken ENW-22 Vertaling offshore randvoorwaarden naar nearshore ENW-25 Hydraulica en morfologie splitsingspunten
Fugro TR Grondonderzoek bij dijken
Fugro Verbeteren methodes schuifsterkte bij lage korrelspanningen Fugro Stabiliteitsanalyse eindige elementen methode
Fugro Gedetailleerde methode zettingsvloeiing
Duinen 1.507 800 850 1.200 750 Reststerkte keileem 520 170 120 0 0 Randvoorwaarden Projectmanagement 120 120 120 120 120 Opstellen HR Waddenzee 1.131 1.082 850 517 326 Wind- en golfstatistiek 450 500 450 450 400 Metingen Meetstrategie 805 765 680 610 600
Metingen gestrekte kust 353 350 350 350 350
HR Waddenzee 1.530 540 410 410 410
Totaal lopende projecten 8.062 5.495 4.983 4.940 4.254
In onderstaande tabel is aangegeven hoe de planning en budgettering uitpakt waarbij gestreefd wordt naar een sluitende begroting. Daarbij is ook rekening gehouden met een zodanige oplevering van producten dat deze aansluit bij de planningen van de projecten VTV en HR. Na oplevering van een product zal meestal nog een verdere bewerking nodig zijn voordat implementatie in HR en/of VTV mogelijk is. Wellicht heeft dat nog consequenties voor de planning.
onderwerp 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 beschikbaar voor nieuwe projecten 2.067 6.384 5.817 4.341 466
piping 1.711 342 werkelijke sterkte 605 1.314 801 411 buitendijkse zones en afslagzone 219 219 82 137 reststerkte van dijken 1.396 2.841 2.737 2.737 relatie Hydra's en PC-Ring 109 109 96 achter- en onderloopsheid kunstwerken 342 205
vertaling offshore randvoorwaarden naar nearshore 328 361 361 361 279 hydraulica en morfologie splitsingspunten 106 96 96 92 89 grondonderzoek bij dijken 194 196
schuifsterkte bij lage korrelspanning 218 142 stabiliteitsanalyse eindige elementen methode 411 479 411
gedetailleerde methode zettingsvloeiing 137 137 137 342 274
totaal 2.329 6605 5291 4673 594 594 590 710 274 verschil -262 -221 526 -332 -128 -594 -590 -710 -274
hydraulica en morfologie splitsingspunten 106 96 96 92 89 grondonderzoek bij dijken 194 196
schuifsterkte bij lage korrelspanning 218 142 stabiliteitsanalyse eindige elementen methode 411 479 411
gedetailleerde methode zettingsvloeiing 137 137 137 342 274
totaal 2.753 4979 5743 4235 3587 363 0 0 0
verschil -686 1.405 74 106 -3.121 -363 0 0 0
In dit stadium is er van afgezien om de planning en de budgetten nauwkeuriger op elkaar te laten aansluiten. Ook is geen keus gemaakt voor één van de opties. De voor- en nadelen van beide opties spreken voor zich.
De Wet op de Waterkering (1996) vereist dat de Nederlandse primaire waterkeringen iedere vijf jaar (1996, 2001, 2006, 2011, enzovoort) getoetst worden op het vereiste beschermingsniveau aan de hand van de op dat moment vigerende Hydraulische Randvoorwaarden en Voorschrift Toetsen op Veiligheid.
Bij de eerste twee toetsingsrondes is gebleken dat bij de toetsingen wordt aangelopen tegen kennisleemtes, met als mogelijk gevolg dat de waterkering niet kan worden getoetst (er is geen afdoende toetsmethode voorhanden), ten onrechte wordt afgekeurd (de toetsmethode beoordeelt niet scherp genoeg) of ten onrechte wordt goedgekeurd (de methode biedt onvoldoende veiligheidsmarges om dit te voorkomen). Dit is aanleiding geweest om het project Sterkte & Belastingen Waterkeringen (SBW) op te starten met als doel:
“Het invullen van de belangrijkste kennisleemtes ten behoeve van
de toetsing van primaire waterkeringen”.
Vanuit het project “Sterkte & Belastingen Waterkeringen” (SBW) is door Rijkswaterstaat aan WL | Delft Hydraulics gevraagd om samen met GeoDelft een Masterplan voor SBW en een Plan van Aanpak 2007-2011 op te stellen waaruit de strategie en de concrete uitwerking blijken wat betreft “het invullen van de belangrijkste kennisleemtes ten behoeve van de toetsing van de primaire waterkeringen”.
Het Masterplan vormt een integraal raamwerk voor de uitvoering van de SBW-activiteiten. Het heeft een voortschrijdend karakter; de feitelijke invulling wordt in de loop der tijd verder uitgewerkt op basis van verkregen inzichten. Het Masterplan bevat een inventarisatie van kennisleemtes alsmede een uitwerking van geprioriteerde kennisleemtes. Tevens worden in het Masterplan voor zover reeds mogelijk de benodigd geachte meet- en databehoeftes aangegeven. Het “product” van het Masterplan omvat een beschrijving op hoofdlijnen van mogelijke werkzaamheden voor de periode 2007 – 2011 en daarna en een indicatie van benodigde budgetten voor deze jaren.
Op basis van het Masterplan is een Plan van Aanpak opgesteld waarin voor de uitgewerkte kennisleemtes de planning en budgettering voor de periode 2007 – 2011 met een doorkijk naar 2016 worden aangegeven.
Stoutjesdijk van GeoDelft, waarbij de penvoering in handen was van de heer Verheij. De invulling van de uitgewerkte kennisleemtes is uitgevoerd door diverse specialisten van WL | Delft Hydraulics en GeoDelft.
betrekking tot Sterkte & Belastingen Waterkeringen te komen vanwege de begrotingscyclus en de wens om vanaf begin 2007 al nieuwe projecten in gang te kunnen zetten onder tijdsdruk is uitgevoerd, is er een pragmatische werkwijze gekozen. In deze pragmatische aanpak zijn de processtappen verkort door in klein comité keuzes te maken en een beperkte externe consultatie te houden. Dit komt in dit Masterplan summier aan de orde, maar er worden ook voorstellen en aanbevelingen gedaan hoe dit in de komende jaren beter en meer structureel vorm kan worden gegeven. Dit Masterplan is immers het eerste, en zal de komende jaren naar de dan geldende inzichten aangepast gaan worden.
In dit Masterplan komen achtereenvolgens aan de orde:
een inventarisatie van kennisleemtes bij de primaire waterkeringen (hoofdstuk 3 en Appendix A met de bijlagen 1, 2 en 3);
een overzicht van reeds lopende en doorlopende projecten die onder SBW vallen (hoofdstuk 4);
de gevolgde prioritering ten behoeve van de (nieuw) uit te werken kennisleemtes (paragraaf 5.1);
uitwerking van de geprioriteerde kennisleemtes (paragraaf 5.2 en Appendix B);
voor zover al mogelijk de benodigd geachte meet- en gegevensbehoeftes vanuit de Faalmechanismen en Hydraulische Randvoorwaarden (paragraaf 5.3);
Plan van Aanpak 2007-2011 waarin een beschrijving op hoofdlijnen van de mogelijke werkzaamheden voor de periode 2007-2011 en daarna (hoofdstuk 6);
een indicatie van de planning en de benodigde budgetten voor deze jaren (hoofdstuk 6); voorstellen en aanbevelingen om het proces van vraagidentificatie, vraagsturing en prioritering meer structureel vorm te geven (hoofdstuk 7).
de recente inventarisatie en prioritering van kennisleemtes door de ENW, inclusief inbreng van STOWA (ENW-KG-06-49, concept, juni 2006). Deze is opgenomen in bijlage 1 van Appendix A;
het Fugro rapport betreffende Verbeterpunten geotechnische toetssporen (Fugro 1206-0049-000, juni 2006). Het overzicht van kennisleemtes is opgenomen in bijlage 2 van Appendix A;
het Infram rapport Kennisleemten Waterkeringen: Inventarisatie, oplossingsrichting en urgentie (Infram i746, december 2003). Dit overzicht is opgenomen in bijlage 3 van Appendix A.
De ENW inventarisatie en het Fugro-rapport zijn van recente datum. In het Infram rapport wordt een overzicht gegeven van kennisleemtes die mede gebaseerd is op een flink aantal eerder verschenen rapporten en inventarisaties. Met deze drie rapporten als basis ontstaat een redelijk compleet beeld. In ieder geval kunnen de belangrijkste kennisleemtes onmogelijk over het hoofd zijn gezien. Een simpele samenvatting is vrijwel onmogelijk, omdat een onderwerp dat te veel in hoofdlijnen wordt samengevat al snel meerdere deelonderwerpen omvat die op geheel verschillend vlak kunnen liggen (te veel abstractie geeft verwarring over op welke kennisleemtes dit onderwerp wel of geen betrekking heeft), terwijl een uitputtend overzicht de lezer de mogelijkheid ontneemt om hier enig overzicht over te krijgen (zie bijlagen 1 tot en met 3 van Appendix A).
