Dijk Analyse Module

Overstromingsrisico onder controle?

Waterkeringen worden ontworpen om een gekozen 'maatgevende' waterstand te kunnen keren, en de kwaliteit van de waterkering wordt gedurende de levensduur getoetst. Bij veel waterkeringen is onder extreme omstandigheden niet het gebrek aan kerende hoogte het probleem, maar de standzekerheid van de waterkering: de dijk gaat eerder kapot dan dat hij overstroomt. Mechanismen als het afschuiven van het binnentalud of interne erosie vormen een grote bedreiging voor veel waterkeringen.

Wanneer extreem hoge waterstanden zich voordoen, dan zal vrijwel nooit exact de ontwerpwaterstand optreden. De waterstand kan dan best iets hoger of juist lager zijn. Bovendien zal uit waarnemingen blijken dat het voorspelde gedrag afwijkt van het werkelijke gedrag van de dijken. De van te voren uitgevoerde analyses zijn dan onvoldoende om de dreigende overstroming effectief het hoofd te kunnen bieden.

Ontwikkeling van een nieuw instrument voor waterschappen

Er is dus behoefte aan een instrument dat tijdens dreigende calamiteiten informatie geeft over de sterkte van waterkeringen. Dit instrument, de Dijk Analyse Module (DAM), kan worden gebruikt voor het beheersen van overstromingsrisico’s zoals het adviseren van noodmaatregelen, bepalen van het evacuatiemoment en het achteraf onderbouwen van getroffen maatregelen.

Samen met de Hoogheemraadschappen van Schieland en de Krimpenerwaard en van Delfland en de waterschappen Rivierenland en Hollandse Delta, met STOWA en met de Provincie Zuid Holland ontwikkelt GeoDelft een softwaremodule die op basis van meteorologische- en waterstandgegevens de gevoeligheid voor bezwijken van dijkstrekkingen en het effect van mogelijke noodmaatregelen aangeeft. Voor deze gevoeligheid worden drie ‘stoplicht’ niveaus onderscheiden:

• Groen – Er is geen reden tot zorgen
• Oranje – Let op, mogelijk gevaar   
• Rood – Kritieke situatie

De (methodische) beoordeling van DAM wordt ontsloten via een topografische kaart. Hiermee ontstaat in één oogopslag een overzicht van de situatie van alle waterkeringen in een beheersgebied. Vanuit de topografische kaart kan indien gewenst worden ingezoomd op de specifieke situatie van een dwarsprofiel of kunnen andere gegevens worden geraadpleegd.
Naast een snelle indicatie van de ernst van de situatie geeft het instrument voldoende informatie en achtergrondgegevens waarmee een specialist zich snel een mening kan vormen van de locale situatie. Voor de bepaling van de sterkte van een waterkering maakt DAM gebruik van gegevens en datasystemen die binnen waterschappen bekend zijn. Hierbij moet men denken aan gegevens over de ondergrond, geometrie, waterspanningen, vreemde objecten in en rondom de waterkering, maar ook aan beheersactiviteiten, foto’s en andere waarnemingen die de afgelopen periode rondom de betreffende waterkeringen zijn gedaan.

Voordat een DAM op waterschapsniveau wordt ingevoerd zal de meerwaarde het komende jaar via pilotstudies in de vier waterschappen worden aangetoond. De vier waterschappen representeren verschillende omstandigheden van waterkeringen namelijk: primaire waterkeringen langs de kust, in het beneden- en bovenrivieren gebied en regionale keringen. Na afloop van de pilotstudies ontstaat een landdekkend beeld waar DAM een zinvolle bijdrage levert aan de reductie van overstromingsrisico's. Nadat de meerwaarde is aangetoond, zal implementatie op waterschapsniveau plaatsvinden.

Kijkje achter de schermen?

Het DAM-project is een deelproject van NOAH. In het NOAH-project wordt FLIWAS ontwikkeld. FLIWAS beoogt door koppeling van bestaande computermodellen rondom overstromingsrisico's de informatievoorziening tijdens hoogwatersituaties beheersbaar te maken en te houden. Op dit moment ontbreekt een module met informatie over de sterkte van waterkeringen en geotechnische onderbouwing voor te nemen maatregelen. DAM vult deze lacune in.

Expertkennis en observaties

Daarnaast wordt door Delft Cluster onderzoek gedaan naar de mogelijkheden om zachte informatie, zoals waarnemingen, met behulp van expertkennis objectief te beoordelen. Deze informatie kan worden gebruikt om de methodische beoordeling van DAM te ‘updaten’.  In de eerste fase wordt getoetst of het mogelijk is om uit zachte informatie objectieve kansen te berekenen, via een ervaringsgebaseerd model (BBN). Een voorbeeld van een dergelijk model voor het bezwijkmechanisme piping is in onderstaande figuur gegeven.

De achterliggende gedachte is dat:
• Op basis van een berekende opbarstfactor, het wel of niet voorkomen van wellen en de
  verwachting van stijgende/dalende waterstand, met expertkennis iets kan worden gezegd
  over de kans op welvorming.
• Deze kans op welvorming, rekenresultaten en waarnemingen van zandmeevoerende
  wellen geeft informatie over de kans op zandmeevoerende wellen bij stijgende of dalende
  waterstand.
• Met deze kans, informatie over historische wellen, en de rekenregel van Hans Sellmeijer (Deltares) kan
  wellicht een ge-update kans op piping worden berekend.

In de tweede fase wordt het model verbeterd en mogelijk voor andere bezwijkmechanismen opgesteld.