Uitkomst
Dit project heeft nieuwe methoden ontwikkeld voor het ondersteunen van beslissingen over de levenscyclusbetrouwbaarheid van dijksystemen. Het op systeemniveau optimaliseren van dijkversterkingen leidt tot significant lagere kosten. Het reduceren van onzekerheid door monitoren en proefbelasten leidt tot lagere versterkingskosten, en lagere risicokosten, zowel op korte als lange termijn. Het is ook aangetoond dat imperfecties in inspecties en onderhoud van waterkeringen leiden tot een faalkanstoename. Deze bijdrage wordt tot op heden niet meegenomen, en het laat zien hoe belangrijk het is om inspecties en onderhoud goed mee te nemen in inschattingen van de faalkans.
Figuur 1. Voorbeeld van activiteiten voor asset management van dijken: 1) en 4) versterking, 2) en 3) inspectie (Foto’s door Pascal Ogink, Hoogwaterbeschermingsprogramma, Wouter Jan Klerk en Mark van der Krogt)
Motivatie en uitdagingen
Het asset management van waterkeringen in Nederland (zie Figuur 1) bouwt voort op eeuwen aan ervaring. Er zijn grote stappen gezet in het beter inschatten van de veiligheid van waterkeringen op basis van faalkansen, en het begrip van faalmechanismen is sterk verbeterd. Als onderzoeker en adviseur bij Deltares, zag ik op dit thema dat in de vertaling van kennis naar beslissingen nog veel te winnen is. In dit project heb ik drie thema’s beschouwd, ik ben er van overtuigd dat die ons asset
management in de praktijk naar een hoger niveau kunnen tillen. Door dijkversterkingen op systeemniveau te optimaliseren kunnen dijkversterkingsprojecten veel efficiënter en effectiever worden. Het reduceren van grote onzekerheden in de sterkte met proefbelastingen en waterspanningsmetingen leidt tot kosten-efficiëntere dijkontwerpen. En het
in beeld brengen van de nauwkeurigheid van inspecties, en vertalen naar faalkansen verbetert niet alleen de faalkansschattingen, maar ook de keuzes die we daarop baseren.
Onderzoeksdoel
De uitdaging is om methoden te ontwikkelen waarmee de missing links tussen dijkversterking, onderhoud, monitoring en inspectie op verschillende tijd- en ruimteschalen kunnen worden ingevuld. Daarmee kan bij voorbeeld de vraag beantwoord hoe versterking met een diepwand op 1 dijkvak (Figuur 1, foto linksonder) helpt met het voldoen aan de normen voor een dijktraject in de komende decennia, of hoe vaker inspecteren helpt met het blijvend voldoen aan de veiligheidseisen.
Figuur 2. Het onderzoek richt zich op relateren van beslissingen en maatregelen op dijkvakniveau aan veiligheid van een dijktraject. (bron: figuur gebaseerd op schema's van Wouter Jan Klerk en overzicht dijktraject gemaakt door Richard Marijnissen.
Innovatieve componenten
In dit onderzoek wordt gebruik gemaakt van technieken voor systeemoptimalisatie. Dit is bijvoorbeeld toegepast op een HWBP-project, waar op basis van een optimalisatie van verschillende typen versterkingsmaat regelen een scope voor het project is bepaald (Figuur 2.1 en 2.2). Hierbij is op een optimale wijze de trajecteis vertaalt naar kosteneffectieve versterkingsmaatregelen op dijkvakniveau.
De uitkomsten hiervan zijn gebruikt om de impact van schade en imperfecte inspecties op de faalkans te onderbouwen. Hiervoor is een degradatiemodel gemaakt op basis van oude inspectieresultaten, zodat met een dynamisch Bayesiaans Netwerk de levensduurkosten van verschillende strategieën voor inspectie en onderhoud kunnen worden bepaald.
Relevant voor wie en waar?
Binnen Nederland is dit onderzoek voor van belang voor waterschappen, HWBP en Rijkswaterstaat. Internationaal is het nuttig voor iedereen met een interesse in risico/prestatie-gestuurd asset management van waterkeringen, die dat wil gebruiken voor optimaal plannen van projecten en optimaliseren van inspecties en onderhoud.
De kaart geeft locaties van het bewuste versterkingsproject en de veldproef voor het bepalen van inspectiekwaliteit weer.
Voortgang en toepassing
Het is aangetoond dat het optimaliseren van dijkversterkingen op systeemniveau tot circa 40% lagere versterkingskosten kan leiden. Kostenbesparingen van proefbelasten en dijkmonitoring liggen in de orde van 25% doordat kleinere onzekerheden leiden tot efficiëntere dijkontwerpen. Echter, niet alleen investeringskosten, maar ook risicokosten zijn vermijdbaar. Bijvoorbeeld, wanneer schade aan grasbekledingen wordt meegenomen kunnen ingeschatte faalkansen een orde groter dan de inschatting uit de beoordeling. Door dit mee te nemen kan de effectiviteit van bijvoorbeeld frequentere inspecties goed worden gewaardeerd, wat leidt tot effectiever en
efficiënter asset management. Verdere verbetering is mogelijk door het inwinnen van inspectiedata te verbeteren, zodat degradatie beter kan worden ingeschat. Daarnaast is het van belang om nader te onderzoeken wat de precieze invloed is van schade op de faalkans van bekledingen. Voor een uitgebreidere beschrijving van het onderzoek, klik op de onderzoeksresultaten.