Naast de genoemde primaire bronnen met kennisleemtes zijn er een aantal secundaire bronnen van informatie die in de literatuurlijst zijn genoemd. Deze bronnen dragen echter geen punten aan die niet al in één of andere vorm onder de in de drie genoemde primaire bronnen voor kennisleemtes zijn genoemd.
komende jaar en misschien wel de komende jaren uitsluitsel geven over de te volgen koers. Vanwege deze lastig behandelbare materie is de volgende pragmatische aanpak gekozen:
de lijst met ENW-kennisleemtes en de rangorde die daarin door de ENW is vastgesteld is leidend genomen. Er heeft ten behoeve van het samenstellen van deze lijst begin 2006 een brede consultatie plaatsgevonden, de kennisleemtes zijn op hoofdpunten samengevat en de verwachting is dan ook dat veel van de punten die (vaak meer in detailpunten) uit de diverse andere beschikbare bronnen worden genoemd punt onder de algemene indeling van de ENW kennisleemtes is onder te brengen;
per ENW-kennisleemte is een afweging gemaakt of dit punt onder het onderhavige project SBW aandacht verdient of niet: het project SBW gaat immers over het oplossen van kennisleemtes met betrekking tot de toetsing van primaire waterkeringen;
uit de overige bronnen voor kennisleemtes zijn alle punten nagelopen of dit aanvullend als aparte kennisleemte benoemd moet worden of niet. Op deze wijze is de ENW lijst met kennisleemtes aangevuld;
nagegaan is (voor zover bekend) welke punten niet onder een ander (onderzoeks)spoor worden opgepakt.
Uit deze exercitie komt de volgende lijst met onderwerpen:
ENW prioriteit
Kennisleemte
1 Hervalidatie pipingregel
2 Werkelijke sterkte van dijken
5 Stabiliteit binnentalud bij golfoverslag/overloop 12 Erosiebestendigheid van grasbekledingen 13 Buitendijkse zones en afslagzone beheer
14 Reststerkte van dijken
16 Relatie Hydra’s en PC Ring
18 Diepwaterrandvoorwaarden offshore, inclusief stormduur 19 Bepaling achter- en onderloopsheid kunstwerken
22 Vertaling offshore randvoorwaarden naar nearshore 25 Hydraulica en morfologie van splitsingspunten 28 Fundamenteel onderzoek naar beplanting op keringen 30 Leemten in kennis hydraulische randvoorwaarden rivieren 32 Instrumentarium categorie C keringen
34 Effect van bebouwing in kustzone op veiligheid 35 Afstemming belasting-sterktemodel
37 Opbouw van de ondergrond (heterogeniteit) 38 Harde constructies in combinatie met duinen
47 Waterspanningsverloop bij zeedijken 48 Falen kunstwerken via piping en heave
52 Opzet toetskader
53 Asfaltbekledingen
54 Steenbekledingen op dijken
55 Methode bepaling maatgevende afvoer
57 Falen kunstwerk door niet-sluiten
61 3D-effecten kustlijn
62 Afslag van voorland
64 Verloop van HR tijdens maatgevende omstandigheden
67 Microstabiliteit
68 Hoogwatervoorspelling: schatting gebiedsneerslag 70 Overslag en falen grasbekleding
71 Mechanisme afschuiving
72 Afstemming dijkringbenadering op huidige toetsmethode
76 Zettingsvloeiing
77 Verticale elementen in dijken
Dit is een lijst met kennisleemtes die blijkens de benaming van de kennisleemtes tenminste raakvlakken hebben met SBW. Hiermee is nog geen uitspraak gedaan of de betreffende kennisleemte geheel of gedeeltelijk binnen SBW moet worden opgepakt. Andere fora kunnen hier geschikter voor zijn, en dan zijn verbeterde toetsmethoden een spin-off van onderzoek dat in andere gremia plaatsvindt.
Verder blijkt bij nadere beschouwing dat de verkorte omschrijving van ENW kennisleemtes ten dele te veralgemeniserend is in die zin dat onder een algemene omschrijving deelproblemen worden samengevat waarvan onvoldoende helder wordt wat de problematiek specifiek ten aanzien van de toetsing van primaire waterkeringen inhoudt. Zo blijkt de omschrijving ‘Effect bebouwing in de kustzone op veiligheid’ ook te slaan op ‘Niet-waterkerende objecten’, waarbij aangetekend dient te worden dat niet-‘Niet-waterkerende objecten ook bij dijken een belangrijke kennisleemte vormen, en niet alleen bij de zandige kust. Bij de veralgemenisering in hoofdthema’s vallen een aantal punten weg die juist voor het inventariseren van kennisleemtes ten aanzien van de toetsing van primaire waterkeringen van belang zijn.
b. Reststerkte van dijken (overige mechanismen)
B4 a. Erosie voorland/Afslag voorland
b. Integrale beoordelingssystematiek voor het voorland
B5 a. Niet-waterkerende objecten
b. Effect bebouwing in de kustzone op de veiligheid
B7 Werkelijke sterkte van dijken
B8 Zettingsvloeiing: gedetailleerd/geavanceerd toetsen
B9 Omgaan met onzekerheden in de opbouw van de ondergrond (heterogeniteit) B10 Bepaling onder- en achterloopsheid van kunstwerken
B11 a. Erosiebestendigheid gras door golfaanval (buitentalud)
b. Erosiebestendigheid gras bij golfoverslagloop/overloop (binnentalud) B12 Belasting en toetsing van verticale elementen in de golfoploopzone
B14 Harde constructies in combinatie met duinen
B15 Asfaltbekledingen
B16 Steenbekledingen
B18 Fundamenteel onderzoek naar bomen/beplanting op en nabij waterkeringen B19 Effect langere golfperiode op duinafslag (extremere forcing)
B20 3 D effecten kustlijn
B21 Effect afwijkende dwarsprofielen op duinafslag (steile vooroevers, tweede duinregel, verborgen keringsconstructies)
C3 Verloop van HR tijdens maatgevende omstandigheden C4 Golfopwekking op stromende rivieren (invloed op dijkhoogte)
C5 Algemene statistische/fysische bepaling diepwater randvoorwaarden offshore C6 Vertaling offshore randvoorwaarden naar nearshore belastingen
C10 Effect van hydraulica en morfologie van splitsingspunten op de hoogwaterstanden C12 Prognose extreme rivierafvoeren: methode bepaling maatgevende afvoer
C13 Hoogwatervoorspelling: schatting gebiedsneerslag
C15 Hydraulische randvoorwaarden voor rivieren: diverse leemten in kennis (onder andere invloed ruwheid stroombed)
C16 Statistiek van extreme windbelasting
C18 Instationair waterspanningsverloop zeedijken
C19 Samenhang Hydra’s en PC Ring
D5 Overslag en falen grasbekleding binnentalud
D7 Mechanisme piping
D8 Mechanisme afschuiving
D9 Falen kunstwerk door niet-sluiten
D10 Falen van kunstwerken door piping en heave D11 Falen van kunstwerk door onvoldoende sterkte
H1 Meetcampagne golven
Verbeterde schematisatie freatische lijn bij val na MHW (macrostabiliteit buitenwaarts) Gedetailleerde methode zettingsvloeiing
Piping: ontwikkelen eenvoudig niet-stationaire rekenmodellen 3D analyse piping en opbarsten
Verbetering methode grensprofiel duinen in combinatie met doorbreekcriterium duinen 3D analyse macrostabiliteit
Evenzo zijn de aanvullingen naar aanleiding van het Infram rapport: Hydraulische randvoorwaarden:
- Toetsen bekledingen
- Maatgevende belasting en belastingduur of –vorm per faalmechanisme - Belasting op kunstwerken
- Invloed (zeer) ondiepe voorlanden - Bij complexe geometrieën
- Effecten van morfologie op hydraulische randvoorwaarden
Onzekerheden over vorm, grootte en duur van afvoergolven en resulterende hoogwaterstanden
onderzoeken en de geplande activiteiten van deze onderzoeken voor de komende jaren. In de prioritering is bovendien aangegeven dat het doorlopen van deze reeds lopende onderzoeken de hoogste prioriteit krijgt toegekend.
In onderstaande tabel is dit overzicht weergegeven voor de periode 2007 – 2011. De kosten zijn inclusief BTW en inclusief de projectmanagement- en begeleidingskosten van Rijkswaterstaat. Deze bedragen circa 10 tot 15 % van de onderzoekskosten.
