Bepaling van trajectfaalkansen#
Een belangrijke basis voor de veiligheidsrendementanalyses is de bepaling van de effecten van maatregelen op trajectniveau. Daarvoor worden trajectfaalkansen bepaald. Hierbij wordt voortgebouwd op de assemblageregels zoals die gehanteerd worden in het WBI/BOI, aangevuld met enkele praktische inzichten.
Binnen het assemblageprotocol geldt in principe dat voor de faalkans 2 gecombineerde waarden worden bepaald voor de trajectfaalkans van een mechanisme:
Hierbij correspondeert
of , maakt het uit? Een belangrijke vraag bij bovenstaande is in hoeverre het uitmaakt of we
of hanteren. In onderstaande figuur is een illustratie weergegeven voor een systeem van 10 dijkvakken waarbij links alle vakken een betrouwbaarheidsindex van 3.5 hebben, en rechts er 1 van de dijkvakken een betrouwbaarheidsindex van 2.5 heeft. Te zien is dat rechts de beide grenzen (hier geldt dat ) voor een heel groot bereik goed werken, en dat dit eigenlijk in de rechtersituatie ook zo is, met de toevoeging dat de waarden veel dichter bij elkaar liggen. In de praktijk komen we zeker vóór een versterking veel situaties tegen zoals rechts, waarbij er enkele vakken zeer dominant zijn. Beide grenzen liggen dan dicht bij elkaar. Na versterking wordt dit anders en zal de linkerfiguur meer van toepassing zijn. Maar ook dan geldt dat voor situaties met en zonder sterke afhankelijkheid tussen falen op verschillende vakken er 1 van beide grenzen duidelijk beter is. Op basis hiervan is de keuze gemaakt om voor de VRTOOL standaard te hanteren voor piping en stabiliteit binnenwaarts, en voor bekledingen en overloop/overslag. Situatie met 10 dijkvakken waarbij links alle vakken een betrouwbaarheidsindex van 3.5 hebben, en rechts 1 van de dijkvakken een betrouwbaarheidsindex van 2.5 heeft, met verschillende correlatie
(horizontale as). Stippen geven de grenzen en aan.
In de uitwerking daarvan zijn 2 belangrijke aandachtspunten:
De omgang met
voor mechanismen met een sterke afhankelijkheid tussen vakken.De relatie tussen doorsnede- en vakfaalkansen voor mechanismen met potentiele lengte-effecten binnen vakken.
Deze zijn in de volgende paragrafen nader toegelicht.
De omgang met #
De factor
Binnen veiligheidsrendement is er daarom voor gekozen om de factor
De relatie tussen doorsnede- en vakfaalkansen#
Bij een nette assemblage (of combinatie in bijv. Hydra-Ring) van doorsnedeberekeningen geldt dat langere vakken leiden tot een groter lengte-effect: ook binnen vakken speelt het lengte-effect een rol. In het WBI-2017 is dit op verschillende manieren meegenomen, maar dit was niet altijd correct geïmplementeerd. Concreet werden bijvoorbeeld de factoren voor gevoelige lengte op trajectniveau (3,3% voor stabiliteit binnenwaarts) toegepast op vakniveau (zie bijvoorbeeld deze notitie). In de Handleiding Overstromingskansanalyse van het BOI zijn daarom drie (inhoudelijk correcte) opties gegeven:
Wanneer aantoonbaar een voldoende conservatieve doorsnede is gekozen hoeft binnen een dijkvak niet te worden opgeschaald (
).Een beheerder kan onderbouwen dat op een dijkvak een lagere gevoelige lengte (
) dan 1 kan worden gehanteerd.Wanneer dit niet wordt onderbouwd geldt dat
.
De meest nette versie is daarbij optie 2. In een studie voor dijkversterkingsproject SAFE is deze variant expliciet uitgewerkt voor een aantal dijkvakken. Hieruit blijkt dat opschalen met de aanname
Omdat de benodigde gegevens voor een uitwerking van optie 2 niet voor handen zijn, én de berekeningen op doorsnede-niveau in de beoordeling conservatief waren is er voor gekozen om in veiligheidsrendementanalyses uit te gaan van optie 1. Wanneer de gegevens voor optie 2 wel voor handen zijn is deze aanpak echter aan te bevelen.
Optie 2 zou daarom de meest correcte aanpak zijn. In principe is dat goed mogelijk binnen de aanpak, maar gezien de doorgaans beschikbare invoer nu niet doorgevoerd. Omwille van het bekende conservatisme in doorsnede-berekeningen is daarom optie 1 verkozen boven optie 3, die in sommige gevallen tot (nog) onrealistischer trajectfaalkansen leidt. In principe zou met name op langere vakken deze keuze tot wat andere maatregelen kunnen leiden omdat hier het veiligheidstekort op vakniveau omhoog gaat, en daarmee ook het veiligheidsrendement van maatregelen. In onderstaande figuur is een vergelijking weergegeven tussen een scenario met opschaling binnen het vak (

Vergelijking van trajectfaalkansen met en zonder opschaling van lengte-effecten binnen vakken voor traject 10-1.#
Overigens moet worden opgemerkt dat het hanteren van de standaard lengte-effectfactoren uit het OI2014v4 voor stabiliteit binnenwaarts, gecombineerd met optie 3, in sommige gevallen niet zal leiden tot een resultaat wat voldoet aan de trajecteis. Doordat de gevoelige fractie van het traject gelijk wordt gesteld aan 3,3%, geldt immers dat wanneer een dijkvak een lengte heeft groter dan 3,3% van de trajectlengte én een faalkans gelijk aan de doorsnede-eis, de trajectfaalkans per definitie hoger wordt dan de eis. Hoewel deze situatie in de praktijk niet zo realistisch is, laat dit wel de noodzaak zien van het helder uitwerken van een systematiek om op een gebalanceerde manier lengte-effecten in rekening te brengen in de bepaling van trajectfaalkansen in ontwerp en beoordeling. Veiligheidsrendement geeft daar invulling aan.