Toetslagen WTI2017. Robert Slomp & Marcel Bottema (RWS WVL) Landelijke Toetsdag 25 sept 2014

Transcriptie

1 Toetslagen WTI2017 Robert Slomp & Marcel Bottema (RWS WVL) Landelijke Toetsdag 25 sept 2014

2 ONDERWERPEN Toetslagen VTV2006 Basisprincipes WTI2017 Toetslagen WTI2017 Oplevering toetslagen Stellingen & discussie

3 Toetslagen VTV Eenvoudig [relatief conservatief] a. Eenvoudige beslisregels, grafieken, formules (kan vaak handmatig) 2. Gedetailleerd [scherper] a. Complexere input: Formules/modellen adhv Leidraden en TR s ENW 3. Geavanceerd [scherpst of maatwerk] a. Nader onderzoek extra gegevensverzameling b. Maatwerkstudies, etc.

4 Toetslagen VTV

5 Basisprincipes WTI algemeen Vertrekpunt is WTI 2011; WTI2017 implementeren waar mogelijk WTI2017 ondersteunt toetsing op een overstromingskans aan de norm voor een dijktraject (was dijkringnorm+dijkvaktoets) De kans bestaat uit kansbijdragen van verschillende doorsnedes en faalsporen Probabilistische aanpak: bepaal per traject (via bijdragen faalsporen&doorsnedes) de totaalkans dat belasting>sterkte Probabilistisch: -alle sterkte-belasting-combinaties en hun kansen beschouwd -belangrijkste onzekerheden daarbij verdisconteerd.

6 Probabilistische aanpak:kans dat Belasting>Sterkte Load (S) Resistance (R) Mogelijke faalcombinaties (S>R)

7 Semi-probabilistische benadering, onderdeel van de gedetailleerde toets per vak (2a) Resistance (R) Load (S) R * R R* R S * * S, 1 * S R S R*, S*: karakteristieke waarden R, S : veiligheidsfactoren S*

8 Basisprincipes Semi-prob. vs. probablistisch Probabilistisch: Bereken kans dat sterkte(r) < Belasting(S) en vergelijk met eis/norm Semi-probabilistisch: voldoet de (veiligheidsfactor vd) sterkte, gegeven de belasting en eis/norm? (JA/NEE) Semi-prob.:eenvoudiger als voll. prob. maar zelfde basis Semi-prob.: OK voor toetsen op deelaspecten (doorsnede, specifiek faalspoor), mits je trajectnorm vertaalt naar eisen per doorsnede en faalspoor mbv een faalkansbegroting VTV2006 heeft vooral een semi-probabilistische opzet

9 Basisprincipes - Faalkansbegroting Vaste verdeelsleutel: Vertaalt trajecteis naar eisen per doorsnede + faalspoor Om semi-probabilistisch op doorsnede + faalspoor te kunnen toetsen 1/ % 75% Overstromingskansnorm (alle faalmechanismen en doorsneden samen) Verdeling over de mechanismen Piping 1/4.000 Overige mechanis men Faalkanseis per faalmechanisme Faalkansbegroting Lengte-effect Dsn. 2 Dsn. 1 Faalkanseis per faalmechanisme op doorsnedeniveau

10 Toetslagen WTI2017 Grosso modo in lijn met VTV Eenvoudige toets 2. Gedetailleerde toets 3. Toets op maat Van eenvoudig met weinig data tot complex met veel dataverzameling.. Wat er wèl verandert: Laag 2: ambitie is toets op traject, er zijn twee tussen stappen toets op vak semi probabilstisch & probabilistisch toetsoordeel (overstromingskansbenadering!) Toets op traject (iha obv meerdere doorsnedes)

11 Toetslagen WTI2017 conservatief 1. Eenvoudige en/of relevantietoets eenvoudig Iha semi-probabilistisch soms probabilistisch 2a. Gedetailleerde toets per vak Voll. probabilistisch per traject 2b. Detailtoets per traject 3. Toets op maat scherp Voldoet Voldoet niet complex 11 Workshop Toetslagen Landelijke Toetsdag 26/9/2014

12 WTI2017 Toetslaag 1 eenvoudige toets = Toets op doorsnede Resultaat OK = Bijdrage doorsnede aan trajectkans faalspoor nihil Niet OK = doortoetsen in Toetslaag 2 Vorm: besliscriteria of eenvoudige schema s Mechanisme relevant? geen overslag - geen erosie binnentalud; geen zand geen piping Kans van optreden verwaarloosbaar? Talud stabiel want zeer flauw; Asfalt OK, want golven zeer klein Niet VNK-mechanismen (STMI, STVL) mogelijk ook in Toetslaag 1 en evt. Toetslaag 2a ondergebracht