2007 2008 2009 2010 2011
Algemeen (projectmanagement, communicatie, kwaliteit, adviseurs)
Projectleiding 640 568 573 703 718 Faalmechanismen Projectleiding 50 50 50 50 50 Opdrijven/macrostabiliteit 410 20 0 0 0 Golfoverslag 546 530 530 530 530 Duinen 1.507 800 850 1.200 750 Reststerkte keileem 520 170 120 0 0 Randvoorwaarden Projectmanagement 120 120 120 120 120 Opstellen HR Waddenzee 1.131 1.082 850 517 326 Wind- en golfstatistiek 450 500 450 450 400 Metingen Meetstrategie 805 765 680 610 600
Metingen gestrekte kust 353 350 350 350 350
HR Waddenzee 1.530 540 410 410 410
Totaal lopende projecten 8.062 5.495 4.983 4.940 4.254
Bij deze tabel horen met het oog op de verdere uitwerking in dit Masterplan twee cruciale opmerkingen:
ten aanzien van ‘Opdrijven/macrostabiliteit’ is voor 2007 en 2008 samen een aanzienlijk bedrag opgenomen. De nieuw uit te werken kennisleemte ‘Werkelijke sterkte’ (zie volgend hoofdstuk) is een aanvulling op het lopende onderwerp ‘Opdrijven/macrostabiliteit’ dat in ieder geval zal worden voortgezet. Bij de verdere invulling van budget en planning moet hier mee rekening worden gehouden;
5.1
Prioritering nieuwe kennisleemtes
Door Rijkswaterstaat is een volgorde van prioritering aangegeven:De reeds binnen SBW lopende projecten hebben de hoogste prioriteit. Deze onderwerpen zijn in het vorige hoofdstuk genoemd;
Hierna komen de onderwerpen binnen de 25 hoogst geprioriteerde kennisleemtes van de ENW. Door de ENW is een lijst van 25 kennisleemtes aangegeven die als prioritair zijn aangemerkt. Uit deze lijst zijn door 8 nieuwe kennisleemtes geselecteerd die binnen de doelstelling van het project SBW vallen;
Vervolgens komen de ‘overige kennisleemtes’. Deze zouden moeten volgen uit het ‘overzicht van kennisleemtes’ dat in dit Masterplan is opgenomen. Deze was uiteraard op het moment van opdrachtverlening nog niet beschikbaar. Op het moment dat dit overzicht wel beschikbaar was, zijn uit de Fugro-rapportage 4 kennisleemtes voor uitwerking aangewezen.
Op deze wijze zijn in totaal 12 kennisleemtes aangewezen voor verdere uitwerking.
5.2
Uitwerking nieuwe kennisleemtes
De aangewezen 12 kennisleemtes zijn uitgewerkt volgens een afgesproken format. De gedetailleerde uitwerkingen zijn te vinden in Appendix B.
Nummer Kennisleemte
ENW-1 Hervalidatie piping regel
ENW-2 Werkelijke sterkte van dijken
ENW-13 Voorland en buitendijkse gebieden
ENW-14 Reststerkte van dijken
ENW-16 Relatie Hydra’s en PC Ring
ENW-19 Bepaling van achter- en onderloopsheid kunstwerken ENW-22 Vertaling offshore randvoorwaarden naar nearshore ENW-25 Hydraulica en morfologie splitsingspunten
Fugro TR Grondonderzoek bij dijken
Fugro Verbeteren methodes schuifsterkte bij lage korrelspanningen Fugro Stabiliteitsanalyse eindige elementen methode
Fugro Gedetailleerde methode zettingsvloeiing
De onderlinge rangschikking in deze lijst houdt nadrukkelijk geen prioritering in.
vertaling offshore andvoorwaarden naar nearshore 328 361 361 361 279 1690
hydraulica en morfologie splitsingspunten 106 96 96 92 89 479
grondonderzoek bij dijken 218 142 360
schuifsterkte bij lage korrelspanning 194 196 390
stabiliteitsanalyse eindige elementen methode 411 479 411 1301
gedetailleerde methode zettingsvloeiing 137 137 137 342 274 1027
totaal 6706 6631 4721 4080 642 22780
De in de tabel genoemde bedragen zijn bedragen in k€ inclusief 19% BTW en inclusief 15 % kosten voor begeleiding en projectmanagement van Rijkswaterstaat.
De bedragen die in de uitgewerkte kennisleemtes in Appendix B staan zijn alle exclusief BTW en exclusief kosten voor Rijkswaterstaat. Dit verklaart waarom hier andere getallen staan.
5.3
Meet- en databehoeften
Als nieuwe kennisleemtes uitgewerkt gaan worden en resulteren in nieuwe regels en/of methoden dan zullen deze regels of methoden moeten worden gevalideerd. Dit kan gebeuren met bestaande data, maar soms zal het noodzakelijk zijn nieuwe metingen uit te voeren. In de uitwerkingen van de nieuwe kennisleemtes is de meet- en databehoefte aangegeven. Dit betreft met name:
een uitgebreid validatieonderzoek naar de (uitgebreide) methode voor de beoordeling van piping;
veldonderzoek en laboratoriumonderzoek ten behoeve van de ontwikkeling en verificatie van de werkelijke sterkte methode;
grootschalige verificatieproeven bij ieder van de vier sporen ten aanzien van reststerktemodellering;
metingen van potentialen in de grondwaterstroming rond kunstwerken ten behoeve van het ontwikkelen en testen van methoden om met onder- en achterloopsheid bij kunstwerken om te gaan;
uittesten methodes om de schuifsterkte bij lage korrelspanningen te bepalen;
in het voorstel voor Eindige Elementen Methoden wordt aanbevolen om te onderzoeken of monitoringtechnieken bij kunnen dragen aan de voorspellingskracht van EEM methoden (waterspanningen en vervormingen geven inzicht in werkelijk gedrag van de waterkeringen);
6.1
Werkzaamheden
Een optelsom van de reeds geplande werkzaamheden en de uitwerking van werkzaamheden in het kader van de nieuwe kennisleemtes laat direct zien dat er onvoldoende budget is om alle werkzaamheden uit te voeren.
2007 2008 2009 2010 2011
lopende projecten 8.062 5.495 4.983 4.940 4.254
Beschikbaar budget 10.129 11.879 10.800 9.280 4.720
budget voor nieuwe projecten 2.067 6.384 5.817 4.340 466
gewenst budget nieuwe projecten 6.706 6.632 4.720 4.080 642
tekort/overschot -4.639 -248 1.097 260 -176
In totaal lijkt er een tekort te zijn van 3.706 k€. In de lopende projecten is echter een bedrag van 1.120 k€ voor de onderwerpen “Opdrijven/macrostabiliteit” en “Reststerkte keileem” opgenomen, wat ook in de nieuwe kennisleemtes is ondergebracht onder “werkelijke sterkte” en “reststerkte dijken” zodat het werkelijke tekort 2.586 k€ betreft.
Een tweede punt dat de tabel duidelijk maakt is dat er geschoven moet worden in de planning van de nieuwe kennisleemtes of de jaarlijkse budgettering. In 2007, 2008 en 2011 is sprake van een tekort aan budget, in 2009 en 2010 van een overschot.
Strikt rationeel geredeneerd zijn er verschillende keuzes: het budget moet worden verhoogd;
de budgetten per project worden aangepast;
de reeds lopende projecten worden opnieuw geprioriteerd inclusief de nieuwe kennisleemtes, wat kan leiden tot extra budgetruimte voor nieuwe geprioriteerde kennisleemtes en minder voor de reeds lopende projecten;
modellen gebruikt moeten worden. Voor de reservering van tijd betekent dit: 1 jaar voor het VTV en 2 jaar voor de HR.
onderwerp 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 beschikbaar voor nieuwe projecten 2.067 6.384 5.817 4.341 466
piping 1.711 342 werkelijke sterkte 605 1.314 801 411 buitendijkse zones en afslagzone 219 219 82 137 reststerkte van dijken 1.396 2.841 2.737 2.737 relatie Hydra's en PC-Ring 109 109 96 achter- en onderloopsheid kunstwerken 342 205
vertaling offshore randvoorwaarden naar nearshore 328 361 361 361 279 hydraulica en morfologie splitsingspunten 106 96 96 92 89 grondonderzoek bij dijken 194 196
schuifsterkte bij lage korrelspanning 218 142 stabiliteitsanalyse eindige elementen methode 411 479 411
gedetailleerde methode zettingsvloeiing 137 137 137 342 274
totaal 2.329 6605 5291 4673 594 594 590 710 274 verschil -262 -221 526 -332 -128 -594 -590 -710 -274
Concreet betekent de budgetgestuurde aanpak dat in 2007 en 2008 het budget volledig wordt besteed en er een klein tekort is. In 2009 is er een klein overschot, maar vanaf 2010 en 2011 is er een tekort aan middelen. In totaal is er een tekort van 2.585 k€; in de periode 2007 tot en met 2011 is er sprake van een beperkt tekort van 417 k€. De afwijkingen kunnen op twee manieren worden opgelost:
- Voor de periode tot 2011 door de beschikbare budgetten iets anders te verdelen;
- Voor de jaren na 2011 door vergroten van het totale budget of ontwikkelingen af te wachten.
