Onderzoeksdoel
De totale levenscycluskosten van waterkeringen, zoals dijken, worden beïnvloed door verschillende factoren. Wanneer de infrastructuur al aanwezig is, vallen alle kosten onder operationele uitgaven (OPEX). OPEX omvat het beheer, onderhoud, vervanging en renovatie van infrastructuur. Het onderhouden en renoveren vormt een “increment” in de levenscyclus van waterkeringen. Dit promotieonderzoek zal gebeurtenissen binnen een enkel increment en over meerdere increments onder onzekere omstandigheden in de toekomst onderzoeken.
Tijdens één increment kunnen verschillende gebeurtenissen plaatsvinden: stormen kunnen dijken beschadigen, reparaties kunnen nodig zijn, er kunnen gaten van gravende dieren worden gevonden, of de veiligheidsnormen en beoordelingsmethoden kunnen veranderen. Welke factoren beïnvloeden de levenscyclus van een increment? Hoe effectief zijn de huidige onderhoudsstrategieën, en kunnen deze worden geoptimaliseerd? Hoe kunnen we een balans vinden tussen renovatieprojecten om de waterkering te versterken en onderhoud?
Over meerdere increments hanteert de huidige praktijk in Nederland een ontwerp van een dijk voor 50 jaar met een zeespiegelstijging van 50 cm. Dit ontwerp is geoptimaliseerd voor de huidige situatie en verwachte omstandigheden, maar houdt geen rekening met nieuwe omstandigheden. Is deze aanpak gerechtvaardigd? Toekomstige increments zullen volgen. Wat betekenen deze keuzes voor de levenscyclus over meerdere increments? Hoe kunnen ontwerpen in de loop van de tijd worden geoptimaliseerd om rekening te houden met toekomstige increments? Is een 50-jarig ontwerp met een zeespiegelstijging van 50 cm het beste uitgangspunt? Kunnen we slimmer ontwerpen voor lange-termijn kostenbesparingen?
Mijn doel is om een Life Cycle simulator te ontwikkelen om optimale en robuuste ontwerpen en strategieën te beoordelen, die leiden tot uitkomsten met het minste spijt. Ik zal ook onderzoeken hoe we optimale, robuuste en minst-spijt strategieën kunnen definiëren.
Schematic figure showing the life cycle of a dike
Wetenschappelijke motivatie
Momenteel is de levenscyclus van een enkel increment niet goed uitgewerkt. We weten bijvoorbeeld niet goed hoe stormen de overstromingskans van waterkeringen beïnvloeden, of wat de impact is van gaten van gravers. Met de nieuwste kennis over faalmechanismen zal ik proberen dit te onderzoeken, inclusief hoe onderhoudsstrategieën en ontwerpkeuzes tijdens dijkversterkingsprojecten hierop van invloed zijn.
Voor meerdere incrementen is de huidige strategie om vaste intervallen te hanteren. Er is echter geen solide basis voor deze intervallen. De wetenschappelijke uitdaging is om een solide basis te vinden die kan worden gebruikt voor verschillende soorten structuren, rekening houdend met de technische levensduur, klimaatscenario’s, en adaptatie. Welke robuuste keuzes kunnen vandaag worden gemaakt die geoptimaliseerd zijn en leiden tot de minste spijt in onzekere toekomst?
En daarmee komt de laatste zeer belangrijke wetenschappelijke uitdaging: hoe definiëren we zelfs “optimaal”, “robuust” en “minst spijt”? Hebben deze een puur economische definitie of worden andere prestatie-indicatoren ook meegenomen? De definitie van deze termen heeft een sterke invloed op de uitkomst, en ze worden ook sterk beïnvloed door de keuzes van beleidsmakers. Welke invloed hebben deze keuzes op wat kan worden beschouwd als “optimale” strategieën voor het verminderen van overstromingsrisico’s over meerdere incrementen?
Case Study
Ik zal het LCC-raamwerk beoordelen voor verschillende casestudies:
- Het klimaatadaptatieproject van Singapore
- Dijkversterkingsproject “Zak van Zuid-Beveland” langs de Westerschelde als onderdeel van Waterschap Scheldestromen (provincie Zeeland)
- Hollandsche IJssel inclusief interactie met de stormvloedkering
- Riviercasus / ontwikkelingslandcasus / mogelijk Galveston, TX-casus
Verwachte uitkomsten
- Stochastische & synthetische stormsimulator
- Dijkbeschadigingsmodel met de nieuwste literatuur over progressieve schade
- LCC-beoordelingskader per increment
- LCC-beoordelingskader over meerdere incrementen
- Definitie van “optimaal, robuust en minst spijt”
- Advies over de optimale levensduur per structureel element.
Betrokken partners
Gerelateerde projecten
Voor het laatst gewijzigd: 19/02/2025
Onderzoeker
Maarten Schoemaker
TU delft
Betrokken partners
Project resultaten
FRM in focus: video
Het Future FRM Tech programma ontwikkelt overstromingsbestendige landschappen voor rivieren en estuaria, en innovatieve technische oplossingen voor waterkeringen. Bekijk de video om meer te weten te komen over het Future FRM project.
17/01/2025 door Prof. dr. ir. Bas Jonkman
Bevat: Video & Audio