Aanbevelingen All-Risk
- Het op systeemniveau beschouwen van dijkversterkingen leidt tot kosten-efficiëntere en meer transparante keuzes.
- Zorg dat onzekerheidsreductie zowel bij dijkversterkingen als daarbuiten goed wordt overwogen, en zorg voor financiële middelen om dit te ondersteunen.
- Neem onzekerheidsreductie mee als effectief startpunt voor lange termijn adaptatie van waterkeringen.
- Verbeter het inwinnen van inspectiedata om degradatiegedrag beter te begrijpen.
- Zorg voor een inrichting waar visuele inspecties continu gericht worden verbeterd.
Last modified: 27/02/2022
Main researcher
Dr. Wouter Jan Klerk
Contributing partners
Proefbelasten en monitoren als optimalisatiekansen voor dijkversterkingen
We berekenen wat de verwachte waarde is van extra informatie verkregen door proefbelasten en monitoren. Deze extra informatie leidt tot meer inzicht en verbeterde faalkansschattingen voor macrostabiliteit.
Mark van der Krogt
TU Delft Universiteit
Dr. Wouter Jan Klerk
View storyline Project outputs
Accuracy of visual inspection of flood defences
Inzicht of en hoe we visuele inspecties kunnen verbeteren, en aanknopingspunten waar andere technieken zoals drones van meerwaarde kunnen zijn.
17/11/2021
Bevat: Publication open access journal
Optimal planning of flood defence system reinforcements using a greedy search algorithm
We ontwikkelen en valideren een zoekalgoritme wat de optimale combinatie van dijkversterkingsmaatregelen op systeemniveau zeer nauwkeurig benadert. Toepassing op een lopend dijkversterkingsproject leidt tot een kostenreductie van ongeveer 40% in vergelijking tot de gebruikelijke aanpak.
01/03/2021
Bevat: Publication open access journal
Influence of monitoring on investment planning of flood defence systems
Verkenning van de waarde van monitoring in de context van een optimale versterkingsstrategie op dijktrajectniveau.
11/12/2019 by Dr. Wouter Jan Klerk et al.
Bevat: Conference proceedings
Time-dependent reliability in flood protection decision making in the Netherlands
Verkenning van de effecten van verschillende faalkansdefinities en het effect van correlaties in de tijd hierop.
17/06/2018 by Dr. Wouter Jan Klerk et al.
Bevat: Conference proceedings
Value of Information of monitoring in the management of flood defences
Analyse van de waarde van informatie uit waterspanningsmeters voor verschillende asset management strategieën bestaand uit combinaties van monitoring en dijkversterking. Gericht op de effecten op lange termijn.
30/08/2019 by Dr. Wouter Jan Klerk et al.
Bevat: Publication open access journal
Risk based inspection of flood defence dams: An application to grass revetments
Methode om inspectie-intervallen te bepalen op basis van visuele inspecties en een gecombineerd verouderings- en faalmodel.
28/10/2018 by Dr. Wouter Jan Klerk et al.
Bevat: Conference proceedings
A framework for assessing information quality in asset management of flood defences
Scoremethodiek om de kwaliteit en het gebruik van beschikbare informatie bij verschillende soorten beslissingen in de schatten, en de waarde van inwinnen van aanvullende informatie te bepalen.
28/10/2018 by Dr. Wouter Jan Klerk et al.
Bevat: Conference proceedings
Also applicable to this project
Value of information (VoI) of combinations of proof loading and pore pressure monitoring for flood defences
We berekenen wat de verwachte waarde is van extra informatie verkregen door proefbelasten en monitoren. Deze extra informatie leidt tot meer inzicht en verbeterde faalkansschattingen voor macrostabiliteit.
18/12/2020
ID)->name?>
Contains: Publication open access journal
Bekijk het ResearchGate profiel voor alle andere onderzoekspublicaties.
Blogs
All-Risk in de praktijk brengen: de aanbevelingen van Martin
08/10/2020 door Wim Kanning
Dit blog is gebaseerd op een informeel interview tussen Martin Schepers (manager waterveiligheidsprojecten) en Wim Kanning (All-Risk onderzoeker) over de ontwikkeling van het All-risk...
Evenementen
04/10/2021
Reflectie: Risicogebaseerde inspecties en interacties tussen faalmechanismen
De waterveiligheidsnormen gaan uit van een kans op overstromen. Die kans proberen we met allerlei faalmodellen en statistische technieken zo goed mogelijk te benaderen, en vervolgens met gerichte maatregelen te reduceren. Maar in hoeverre levert dat een goed inzicht van de overstromingskans op? En vergeten we geen belangrijke factoren?
