Verwachte uitkomsten
Een probabilistisch kader voor het vergelijken en beoordelen van multifunctionele waterkeringen en richtlijnen voor de implementatie ervan.
Een scala aan verschillende functies kan je op/bij een waterkering tegenkomen, waaronder een huis op een rivierdijk (bovenste foto), kwelders en kleiputten aan de kust (linksonder), tot meer ongebruikelijke objecten (Foto’s zijn respectievelijk van: molendatabase.nl, waterschap Hunze en Aa’s, en Richard Marijnissen)
Motivatie en uitdagingen
Mijn bijdrage als een ingenieur en onderzoeker is om de behoeften van mens en natuur met elkaar te verbinden. Waterkeringen beschermen ons tegen het water, maar zijn ook geïntegreerd met allerlei andere zaken zoals woningen en natuurgebieden. Afhankelijk van de locatie komen sommige functies vaker voor dan andere (zie foto). Dit medegebruik van waterkeringen heeft vaak tot gevolg dat zeer conservatieve aannames worden gedaan over de functies om een robuust ontwerp te maken dat aan de veiligheidsnorm voldoet. Alhoewel nieuwe functies keringen extra beperkingen opleggen in het ontwerp, kunnen sommige elementen juist bijdragen aan de veiligheid. Bijvoorbeeld, de kwelders op de vooroevers van de Waddenzee kunnen de goven dempen voor deze bij de dijk aankomen. Naast natuurwaarden kunnen deze kwelders ook klei laten bezinken en zo meegroeien met zeespiegelstijging waardoor minder dijkversterkingen nodig zijn. In de nieuwe probabilistische benadering die recent is geïmplementeerd in Nederland kunnen de effecten van natuurlijke en traditionele versterkingsmaatregelen beter worden gekwantificeerd. Toch is er nog geen eenduidig beoordelingskader voor multifunctionele keringen.
Onderzoeksdoel
Het doel van het onderzoek is om meer inzicht te krijgen in het effect van het medegebruik van waterkeringen op de waterveiligheid. Dat doe ik door de nieuwe probabilistische methodiek toe- en aan te passen voor keringen met traditionele (bijvoorbeeld huizen) en nieuwe “nature-based” dijkconcepten.
Onderzoekscomponenten voor het bepalen van een beoordelingskader met medegebruik binnen nieuwe overstromingsrisicobenadering.
Innovatieve componenten
Mijn onderzoek integreert bestaande inzichten in waterveiligheid, risico beoordelingen en “nature-based solutions” in een beoordelingskader. Om dit kader te ontwikkelen wordt gebruik gemaakt van bestaande faalkansbeoordelingsmethodes voor verschillende mechanismen (zie figuur linksboven). Ik heb de effecten van verschillende dijkversterkingsmaatregelen, bijv. dijkverhoging of -verbreding, vergeleken bij de aan-/afwezigheid van bomen en huizen (figuur midden boven). Ik heb het beoordelingskader uitgebreid om de effecten van kwelders op de dijkversterkingsopgave bij zeespiegelstijging te kwantificeren (figuur rechtsboven).
Ik pas deze concepten van deze kaders toe op twee innovatie cases (figuren onder): de Brede Groene Dijk, en de Dubbele Dijk. Hoe zijn de dijkontwerpen aangepast voor de aanwezigheid van andere functies zoals kleiwinning en kwelderontwikkeling? Hoe kunnen deze functies de dijk versterken en welke risico’s kleven aan deze functies? In de laatste stap zullen de nieuwe inzichten over risico’s en toepassingen verwerkt worden in het beoordelingskader. Hiermee kan ik extra aanbevelingen geven over het effectief implementeren van multifunctionele en “nature-based” concepten in de overstromingsrisconormen.
Relevant voor wie en waar?
De resultaten zijn te behulpzaam voor gebruikers betrokken bij het beleid, ontwerpen, onderhouden, en beoordelen van waterkeringen binnen de nieuwe overstromingsrisicobenadering. All-Risk wordt ondersteund door lokale waterschappen in het noorden van Nederland die gebaat zijn bij het implementeren van nieuwe inzichten in hun dijkversterkingsopgave.
Deze onderzoekscomponenten zijn toegepast in twee innovatieve dijkversterkingsopgaves in het noorden van Nederland.
Voortgang en toepassing
Conservatie schattingen van faalkansen voor waterkeringen meet meerdere functies lijdt tot een systematische onderschatting van de betrouwbaarheid van deze dijken. Het uitgebreidere beoordelingskader verwerkt de kansen van verschillende scenario’s voor dijkelementen, zoals bomen en huizen, om de betrouwbaarheid van de waterkering te bepalen. In sommige gevallen kan de faalkans van de dijk 100 keer zo laag zijn als conservatieve benaderingen doen geloven. Niet alleen voor traditionele functies, maar ook voor “nature-based” functies is een uitgebreider kader nodig. Natuurlijke vooroevers kunnen opslibben en zo de effecten van zeespiegelstijging op de keringen bepreken. Verder kan het opgeslibde materiaal worden ingezet om dijken te versterken. Het herkennen van de potentie van andere functies om de veiligheid te verbeteren is cruciaal om dijken in de toekomst slim te versterken. Voor een uitgebreidere beschrijving van het onderzoek, klik op de onderzoeksresultaten hieronder.
Status voor toepassing
Verschillende combinaties van functies kunnen geïntegreerd worden in een waterkering. Het doel van dit onderzoeksproject is om een uitgebreider kader te bieden voor het beoordelen van de effecten van deze functies op de veiligheid.
Volgende stappen
We zullen het onderzoek voortzetten met nieuwe veelbelovende multifunctionele dijkconcepten.
Last modified: 09/11/2020
Contributing researchers
Richard Marijnissen
Wageningen Universiteit
Betrokken partners
Een breed groen perspectief op dijken
Hoe de kwelders en kleiput een handje helpen tegen zeespiegelstijging
Richard Marijnissen
Wageningen Universiteit
View storyline Project outputs
Re-evaluating safety risks of multifunctional dikes with a probabilistic risk framework
Een extra stap binnen het standaard beoordelingskader om de faalkans in te schatten van een rivierdijk met natuur en woningen.
10/04/2019
Bevat: Publication open access journal
The sensitivity of a dike-marsh system to sea-level rise
Een modelstudie naar de benodigde dijkversterking door: (1) zeespiegelstijging, (2) verandering in sedimenttoevoer aan de kust, (3) een verlies aan kwelder, en (4) consolidatie van de kweldergrond.
10/01/2020 by Richard Marijnissen et al.
Bevat: Publication open access journal
A sustainable adaptation scheme for a wide green dike
Haalbaarheid van kleiwinning uit de kwelder voor dijkversterkingen in verschillenden zeespiegelstijgingsscenario’s.
02/06/2020 by Richard Marijnissen et al.
Bevat: Publication open access journal
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...