De voorgaande planning heeft als bezwaar dat een aantal projecten wordt getemporiseerd waardoor geen synergie mogelijk is met andere onderzoeken. Dit geldt in het bijzonder voor de kennisleemtes Piping (synergie met het in 2007 en 2008 lopende project IJKDIJK) en Vertaling offshore randvoorwaarden naar nearshore belastingen (synergie met project HR Waddenzee). In onderstaande tabel is daarom een andere planning gegeven.
onderwerp 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 beschikbaar voor nieuwe projecten 2.067 6.384 5.817 4.341 466
piping 1.711 342
werkelijke sterkte 605 1.314 801 411 buitendijkse zones en afslagzone 219 219 82 137 reststerkte van dijken 1.226 3.011 2.737 2.737 relatie Hydra's en PC-Ring 109 109 96
achter- en onderloopsheid kunstwerken 342 205
vertaling offshore randvoorwaarden naar nearshore 328 361 361 361 279 hydraulica en morfologie splitsingspunten 106 96 96 92 89 grondonderzoek bij dijken 194 196
schuifsterkte bij lage korrelspanning 218 142 stabiliteitsanalyse eindige elementen methode 411 479 411
gedetailleerde methode zettingsvloeiing 137 137 137 342 274
totaal 2.753 4979 5743 4235 3587 363 0 0 0
Voor de jaren na 2010 door vergroten van het totale budget of ontwikkelingen af te wachten.
In dit stadium is er van afgezien om de planning en de budgetten nauwkeuriger op elkaar te laten aansluiten. Ten eerste zal ieder jaar een heroverweging van prioriteiten en uit te voeren activiteiten plaatsvinden. Het sluitend maken van de begroting van 2008 is dan het meest geschikte moment om hier besluiten over te nemen, omdat dan de laatste inzichten hierin meegenomen kunnen worden. Ten tweede moet, in het geval dat er activiteiten qua planning en doorlooptijd wijzigen, dat afgestemd worden met de diverse deskundigen, anders is dat een fictieve oefening. Dit was op deze zeer korte termijn niet mogelijk.
7.1
Vraagidentificatie
Er heeft de laatste jaren in zekere zin een uitgebreide vraagidentificatie plaatsgevonden. De sector is uitputtend bevraagd om knelpunten en kennisleemtes aan te dragen. Een probleem is dat hier de afgelopen jaren (te) weinig concreet gevolg aan is gegeven. Ten aanzien van een hernieuwde uitvraag om de meest prangende kennisleemtes is daarom bij dit Masterplan terughoudend opgetreden. De gedachte is dat hier weer meer draagvlak voor gevonden kan worden indien eerst zichtbaar is geworden dat er met de reeds eerder geleverde inbreng iets gedaan is. Met name draagvlak bij ENW en STOWA wordt in het SBW project van groot belang gevonden. Uit technisch oogpunt zijn ook de ‘gebruikers’ (waterschappen, ingenieurs- en adviesbureaus) een belangrijk klankbord voor de praktische bruikbaarheid van de onderzoeksresultaten. Tenslotte moet in de komende jaren ook zichtbaar worden dat het niet alleen bij ‘bevragen’ en ‘klankborden’ blijft maar dat de sector ook daadwerkelijk is betrokken bij het uitwerken van kennisleemtes. Hopelijk draagt dit Masterplan bij aan het zichtbaar maken van het feit dat de bij de bevraging van de sector verkregen informatie heeft bijgedragen aan het tot stand komen van de onderzoekslijnen voor de komende jaren. De vraagidentificatie dient in de komende jaren echter wel een meer structureel en gedragen karakter te krijgen. Hierbij valt te denken aan een model waarin ENW, IPO, Unie van Waterschappen, Rijkswaterstaat, STOWA, waterschappen, kennisinstituten en ingenieursbureaus inbreng hebben bij het samenstellen van een lijst met kennisleemtes. Van direct belang is ook dat er een heldere communicatie plaatsvindt op welke wijze hierin geprioriteerd en gekozen wordt, zodat het voor iedere partij duidelijk is wat er met de geleverde inbreng gebeurt.
7.2
Prioritering
De prioritering van beschikbare (rijks)middelen is ten principale voorbehouden aan de rijksoverheid, waarbij DG Water namens het Ministerie van Verkeer en Waterstaat de zeggenschap heeft, en waarbij de Rijkswaterstaat een sleutelrol zal vervullen. Hier horen twee aanbevelende opmerkingen bij:
tendens is dat provincies en waterschappen ‘uitgedaagd’ worden om bij te dragen in projecten, hetzij bestuurlijk, hetzij door capaciteit te leveren, hetzij materieel. Dit geeft hen ook meer mogelijkheden om inspraak te doen gelden in de uit te voeren projecten.
In de huidige constellatie is geen eenduidige stellingname in de wijze van prioritering mogelijk. Dit zal de komende jaren vorm moeten krijgen. De mening van de ENW zal in de vaststelling en prioritering van kennisleemtes ontegenzeggelijk een belangrijke rol blijven vervullen. Dat is volkomen terecht, maar het is onontkoombaar dat in de afweging van te plegen investeringen in waterveiligheid ook andere overwegingen zoals het maatschappelijk rendement en draagvlak van investeringen in waterkeren meespelen. ENW kijkt naast de aandacht voor de techniek ook naar deze aspecten, maar het lijkt logische ook andere overheidsinstanties in te schakelen.
7.3
Regierol Delta-instituut/rolverdeling deelnemende
partijen
WL | Delft Hydraulics en GeoDelft hebben bij de uitvoering van deze opdracht, vooruitlopend op de totstandkoming van het Delta-instituut en de wijzigende rollen in de waterstaatswereld, de ‘regierol’ op zich genomen. Deze ‘regierol’ houdt niet in dat er beslist is of gaat worden over de besteding van middelen en de beslissing of projecten wel of niet gefinancierd kunnen worden. De ‘regierol’ heeft betrekking op het inschakelen van alle in de sector beschikbare kennis om de met de opdrachtgever (projectleider SBW van Rijkswaterstaat) overeengekomen werkzaamheden en het inhoudelijk uitwerken van kennisleemtes optimaal invulling te geven.
Gezien de tijdsdruk bij het opstellen van het Masterplan is dit op dit moment een goeddeels papieren actie geweest, die de komende periode bij het uitwerken van de kennisleemtes tot concrete projectplannen verder vorm moet krijgen. De grondgedachte is dat het potentieel aan goede adviseurs en goede ideeën zeker niet beperkt is tot de kennisinstituten. Er moet daarom waar er externe experts aanwezig zijn (in de uitgewerkte kennisleemtes is een eerste aanzet gegeven voor de externe experts) een consultatie van de sector plaatsvinden waarin partijen de mogelijkheid hebben om ideeën in te brengen en in aanmerking te komen voor nadere uitwerking daarvan. Dit beloont inbrengers van ideeën en kan een zekere innovatieve impuls geven aan de sector. De kennisinstituten vormen daarin een initiatiefnemende maar ook een (inhoudelijk) kwaliteitsborgende partij.
7.4
Kwaliteitsborging en Communicatie
Door de projectleiding van SBW is een opzet voor de kwaliteitsborging gemaakt (“Opzet kwaliteitsborging SBW”, ENW-KG-06-55, juli 2006). In feite wordt hierin ook een voorzet gegeven voor de communicatie in en rond het project maar daartoe zijn ook afzonderlijke documenten opgesteld (Communicatie deel I, en Communicatie deel II, juli 2006). Aangezien de uitgangspunten voor SBW zowel ‘kwalitatief hoogwaardige producten’ als ‘met voldoende draagvlak/welkom bij gebruikers’ zijn, is het een goede zaak om kwaliteitsborging en communicatie van de SBW projecten niet los van elkaar te zien.
In dit Masterplan is de ‘Opzet kwaliteitsborging SBW’ als basis gebruikt voor de invulling van de kwaliteitsborging en de communicatie. Er is echter wel belangrijk op aangevuld, omdat de nadruk bij kwaliteitsborging in de opzet vooral gericht is op ‘beoordeling van de producten achteraf’. In onze beleving gaat het bij het tot stand komen van een kwalitatief hoogwaardig product dat kan rekenen op voldoende draagvlak en waarvan de toepasbaarheid gewaarborgd is, ook om het in eerdere stadia betrekken van onderzoekers/wetenschappers en beheerders/gebruikers. Hiermee komen we tot een opzet die naar ons inzien beter aansluit bij de uitgangspunten van het SBW project:
SBW levert kwalitatief hoogwaardige producten. Nader ingevuld betekent dit: Goed toepasbaar
Met voldoende draagvlak/welkom bij gebruikers Goedgekeurd door ENW
Onderzoekers/wetenschappers en beheerders/gebruikers worden expliciet betrokken, bijvoorbeeld via klankbordgroepen
ENW speelt een belangrijke rol in de programmering van SBW Samenwerking met VTV en HR is essentieel.
