Bepalen van realistische trajectfaalkansen voor piping en macrostabiliteit : analyses t.b.v. dijkversterking SAFE

Bij dijkversterkingsproject SAFE wordt gewerkt aan het versterken van de dijk tussen Streefkerk, Ameide en Fort Everdingen. Daarbij wordt eerst 10 kilometer versterkt, en later de rest van het dijktraject. Deltares heeft op basis van de beschikbare betrouwbaarheidsanalyses de trajectfaalkansen na versterking bepaald, en een aantal aanscherpingen in de faalkansschatting gedaan. Uit deze analyses blijkt dat voor de beide normtrajecten 16-3 en 16-4 waarop versterkt wordt de faalkans na de dijkversterking (zichtjaar 2030) waarschijnlijk kleiner is dan 1/1000 per jaar. Bij het uitvoeren van de analyses is gekeken hoe ruimtelijke onzekerheden goed in rekening kunnen worden gebracht. Voor macrostabiliteit is daarbij gekeken naar de relatie tussen schematisering, definitie van de doorsnede en hoe de doorsnedefaalkans vertaald kan worden naar de faalkans van een dijkvak. Dit is voor 3 strekkingen geïllustreerd, waaruit blijkt dat de dijkvakken die in SAFE bij het ontwerp worden gehanteerd niet homogeen zijn: bekende variaties in de ondergrond en geometrische variaties zorgen er eigenlijk altijd voor dat de faalkans binnen een vak zeer variabel is. Dit maakt het moeilijk om op basis van de faalkansen voor een enkele doorsnede in een vak een schatting te geven van de faalkans van het hele vak. De gangbare methode in de betrouwbaarheidsanalyse is om per vak uit te gaan van een doorsnede met een gemiddelde faalkans en deze te verschalen naar de faalkans voor het betreffende vak. Op basis van de analyses blijkt echter dat het zoeken naar een doorsnede met een gemiddelde faalkans in de praktijk niet werkbaar is, en dat beter gezocht kan worden naar een realistische schematisering van de minst betrouwbare doorsnede en een daarop afgestemde verschalingslengte. Daarbij helpt het vaak om vakken in kleinere delen te verdelen. Met de iteratieve aanpak die in dit rapport wordt voorgesteld kan het lengte-effect op een effectieve wijze met de gewenste nauwkeurigheid worden bepaald. Voor piping is binnen het project voor de meeste dijkvakken de uittredepuntenmethode toegepast. Hierbij worden met grote dichtheid ruimtelijke variaties in rekening gebracht. Bijkomend voordeel is dat hierdoor geen lengte-effectfactoren nodig zijn, maar op basis van de toegepaste windowmethode direct de vak- of trajectfaalkans kan worden bepaald. Uit de analyses blijkt verder dat een gebruikelijke aanpak op basis van doorsnedeberekeningen niet perse tot een veilig resultaat leidt: het missen van een (geometrisch) zwak punt kan leiden tot een onderschatting van de faalkans. Een andere bevinding uit de analyses is dat bij beide trajecten de geïmpliceerde faalkansen afgeleid uit semi-probabilistische berekeningen voor locaties met een lage betrouwbaarheid leiden tot een overschatting van de faalkans, en voor locaties met hoge betrouwbaarheid tot een onderschatting. Dit pleit voor het breed toepassen van probabilistische analyses voor vakken met een significante bijdrage aan de trajectfaalkans, of het uitvoeren van projectspecifieke kalibraties. In het rapport zijn verder handvatten gegeven voor het systematisch omgaan met ruimtelijke onzekerheden, waarbij met name ook oog moet zijn voor het verband tussen keuzes in de schematisering en hoe deze zich vertalen naar een realistische faalkansinschatting op vakniveau. Aanbevolen wordt om dit te vertalen naar een breder toepasbare en coherente schematiseringsaanpak. De hier uitgewerkte aanpak geeft daar een praktische en werkbare invulling aan die goed uitvoerbaar is met de beschikbare kennis en methoden.