13 overige VNK mechanismen Voorbeeld resultaat Toetslaag 1 overlopen / overslag opbarsten / piping macrostab binnen beschadiging bekleding 1 kunstwerken macrostab buiten microstab beschadiging bekleding 2 niet relevant voldoet obv eenv toets traject Nog geen oordeel

14 Opsplitsing laag 2 (impressie) 2a 1 2a-2 2b

15 WTI2017 Laag 2a 1 semi-probablistisch per vak = Toets op doorsnede Resultaat: veiligheidsfactor vs. eis per doorsnede en faalspoor Evt. omgerekend naar soort rapportcijfer (ruim OK, OK, niet OK,..) of naar schatting overstromingskans Vorm: S/ s < r *R; S=Belasting; R=sterkte S en R zijn veilige karakteristieke (5%) waarden De s zijn veiligheidsfactoren s iha gekalibreerd obv eis en volledig probabilistisch model. De eis is vertaald uit de norm via een faalkansbegroting Faalsporen: Macrostabiliteit-binnen, Piping, Duinafslag, Bekledingen (deels), Kunstwerken (deels)

16 overige VNK mechanismen VB resultaat Toetslaag 2a per vak overlopen / overslag opbarsten / piping macrostab binnen beschadiging bekleding 1 v vn vn v v v v v v vn vn v v v v v 24,5 % 24,5 % 3,5 % 10,5 % 1/ / / / /9.523 kunstwerken 7 % 1/ macrostab buiten v v v v microstab beschadiging bekleding 2 niet relevant vn v voldoet obv eenv toets v v v v v v vn traject voldoet vlg 2a vn vn 30 % Voldoet niet of zeker niet vlg 2a 1/3.333 NB Verhouding vereiste tov aanw. veiligheidsfactor is maat voor niet voldoen

17 WTI2017 Laag 2a2 probabilistisch per vak = Toets op doorsnede Resultaat: faalkansbijdrage per faalspoor per vak Kenmerken: Net als Laag 2a obv faalkansbegroting (vaste sleutel) Ringtoets berekent met een probabilistische berekening een exacte bijdrage aan overstromingskans traject onzekerheidsinfo aanpasbaar/reduceerbaar (tbv scherper toetsen), veiligheidsfactor niet meer nodig Faalsporen: Hoogte/kruinbekleding, betrouwbaarheid sluiting en piping van kunstwerken Betreft relatief simpele sterktemodellen, eenvoudig te koppelen aan probabilistische HR

18 WTI2017 Laag 2b probabilistisch per traject = Toets op traject niveau Resultaat: faalkans(bijdrage) per traject Kenmerken: Ringtoets berekent met een probabilistische berekening automatisch een overstromingskans per traject (alle doorsnedes en faalsporen samen beschouwd) Onzekerheden instelbaar/reduceerbaar (tbv scherper toetsen) Relatief complex en rekenintensief Fool-proof software (kiest zelf beste aanpak) volgt in 2019 Faalsporen: De VNK-faalsporen mbt hoogte, macrostababiliteit binnen, piping, duinafslag, kunstwerken

19 WTI2017 Laag 3 Toets op Maat = Toets op traject Resultaat: faalkansbijdrage per traject; leidt tot voldoet wel/niet ( geen oordeel geen optie) Kenmerken: Is vaak maatwerk obv maatwerksoftware obv onzekerheidsreductie en/of nader (grond)onderzoek Wanneer de situatie om maatwerk vraagt (Ringtoets niet bruikbaar,..) Afkeuren zonder Toets op Maat mag (na overleg) bij onevenredige inspanning/kosten (tov de baten). Faalsporen: Terugvaloptie voor alle faalsporen

20 Oplevering Toetslagen 1/1/2016: VTV2017 gereed 1/9/2016: software WTI2017 gereed voor Toetslaag 1 en 2a (semi-prob en prob per vak) 1/1/2019: volledige software WTI2017 gereed, incl. voll. probabilistische Toetslaag 2b per traject

21 STELLINGEN-1 Na het doorlopen van Toetslaag 1 denk ik dat X% van mijn areaal voldoet.

22 STELLINGEN-2a Na het doorlopen van Toetslaag 2a (toets op vak) denk ik dat X% van mijn areaal voldoet.

23 STELLINGEN-2b (toets op traject, noot na 2019) Na het doorlopen van Toetslaag 2b denk ik dat X% van mijn areaal voldoet.

24 STELLINGEN-3 Scherper toetsen door passender en nauwkeuriger parameterkeuzes kan slechts in Toetslaag 3 (Toets op Maat) WAAR/ONWAAR?

25 STELLINGEN-3b In het verlengde van: Scherper toetsen door passender en nauwkeuriger parameterkeuzes kan slechts in Toetslaag 3 (Toets op Maat) Een scherp toetsoordeel heb ik zelf in de hand! WAAR/ONWAAR?