bureaus)
Externe expertise Prioritering SBW in overleg met DI Review teams Opstellen Masterplan DI i.o. (regierol) Externe expertise
Toetsen Masterplan SBW Review teams
Goedkeuring Masterplan SBW DG Water
Initiatie (deel)project SBW Uitvoerende partijen
Uitvoering DI i.o. (regierol) SBW
Uitvoerende partijen
Inhoud/producten SBW / DI Review teams
Project VTV Project HR
Goedkeuring producten SBW ENW
Gebruik VTV, HR Opstellers TR en Leidraden
Gebruikers Toelichting:
Voor de begrotingscyclus van Verkeer en Waterstaat is het nodig om jaarlijks een aanvraag voor budget voor het komende jaar in te dienen. Het Masterplan en Plan van Aanpak ondersteunen deze aanvraag. Op initiatief van SBW moet de sector door het Delta-instituut i.o. hiertoe ‘bevraagd’ worden. Het Masterplan wordt opgesteld voor een cyclus met een periode van 5 jaar. Jaarlijks zullen aanpassingen plaats vinden, maar deze zijn op projectniveau. Er zal zeker niet elk jaar een grootscheepse actie worden uitgevoerd, maar de sector (zie betrokken partijen) moet in ieder geval betrokken zijn en zich betrokken voelen;
Vervolgens moet er geprioriteerd worden. Het initiatief hiervoor ligt bij SBW. Het DI i.o. en de ENW spelen hierbij een belangrijke rol. De prioritering kan getoetst worden in de externe review teams (een team voor Hydraulische Randvoorwaarden, en teams voor de zandige kust en de zee-, meer- en rivierdijken) waarin ENW vertegenwoordigd is;
Op basis van de kennisleemtes en de prioritering moet er een Masterplan inclusief een plan van aanpak komen en moeten kennisleemtes uitgewerkt worden. Het initiatief hiervoor ligt bij het Delta-instituut in oprichting (DI i.o.). Dit gaat over de technische inhoud en hier wordt de regierol ingevuld door al bij de uitwerking van een specifieke kennisleemte de aanwezige expertise in de sector te betrekken; De uitgewerkte plannen worden door SBW aan de externe review teams voorgelegd;
de gewenste richting waarin een onderzoek zou moeten gaan, en die tevens planning, voortgang en financiën bewaakt. Bij externe uitvoering doet het DI i.o. een kwaliteitscontrole op de geleverde producten;
Aan het eind van een (deel)project ligt er een inhoudelijk product. Door de review teams wordt dit inhoudelijk beoordeeld. Verder worden de producten voorgelegd aan de projecten VTV en/of HR, die eindgebruiker van het product zijn. Deze moeten beoordelen of en in welke vorm het product zijn weg in de VTV en de HR kan vinden;
Als er aanleiding is om de VTV, de HR of andere inhoudelijke zaken (ingrijpend) aan te passen dan moet dit worden afgestemd met de ENW. Het initiatief hiervoor ligt (afhankelijk van het onderwerp) bij VTV of HR;
Tenslotte zijn VTV en HR verantwoordelijk voor het aanpassen van de VTV of de HR. De ontwikkelde kennis, en de achtergronden daarvan, moeten ook hun weg vinden in Leidraden en Technische Rapporten. Dit kan SBW onder de aandacht brengen. Bij de gebruikers moet getoetst worden of het eindproduct aansluit bij de behoefte.
Deze aanpak sluit ook aan bij het Communicatieplan. Belangrijk doel van de communicatie is om draagvlak voor het project te genereren, en dat draagvlak ontstaat indien de juiste (groepen) mensen betrokken worden bij de projecten. Hiernaast is er een andere vorm van communicatie in de vorm van externe presentatie van het SBW project (bijvoorbeeld op de Hoogwaterdag) en publicaties over het project en de resultaten daarvan. Bij het gereedkomen van een onderzoek zou overwogen moeten worden of het zinvol is een workshop, cursus of symposium te organiseren om de ontwikkelde kennis breed bekend te maken. Tenslotte is het, gezien de projectdoelstellingen, nuttig om de ENW (plenair en werkgroepen) periodiek bij te praten over de plannen en de vorderingen van het project.
7.5
Link met andere projecten
De link met de projecten VTV en HR is in de vorige paragraaf al aangegeven. Hier staat ook benoemd dat de ontwikkelde nieuwe kennis zijn weg in Leidraden en Technische Rapporten moet vinden.
Meer inhoudelijk is per kennisleemte in de uitwerkingen aangegeven welke raakvlakken er zijn met andere lopende onderzoeken. Hier wordt met name Delft Cluster genoemd. In Delft Cluster gaat het over kennisontwikkeling onder andere op het gebied van veiligheid tegen overstromen. In de uitwerkingen van de kennisleemtes is er op gelet dat de SBW-projecten en DC-projecten elkaar niet overlappen, maar elkaar wel zo mogelijk versterken.
gebruikers, producten waarvoor geen draagvlak is bij de ENW;
Onderzoekers/wetenschappers en beheerders/gebruikers voelen zich onvoldoende betrokken;
ENW herkent haar inbreng onvoldoende in het project.
In paragraaf 7.4 is onder ‘kwaliteitsborging en communicatie’ aangegeven hoe hier mee om kan worden gegaan om deze projectrisico’s af te dekken. Aanbevolen wordt om in de initiatiefase van de (deel)projecten dit expliciet in de projectplannen te benoemen en ook te controleren dat het op deze wijze gebeurt.
Een risico dat aan projecten kleeft die kennisontwikkeling en onderzoek betreffen is dat het onverhoopt niet lukt om binnen tijd en/of budget tot een afsluiting van het onderzoek met het gewenste resultaat te komen. De materie blijkt lastiger dan vooraf kon worden ingeschat. Het is inherent aan kennisontwikkeling en onderzoek dat dit kan gebeuren. Het enige dat gedaan kan worden om dit risico zo klein mogelijk te houden is om in de uitwerkingsfase van een kennisleemte al diepgaand na te denken over de beste aanpak, en deze te toetsen in de review teams. Dit is voorzien in de geschetste aanpak.
hard copy):
ENW onderzoeksagenda 2007 (concept) ENW-KG-06-49, juni 2006
Fugro: Verbeterpunten geotechnische toetssporen
Fugro Ingenieursbureau B.V., rapport 1206-0049-000, mei 2006 Infram: Kennisleemten Waterkeringen – inventarisatie, oplossingen en urgentie
Infram rapport i746, dec 2003
Infram: Inventarisatie kennishiaten hydraulische belastingen Infram rapport i1006, nov 2002
SBW: Opzet kwaliteitsborging SBW
SBW rapport ENW-KG-06-55, juli 2006 RWS: Communicatie deel I procescommunicatie
RWS, juli 2006
RWS: Communicatie deel II productcommunicatie RWS, juli 2006
Bijlage 1 ENW kennisleemtes;
Thema A. Normering en beslissingscontext
Nr. Bron titel vraagstelling doel
Uitvoer-ingstijd [jaar] Kosten -categor ie [k€] A1 ENW-V Methode voor
kosten-baten analyse en cases
Bij het evalueren van maatregelen spelen kosten en baten een grote rol. De toepassing van de nieuwe CPB methode voor het bepalen van deze kosten en baten is nog niet helder de toepassing van FYRR
Inzicht in de kosten en baten van maatregelen en brede acceptatie van de kosten-baten methode
0-2 jr 100-500
A2 ENW-V Vergelijking met andere (externe) risico’s
Het overstromingsrisico lijkt één van de grootste externe risico’s te zijn in Nederland, volgens een studie van het RIVM. De vraag is of deze praktijk onderbouwd kan worden
In het veiligheidsdebat de risico’s van overstromingen vergelijken met andere risico’s
0-2 jr < 100
A3 ENW-K Normerings-problematiek
Er moet zicht komen op de effecten van een overstromingskans benadering op de veiligheid van de kust cq. de risico’s van een dijkring. De effecten van een aanpassing van de norm moeten op tijd in kaart worden gebracht.
Inzicht in effecten van een overstromingsrisico benadering
2-5 jr < 100
[k€] risico’s en
afslagzone beheer
buitendijkse bebouwing en ontwikkeling van toetsmodel voor alle voorkomende wettelijk genormeerde frequenties én de frequenties behorende bij de vast te stellen
beschermingsniveaus van de buitendijkse gebieden.
afslagzone
A5 ENW-K Reele risico’s voor (m.n) bebouwing in de afslagzone
Bepaling van risico (kans, gevolg) in de
afslagzone. Wie draagt de kosten/baten? Wat is maatschappelijk acceptabel?
Inzicht in risico’s buitendijks de afslagzone 0-2 jr <100 A6 STOWA Formuleren van uitgangspunte n (tijdshorizon) voor ontwerp
Op welke wijze moet rekening worden gehouden met effecten van bodemdaling, zetting, krimp, zee- en meerspiegelrijzing i.v.m. kruinhoogte en sterkte en toekomstig ruimtebeslag van een dijk?
A7 ENW-R STOWA
Instrumentari um categorie C keringen
Filosofie voor normering belasting en sterkte. Er is een tendens om de structurele bijdrage van categorie C waterkeringen aan de gebiedsveiligheid tegen overstroming te kunnen evalueren. Compartimentering is hierbij een belangrijk onderwerp.
Het ontbreekt aan voorschriften en methoden voor de toetsing op functionele
betrouwbaarheid. Norm voor belasting? Welke
Methode voor normeren en toetsen van categorie C waterkeringen /
compartimenteringen
[k€] criteria aanlegen voor het toetsen van de
betrouwbaarheid van de sterkte? A8 overig Afwegingskade r voor maatregelen in de veiligheidskete n
In Nederland wordt van oudsher de nadruk gelegd op preventie, en wordt aan andere delen van de veiligheidsketen minder aandacht besteed. In Amerika worden de prioriteiten anders gelegd. De vraag is op welke manier de verschillende maatregelen in de
veiligheidsketen tegen elkaar kunnen worden afgewogen.
Een 0-2 jr < 100
Thema B. Sterkte van Waterkeringen
Nr. Werk-groep
titel vraagstelling doel
Uitvoer-ingstijd [jaar] Kosten -categor ie [k€] B1 ENW-R / Stabiliteit binnentalud bij golfoverslag / golfoverloop
Bezwijk-Toestaan van een hoger overslagdebiet? Wrijvingseigenschappen van en infiltratie snelheid in gestructureerde klei?
Sterkte binnentaluds bij golfoverslag
Toetsmethode met alle relevante parameters voor betere invulling van geavanceerde toets
TR Sterkte binnentaluds
[k€] ENW-T mechanismen
bij golfaanval
Reststerkte
Binnen VNK niet goed gemodelleerd.
TR Sterkte dijk bij golfaanval
(reststerkte) 2-5
B2 ENW-R Micro-stabiliteit
Onderzoek naar mechanisme. In het TR Waterkerende Grondconstructies wordt geen rekening gehouden met erosie door stroming parallel aan talud.
In VTV aangehouden evenwichtshelling 1:5 in werkelijkheid veel flauwer.
Modelontwikkeling voor veilige toetsmethode om te voorkomen dat dijken ten onrechte worden goedgekeurd. < 2 500 - 1000 B3 ENW-T STOWA ENW-R ENW-T Onbeschermde kleidijken Toetsen op reststerkte / erosie van onderlagen Bresgroei in kleidijken Reststerkte van dijken
Optimale inpassing van dijken zonder harde bescherming in natuurlijke omgeving. Specifiek probleem IJsselmeergebied i.r.t. keileem
Voorspellingsmethode snelheid bresgroei bij kleidijken t.b.v. voorspelling
overstromingsrisico’s
I.v.m. veiligheidsbenadering d.m.v. overstromingskansen en –risico’s is een kwantitatief inzicht in reststerkte noodzakelijk voor het stellen van realistische criteria voor bezwijkmechanismen en het berekenen van het
Ontwerp- en toetsregels
Ontwikkeling bresgroeimodel voor kleidijken
Kwantitatieve info over reststerkte van dijken voor bijstelling toetscriteria (minder streng). Formules voor
verbetering probabilistische berekeningen voor VNK.
[k€] inundatierisico. B4 ENW-R ENW-T ENW-T Erosie voorland Afslag van voorland Bepaling stabiliteit van het voorland
Erosie van zand in onbeschermd voorland. Erosie van klei (reststerkte, kleiduin). Methodiek voor bepaling afslag van de kust bestaat alleen voor zandige kust
Behoefte aan integrale beoordelingsmethodiek voor het voorland
Toetsmethode voorland, Erosiemodel klei,
Toets- en dimensionerings-model kleiduin
Ontwikkeling afslagmodel voor niet-zandige oevers
Ontwikkeling ontwerp-/toetsmethode
Op een samenhangende wijze samenbrengen van beschikbare kennis in een integrale
beoordelingssystematiek 2 - 5 500-1000 B5 ENW-R ENW-T ENW-K Niet-waterkerende objecten Effect bebouwing in de kustzone op veiligheid
Geen ontwerpmethode voor het toelaten van NWO’s.
Geen gedetailleerde methode voor de beoordeling van het effect van NWO’s op taludstabiliteit.
Bebouwing betreft niet waterkerende
constructies (bijv. een hotel) op een duin, de fundering van gebouwen in de afslagzone, maar ook harde, waterkerende elementen in een zachte kering (duinvoetverdedigingen, boulevardmuren, combinatie duin en dijk,
Opstellen praktisch toepasbare ontwerpmethodiek voor NWO’s Opstellen eenvoudige en gedetailleerde toetsmethode voor NWO’s
Betere toetsing ter plaatse van de bebouwde kust. Inzicht in positieve en negatieve effecten van bebouwing op de mate van afslag. Mogelijke kostenreductie,
2 – 5
0-2 jr
[k€] aansluitconstructies).
Bij de huidige toetsing (met het
Duros/WinKust-model) wordt expliciet géén rekening gehouden met de aanwezigheid van deze harde elementen in de afslagzone.
indien bebouwing de mate van afslag positief beïnvloed.
B6 ENW-R Toetsen: Veenkades en droogte
Kennislacunes in:
- het inzicht in het bezwijken van veen - mechanismen die tot bezwijken
aanleiding kunnen geven
- vaststellen van omstandigheden die tot faalmechanismen aanleiding geven
Onzekerheid over
bezwijkmechanismen bij waterkeringen met veen bij droogte in samenhang met de waterhuishouding terugdringen. 2 - 5 100 - 500 B7 ENW-R Werkelijke sterkte van dijken
Door huidige werkwijze (labproeven: sterkte bij kleine vervormingen) wordt de werkelijke sterkte van waterkeringen niet in rekening gebracht.
VNK-resultaten voor piping (gebaseerd op Sellmeijer) sluiten niet aan bij huidige adviespraktijk
TR voor geavanceerde toetsing van macrostabiliteit.
Uitstel van dijkverbeteringen. Verfijndere modellering van faalmechanisme piping om VNK-resultaten geloofwaardiger te maken. < 2 > 1000 B8 ENW-R ENW-T Zettingsvloeiin g
De huidige stand van kennis is nog niet verwerkt in toegankelijke producten voor gedetailleerd/geavanceerd toetsen.
Overzicht witte vlekken en mogelijkheden om daarin te voorzien.
Mogelijkheid voor uitbreiding eenvoudige,
gedetailleerd/geavanceerd toetsen (Westerschelde) voor alle watersystemen. Kennis kan worden gebruikt voor opstellen van ontwerpmethode voor voorland.
[k€] Praktisch toepasbare toets en
ontwerpmethode. B9 ENW-R Opbouw van
de ondergrond (heterogeniteit )
Opbouw van de ondergrond is onzekere factor bij het beschouwen van faalmechanismen. Er is geen rationele benadering voor schematisatie van ondergrond voor toetsing, waarbij
aandacht aan de betrouwbaarheid wordt geschonken.
Opstellen van een systeem voor het karakteriseren van de opbouw, waaruit naar voren komt in welke mate van detail en met welke zekerheid de
ondergrond bekend is.
Vaststellen van de benodigde intensiteit van grondonderzoek voor een vereist
veiligheidsniveau. < 2 < 100 B10 ENW-T ENW-R Bepaling onder- en achterloops-heid van historische (waterke-rende) kunstwerken
Moeilijke bepaling van onder- en
achterloopsheid (piping) van “historische” kunstwerken voor vijfjaarlijkse toets op de veiligheid. Geen instrumentarium beschikbaar. Onvoldoende gegevens voor toets beschikbar.
Ontwikkelen praktisch
toepasbare methode en criteria voor het toetsen van dit
mechanisme.. < 2 < 100 B11 ENW-T / Erosiebestendi g-heid van grasbekleding en
Belasting buitentalud door golfaanval (golfklap, golfoploop) en binnentalud (golfoverslag, golfoverloop). Huidige toetsregels voor sterkte van grasbekledingen zijn onvoldoende
onderbouwd. Bij het huidige VTV toets van het binnentalud wordt het pulsierende karakter van
Aanscherping toetsmethode VTV en ontwerpen van
grasbekledingen voor zee- en meerdijken bij golfoverslag. Besparing bij dijkversterking. Verbeteren van de
[k€] de golven niet meegenomen.
Erosiebestendigheid gras en afschuiven binnentalud m.b.v. overslagsimulator onderzoeken probabilistische berekeningen voor VNK. Experimenteel vaststellen van de erosiebestendigheid. B12 ENW-T Verticale elementen in dijken
Het dimensioneren en toetsen van damwanden in de golfoploopzone van zeedijken leidt tot onnodig conservatieve resultaten.
Rekenmethode voor dimensionering nieuwe constructies en toetsing bestaande constructies. Concepttekst VTV 500 - 1000 B13 ENW-T Innovatieve waterkeringen
Gericht onderzoek om haalbaarheid en
effectiviteit van innovatieve oplossingen aan te tonen.
Toepassing secundaire bouwstoffen. Monitoring en inspectie dijken (IJkdijk).
Overtuigend bewijs voor toepasbaarheid innovatieve oplossingen. > 1000 B14 ENW-T ENW-K Harde constructies in combinatie met duinen Invloed van harde elementen
Effect harde constructies in de afslagzone en autonome kustontwikkeling is onvoldoende bekend. (Bebouwing, aansluiting dijken aan duinen)
De invloed van harde elementen in relatie tot lange termijn kustveiligheid (o.a.
duinvoetverdediging, kademuur, boulevard, bebouwing, zeedijk, maar ook Hondsbossche Zeewering, havendammen IJmuiden) op de zandige (kustlangs én kustdwars).