26 STELLINGEN-4 Ik start simpel en start komende jaren met het doorlopen van Toetslaag 1 en 2a. Dat Toetslaag 2b pas over een paar jaar gebruiksvriendelijk en klaar is vind ik geen probleem JA/NEE?

27 Voor als er tijd over is Wvttk

28 STELLINGEN-5 Ik snap nu wat de toetslagen in WTI2017 voorstellen JA/NEE?

29 SLOT DANK VOOR HET BIJWONEN VAN DE WORKSHOP!

30 RESERVEDIA s

31 STELLINGEN-6-RESERVE Als we scherper willen toetsen en ontwerpen geldt al gauw: no pain, no gain JA/NEE?

32 RESERVEDIA s

33 RESERVEDIA s

34 RESERVEDIA s Eenvoudige toets Niveau / Toetslaag Indeling in vakken (per mechanisme) Faalmechanisme-model Omgaan met onzekerheden Sterkte, incl mech beschr. A B C E F Eenvoudig, conservatief c.q. beslisregel Rekenwaarde eenvoudig Rekenwaarde "semi-prob" "2a"..."2a" "2b" linksboven linksonder rechtsonder Uitgesplitst: per mech per vak Rekenwaarde gedetailleerd, o.b.v. Veiligheidsfactor V Gedetailleerde toets "prob" Geaggregeerd: alle mechn, alle vakken Breed (landelijk) toepasbaar, met gespecificeerde modelonzekerheden Probabilistisch Toets op maat = B, C = B, C, maar mogelijk geavanceerd = B, C, maar mogelijk geavanceerd Belastingen Faalkansverdeling Over mechanismen Rekenwaarde S o.b.v. Pov(S)_vak = Pnorm_traject => waterstand golfcondities voor bekledingen: eenvoudiger dan Q-variant (impliciet) golfcondities voor bekledingen: Q-variant Opgelegd Elk mechanisme heeft eigen, vaste fractie fm van normkans Probabilistisch Vrij Per mechanisme berekenen en vervolgens sommeren = B of C, maar mogelijk geavanceerd = B, C, maar mogelijk geavanceerd Over vakken (impliciet) Opgelegd Elk vak (binnen traject) heeft dezelfde Betrouwbaarheidseis B, die afhangt van het lengte-effect (mechanisme), de trajectlengte en de trajectnorm Vrij Per vaklengte berekenen en vervolgens "oprollen" = B of C, maar mogelijk geavanceerd Tussenbewerking Resultaat - Faalmechfractie fm, Veiligheidsfactor V en Betrouwbaarheidseis B verwerken in Factor1 Betrouwbaarheidseis B verwerken in Factor2 Type Oordeel FoS Kans = B of C Oordeel 'voldoet' o.b.v. beslisregel R/S > 1 * Factor1 P(Z<0)_vak_mech < fm * Pnorm_traject / Factor2 - P(Z<0)_traject < Pnorm_traject = B of C, maar mogelijk geavanceerd Score*) per mech per vak *) 4 klassen i.g.v. 'voldoet': 'voldoet ruim' en bijdrage aan faalkans = 0 stellen; in andere gevallen: geen score o.b.v. R / (S * Factor1) o.b.v. [P(Z<0)_vak_mech] / [fm * Pnorm_traject / Factor2] o.b.v. P(Z<0)_traject / Pnorm_traject en "beta's" = B of C, maar mogelijk geavanceerd

35 RESERVEDIA s

36 RESERVEDIA s

37 RESERVEDIA Voorgestelde faalkansbegroting Type waterkering Faalmechanisme Type traject Zandige kust Overig (dijken) Dijk Overloop en golfoverslag a,b 0,0 0,24 Opbarsten en piping 0,0 0,24 Macrostabiliteit binnenwaarts 0,0 0,04 Beschadiging bekleding en erosie 0,0 0,10 Kunstwerk Niet sluiten 0,0 0,04 Piping 0,0 0,02 Constructief falen 0,0 0,02 Duin Duinafslag 0,70 0,0 / 0,10 c Overig 0,30 0,30 / 0,20 Totaal 1,0 1,0

38 RESERVEDIA Overwegingen faalkansbegroting Afwijking tov de werkelijke faalkansverdeling leidt tot conservatisme en dus mgelijk ten onrechte afkeuren in laag 2a. Het leidt niet tot ten onrechte goedkeuren! Keuzes luisteren niet heel nauw: factor 2 toename in kans leidt tot beperkte toename veiligheidsfactoren Basis van de percentages: VNK-resultaten+expertraadpleging bij elke faalkansbegroting hoort een afzonderlijke set partiële factoren. Vanuit praktisch oogpunt is een zo klein mogelijk aantal faalkansbegrotingen wenselijk