Verbeterde rekenmodellen voor toetsing duinen in VTV.
Formules voor VNK
harde elementen hebben invloed op de veiligheid
2-5 jr
> 1000
[k€] gen belastingen. Behoefte aan een beter
toetsinstrumentarium en risicobenadering voor asfaltbekledingen. Set functionele eisen voor innovatieve bestekken.
door verlengen technische levensduur van deze constructies.
1000
B16 ENW-T Steenbekledin gen op dijken
Tijdens het toetsen en ontwerpen van steenbekledingen lopen dijkbeheerders nog steeds tegen kennisleemtes aan.
Aanvullende ontwerp- en toetsregels (VTV).
Verbeteren prob. berekeningen van VNK. 2 - 5 > 1000 B17 ENW-T 2nd opinion toetsen waterke-ringen
Toetscyclus VTV door laten lichten door ‘vreemde ogen’ met kennis van
risicobeheersing. Beleidsvraag goed
geformuleerd? Worden relevante aspecten over het hoofdgezien?
Risico’s in het toetsproces blootleggen. B18 STOWA ENW-R Fundamenteel onderzoek naar bomen / beplanting op en nabij keringen.
Beplanting op een dijk is een uitingsvorm van ruimtelijke kwaliteit. In een aantal gevallen wordt niet gekozen voor beplanting op dijken omdat het aan kennis ontbreekt over de feitelijke sterkte van een dijk. Beheerders staan vaak voor de vraag of beplanting kan blijven staan of kan worden toegelaten.
Bezien welke mogelijkheden er zijn voor beplanting op of direct nabij een dijk. Betere ruimtelijke kwaliteit bereiken bij het
ontwerpen en uitvoeren van dijkwerken.
Zijn er soorten bomen die wel op een dijk mogen groeien?
Optimalisatie beoordelingsprofiel voor het toepassen van
[k€] Mogelijkheden om dijk beter
geschikt te maken voor het toelaten van beplanting. B19 ENW-K Effect
extremere forcing
Bij de beoordeling van de veiligheid van de duinenkust wordt gebruik gemaakt van een rekenmodel dat, voor de vastgestelde ontwerpomstandigheden, de mate van
duinafslag bepaalt. De kern van dit rekenmodel wordt gevormd door het zogenaamde DUROS-rekenmodel. De mate van duinafslag wordt in dit model voornamelijk bepaald door de waterstand en, in mindere mate, de golfhoogte.
een langere golfperiode levert nieuwe vragen op voor de sterkte. Inzicht in het effect van een grotere golfperiode op de mate van afslag
0-2 jr > 1000
B20 ENW-K 3D effecten Bij het bepalen van de invloed van 3D effecten kan gedacht worden aan de volgende
onderwerpen:
- Het effect (2DH) van het lokaal aanpassen van de kustlijn
- Effecten rond constructies
- Veiligheidstoets in complexe gebieden (3D effecten bij bebouwde gebieden, sterk gekromde kusten, zoals eilandkoppen) - Effecten van waterkerende objecten op mogelijke extra erosie van de naastliggende duinen
Doel is dat met deze kennis er beter getoetst kan worden
2-5 jr 100-500
[k€]
dwarspro-fielen
zijn:
- Steile vooroevers (wel of niet correct) - Doorbraak eerste duinregel en aanval op tweede duinregel
- Effect van regelmatige suppleties - verborgen keringsconstructies
E.e.a. moet leiden tot een aanscherping van de richtlijnen voor het gebruik cq. een update van het instrumentarium.
B22 ENW-K Toetsen bij grotere faalkansen
In het kader van de beleidsvorming rond buitendijkse bebouwing (Advies commissie Poelmann) is het noodzakelijk de afslag bij grotere overschrijdingsfrequenties dan 1:10.000 jaar te kunnen berekenen.
Dit toetsinstrumentarium kan, indien tijdig gereed, bijdragen aan het vaststellen van de
huidige veiligheidsniveaus van de verschillende gebieden langs de kust waar buitendijkse
bebouwing aanwezig is. Daarna kan met dit
toetsinstrumentarium periodiek bepaald worden of het
veiligheidsniveau nog voldoet aan de vastgestelde norm.
0-2 jr < 100
B23 ENW-K bouwen met de natuur langs de kust
Door het handhaven van de BKL zal het strand in de toekomst meegroeien met de
zeespiegelstijging. Om dezelfde veiligheid te bieden zal het waterkerende duin ook meer zand moeten gaan bevatten
Inzicht in de effecten van ingrepen op veiligheid en de natuur
[k€] B24 ENW-K Lange termijn
strategie suppleties
Met betrekking tot het lange termijn beheer van het kustfundament middels suppleties, gelden de volgende onderwerpen:
- Effectiviteit van grootschalige suppleties - Effect van het ontgraven van zand op de Noordzee en effecten daarvan op het kustfundament
- Innovatieve suppletie technieken
5-10 jr 100-500
B25 STOWA Materiaalfactor en reg.
keringen
Thema C. Belasting van Waterkeringen
Nr. Werk-groep
titel vraagstelling doel
Uitvoer-ingstijd [jaar] Kosten -categor ie [k€] C1 ENW-K Lange termijn
zandbalans
Inzicht in de lange termijn zandbalans van en tussen de kustsystemen Wadden, gesloten Hollandse kust en Delta
de zandbalans heeft effect op de veiligheid
[k€] C2 ENW-K Effect van
zeegaten
Effect van zeegaten op aangrenzende kusten 0-2 jr < 100 C3 ENW-T Verloop van
HR tijdens maatgevende omstandig-heden
Toetsen dijkbekledingen: Geleidelijke toe- en afnemen van golfhoogte en golfperiode en verloop van waterstand en golfrichting. Onnodige afkeuring en renovatie van bekledingen t.g.v. aanname dat max.
golfcondities gedurende de hele stormseizoen aanwezig zijn.
Richtlijnen voor het toetsen van bekledingen. Aanvulling randvoorwaardenboek. Uitbreiding katern 4 VTV. 2 - 5 100 - 500 C4 ENW-T Golf-opwekking op stromende rivieren
Golven op rivieren tellen behoorlijk zwaar bij maatgevende dijkhoogte. Van golfopwekking tegen de stroom in is weinig bekend.
TR golven op rivieren 2 - 5
C5 ENW-K Diepwaterrand voorwaarden offshore
Algemene statistische/fysische bepaling van hydraulische belasting, waarbij alle relevante parameters in onderlinge samenhang moeten worden bekeken. <2 jr < 100 C6 ENW-K Vertaling offshoreÆ nearshore De algemene diepwaterrandvoorwaarden dienen te worden vertaald naar specifieke near-shore lokatie. Aandacht voor de vertalingsmethode van offshore naar
nearshore, maar ook voor de invoer voor het toetsingsmodel.
< 2 jr < 100
C7 ENW-K Afstemming belastingmode
Het toetsingsmodel vraagt om parameters, maar deze parameters moeten wel worden
[k€] l-sterktemodel bepaald. Voor dijken is dit anders dan voor
duinen C8 ENW-K Klimaatverand
ering
Dit betreft de uniforme aanpak van de belastingvariabelen op lange termijn. Niet alleen zeespiegelstijging, maar ook andere variabelen
< 2 jr < 100
C9 ENW-K Robuust ontwerpen
De ontwerprandvoorwaarden dienen te worden gerelateerd aan de toetsrandvoorwaarden, maar hoe? Het vertaalrecept is afhankelijk van de locatie van de waterkering en van de aard van de waterkering (dijk of duin).
< 2 jr < 100
C10 ENW-R Hydraulica en morfologie van splitsings-punten
De verdelingen van water en sediment op de splitsingspunten Pannerdensche Kop en IJsselkop tijdens extreme afvoeren heeft een direct effect op de hoogwaterstanden in e benedenstroomse takken. Kennisleemte: Hoe hebben veranderingen in de bodemligging tijdens hoogwater effect op de verdeling van water?
Meer betrouwbare beschrijving van het gedrag van de rivier bij splitsingspunten.
Hoe hebben rivierverruimende projecten in de benedenstroomse takken effect op de afvoerverdeling en de sedimentverdeling Betrouwbaardere voorspelling van hoogwater en
daadwerkelijke behoefte aan eventuele beheersmaatregelen aangeven.
[k€] C11 ENW-R Morfologische
ontwikkeling rivieren
Morfologisch gedrag van Rijntakken en Maas slechts ten dele bekend. Behoefte aan
beheersmaatregelen kan slechts globaal vooraf worden geschat.
Kennisleemtes:
Sedimenttransport uit zomer- naar winterbed. Sediment-transportformule bij een ruimtelijk verloop van de korreldiameters ?
Modelinstrumentarium in beperkte mate ontwikkeld om effecten op de kleinschalige morfologie te beschrijven.
Voldoend nauwkeurige
beschrijving van morfologische processen, om onderhoudsinspanning betrouwbaar in te kunnen schatten. 2-5 500 C12 ENW-R Prognose extreme rivierafvoeren: methode bepaling maatgevende afvoer
Aanbeveling Commissie Boertin
(Rivierdijkversterking) is tot op heden niet geïmplementeerd: Bij bepaling van
maatgevende afvoeren overstappen van huidige statistische methode een op fysica gebaseerde methode., waarin het proces van neerslag naar rivierafvoer wordt beschreven.
Komen tot een op fysica gebaseerde methode voor het bepalen van de maatgevende afvoer van de grote rivieren. Minder onzekerheid in maatgevende afvoer. 2-5 200-500 C13 ENW-R Hoogwater-voorspelling: schatting gebiedsneersla g
Verbetering van de hoogwatervoorspelling van Rijn en Maas t.b.v. regionaal waterbeheer. Om een langer waarschuwingsperiode te realiseren is er behoefte aan het verbeteren van de schatting van de komende gebiedsneerslag.
Vaststellen state-of-the-art van het bepalen vabn
gebiedsneerslag en trekken van conclusies over veelbelovende ontwikkelingen voor
hoogwatervoorspellingvan grote rivieren en in de regio.
[k€] C14 ENW-R Ecotopen
langs rivieren (hydraulische ruwheden)
Hydraulische ruwheid van het winterbed als parameter voor ijking van rekenmodellen. T.g.v. rivierverruiming en natuurontwikkeling verschuift het landgebruik van de uiterwaarden naar ruwere ecotopen. Dit heeft gevolgen voor de mate waarin waterstandseffecten van voorgenomen maatregelen kunnen worden voorspeld.
Beschrijving state-of-the-art hydr. ruwheden van diverse ecotopen. Vaststellen PvA om eventueel benodigde aanvullende info te verzamelen.
Meer betrouwbare schatting van waterstandseffecten van rivierverruimende maatregelen. 2 200 C15 ENW-R Hydraulische randvoorwaar den voor rivieren: diverse leemten in kennis
Bij het vaststellen van HR bestaan
kennisleemtes die een belangrijke doorwerking hebben in de resulterende randvoorwaarden alsmede de betrouwbaarheid van die
randvoorwaarden.
Hoe werken onzekerheden in gegevens en modelformulering door in de rvw?
Welke methode dient te worden gehanteerd bij het bepalen van de toetspeilen in de
overgangsgebieden?
Welke ruwheid van het zomerbed hanteren voor maatgevende rivierafvoeren?
Precieze afbakening van
kennisleemtes. PvA formuleren om betreffende kennisvragen te beantwoorden. Meer
betrouwbare toetswaarden en ontwerpwaterstanden. Beter zicht op mate van
hoogwaterbeschermingsinvesteri ngen.
5jr 500
C16 overig Extreme windbelasting
Bij het bepalen van hydraulische belastingen speelt de wind een belangrijke rol. De statistiek van extreme windsnelheid is echter niet
voldoende onderbouwd. De huidige statistieken
Onderbouwing van extreme windstatistiek
[k€] zijn gebaseerd op gegevens van slechts 20 jaar
en ook wordt de draaiing van de wind niet meegenomen.
C17 ENW-R Vegetatiebehe er Winterbed
In natuurlijke rivieren wordt de successie van pionierbegroeiing naar ooibos teruggezet door natuurlijke processen. Ecologen spreken van verstoringsprocessen. De grote rivieren in Nederland zijn echter zodanig vastgelegd met kribben en oeververdediging, dat zulke
processen hier niet meer voorkomen.
Verstoring blijft nodig omdat een verdergaande successie een verruwing van de uiterwaard en een grotere hydraulische ruwheid met zich mee brengt, die de waterstand verhoogt gedurende hoogwater.
Spanning tussen enerzijds dynamiek en flexibiliteit en anderzijds wetten en draagvlak verkennen. 2 jr 200 C18 STOWA Waterspan-ningsverloop voor zeedijken
In de VTV zeer conservatieve aannames. Door het sterk instationaire karakter van de belasting zal de resulterende waterspanning veel gunstiger uitvallen.
Onderzoek naar minder conservatieve aannames rekening houdend met relatief korte belastingduur. C19 ENW-V STOWA Samenhang Hydra’s en PC Ring
Consistentie tussen verschillende
groep ingstijd [jaar] -categor ie [k€] D1 ENW-V In- en uitvoerverbete ring PC Ring
Huidige versie van PC-Ring bevat storende fouten in de schil. Men kan ongemerkt het programma op een verkeerd spoor zetten en lange tijd de verkregen verkeerde resultaten voor de juiste houden.
korte termjn: verwijderen van de storende fouten
1 jr <100
D2 ENW-V In- en uitvoerverbete ring PC Ring
Huidige versie van PC-Ring bevat veel
onduidelijkheden en fouten in de schil. Men kan ongemerkt het programma op een verkeerd spoor zetten en lange tijd de verkregen verkeerde resultaten voor de juiste houden. Ook de onderhoudbaarheid is op dit moment niet goed.
Profesionaliseren van schil PC Ring, Structuurverbetering databestanden, lange termjn
0-2 jr 100-500
D3 ENW-V Schematiserin g en
handleiding PC Ring
Het proces van schematiseren van PC Ring kost veel hoofdbrekens, en met name het omgaan met onzekerheden
Verbeterde set van
handleidingen 1 jr
<100
D4 ENW-V verbetering rekenmethode n PC Ring
Het rekenhart van PC Ring is 10 jaar geleden ontworpen en met de destijds beschikbare rekencapaciteit. Evaluatie van gemaakte keuzes en eventuele aanpassingen
Verbeteringen rekenmethode van PC Ring
0-3 jr
100-500
D5 ENW-V overslag en falen
Meenemen van de hoogwatergolf (ipv blok) , nadere uitwerking van het verwekingsmodel en
[k€] grasbekleding
binnentalud
onderzoek naar mechanisme ‘bevriezing van het binnentalud”
D6 ENW-V falen bekledingen buitentalud
Meenemen van tijdsverloop van de waterstand en windsnelheid en koppelen van Golfklap aan PC Ring
Inhoudelijke verbetering PC Ring 0-2 jr <100
D7 ENW-V mechanisme piping
Verbeteren beschrijving van mechanisme piping naar aanleiding van ervaringen met VNK (model voor een gelaagde ondergrond;
landdekkende database) en het ontwikkelen van een strategie voor het omgaan met
onzekerheden in de opbouw van de ondergrond en lengte-effecten
Inhoudelijke verbetering PC Ring 0-2 jr 100-500
D8 ENW-V mechanisme afschuiving
koppelen van MSProstab aan PC Ring , onderzoek naar een koppeling met eindige elementen, reststerkte, onzekerheid in laagopbouw, stabiliteit in opdrijfsituaties, macrostabiliteit buitentalud en meenemen van zettingsvloeiingen
Inhoudelijke verbetering PC Ring 0-2 jr
> 500
D9 ENW-V falen kunstwerk door niet-sluiten
integratie van niet sluiten en te laat sluiten, meenemen van menselijk handelen en onderzoek van de sterkte in doorstroomde situatie
Inhoudelijke verbetering PC Ring 0-2 jr <100
D1 0
ENW-V falen kunstwerken
uitbreiding van model van Lane, invoeren van Sellmeier voor op staal gefundeerde
[k€] via piping en
heave
kunstwerken, grondwaterstromingsmodel, heave criterium voor het punt van uittreden en invoering ven Sellmeijer model voor
kunstwerken met verticale elementen D1
1
ENW-V kunstwerk onvoldoende sterkte
Kalibratieberekeningen van partiele
veiligheidsfactoren en procedure voor het rekening houden met inspectieresultaten
Inhoudelijke verbetering PC Ring 0-2 jr <100
D1 2
ENW-V duinafslag het koppelen van rekenmodellen Duros en Durosta aan PC Ring, het vergelijken van berekeningen en meenemen van
profielfluctuaties
Inhoudelijke verbetering PC Ring 0-2 jr 100-500
D1 3
ENW-V belastingen integratie tussen hydra’s en PC Ring (modulaire opbouw) en beschrijving van de statistiek over alle programma’s heen
consistentie tussen de
verschillende programma’s die betrekking hebben op de hydraulische belasting
0-2 jr 100-500
D1 4
ENW-V kunstwerken bestaande opties kunstwerken in PC-Ring weer operationeel maken.
Eenvormige behandeling dijken, duien en kunstwerken
1 jr <100 D1
5
ENW-K gevolgen van locale
ingrepen langs de kust op grote schaal
Het effect van locale ingrepen
(Kennmerstrandplan, Zwakke schakels, Maasvlakte 2) op de autonome
kustontwikkeling en de lange termijn kustveiligheid
Inzicht in de effecten om uiteindelijk beter te kunnen in grijpen 0-5 jr < 100 D1 6 ENW-R Systeemwerki ng: interactie tussen dijkringen
Dijkringen hebben invloed op elkaar. Een overstroming in het ene gebied kan een overstroming in een ander gebied voorkomen door ontlasting, maar ook kunnen andere
Meer inzicht in de risico’s van overstroming
