Slim bedacht: methode uit de vliegtuigbouw moet ons veilig houden achter de dijk

Grote delen van de Lekdijk voldoen niet aan de huidige veiligheidsnormen voor dijken. Met het oog op de veiligheid van vele mensen in de Alblasserwaard en de mogelijk grote financiële schade startte Waterschap Rivierenland een flinke versterkingsoperatie. De manier van versterken kun je met recht bijzonder noemen. Het waterschap koos voor de eerste keer in Nederland voor een partiële versterking én de relatief nieuwe, maar veel belovende rekenmethode probabilistisch ontwerpen. Arjen van den Ouden, teammanager Waterkeringen en tevens projectmanager, vertelt ons hier graag meer over.

Partieel een dijk versterken, gebeurt dat vaker?

“Nee, dit is best bijzonder, want dit is nog niet eerder op deze manier gedaan in Nederland. De reden dat het hier wordt toegepast is tweeledig. Enerzijds is de urgentie om de dijk te versterken erg hoog, anderzijds is er op dit moment onvoldoende budget om de dijk volledig aan te pakken. Normaal gesproken wordt een dijk van A tot Z verbeterd bij een dijkversterkingsproject. In dit geval pakken we alleen de meest kwetsbare delen van de dijk aan waarbij alleen het faalmechanisme (de reden dat een dijk kan bezwijken) wordt verbeterd dat voor een maximaal veiligheidsrendement zorgt. Een hoog veiligheidsrendement betekent hier: hoe kun je met de beperkte pot geld zoveel mogelijk veiligheid behalen? Wat hiervoor nodig is, is een zo goed mogelijke benadering van de echte ‘sterkte’ van de dijk. En dat is ook de reden dat het waterschap kiest voor de rekenmethode probabilistisch ontwerpen.”

Hebben we deze methode al eerder toegepast?

“Probabilistisch rekenen is eerder toegepast bij dijkversterkingen, maar op beperkte schaal. In dit project heeft het waterschap het doel gesteld om vanaf het allereerste begin, dus al vanaf de verkenningsfase, volledig probabilistisch te rekenen. Mooi om nu samen met het waterschap en onze partner Arcadis te pionieren hoe we dit in de praktijk goed kunnen toepassen.”

Wat is probabilistisch rekenen precies?

“Het is een risico analytische benadering die al eerder werd gebruikt in de vliegtuigbouw, bij de opwekking van kernenergie, in de procesindustrie en in de utiliteitsbouw. Bij dijkversterkingen werkt het zo dat software met statistische kansberekening voor een stuk dijk duizenden scenario’s doorrekent op basis van een uitgebreide database en specifieke kenmerken van het betreffende dijkvak. De methode houdt rekening met verschillende variabelen. Het is daardoor een dynamische manier van rekenen.”

Wat is het verschil met traditioneel ontwerpen en wat levert het op?

“Traditioneel reken je bij dijkversterkingen een dijk door en dan doe je een aantal aannames, bijvoorbeeld voor de waterstand, de ondergrond, de grasbekleding, et cetera. Je kiest conservatief de waardes die horen bij de zwakste schakel en die pas je toe voor het hele stuk dijk. Dat betekent dat je op heel veel vlakken veel te hoog zit qua waarde. En dat betekent in de praktijk dat je je dijk veel hoger of breder maakt dan volgens de veiligheidsnormen nodig is. Als je probabilistisch rekenen toepast heb je hoogstwaarschijnlijk minder hoogte, minder breedte of minder stabiliteit nodig in je dijk. Dan wordt het goedkoper, kan het sneller uitgevoerd worden en kunnen bepaalde stukken die in eerste instantie afgekeurd waren toch voldoende zijn. Op deze manier wordt je opgave veel kleiner!”

Waarom wordt deze methode nog niet zo vaak toegepast?

“Het is best complex. Je hebt software nodig die in staat is om van alle parameters voor het ontwerpen van de dijk waardes in alle mogelijke scenario’s door te rekenen. En er zijn nogal wat variabelen. De software waarmee je dit kunt doen is pas recent echt toepasbaar geworden.”

Wat maakt dat jij zo enthousiast bent over deze methode?

“Bezig zijn met innovatie vind ik fantastisch! Nieuwe dingen ontdekken en uitproberen, uitkomsten waarvan je nog niet zeker weet wat je ermee kan of moet, die zoektocht, daar houd ik van. Ik denk ook dat probabilistisch rekenen een belangrijke rol gaat spelen bij dijkversterkingen die nog op de planning staan. De methode zorgt voor meer maatwerk waardoor dijken efficiënter kunnen worden versterkt. Als je het simpel bekijkt, dan is dit een methode om trefzeker te rekenen aan een dijk met als doel gerichter onderhoud tegen minder hoge kosten. Mooi toch?!”

Over de opdracht 

In opdracht van Waterschap Rivierenland onderzoekt Sweco samen met Arcadis hoe de dijkvakken kunnen worden versterkt. In het derde kwartaal van 2021 moet er een voorkeursalternatief liggen. Na een planuitwerkingsfase tot medio 2023 start de uitvoeringsfase per 2024, die doorloopt tot in 2026.

Klant aan het woord

"De combinatie SAmen (Sweco en Arcadis) heeft zich in de tenderfase kwalitatief onderscheiden door een gedegen uitwerking van een projectcase en een doordachte aanbieding van sleutelfunctionarissen. Dat in combinatie met een risico-gestuurde benadering voor de technische opgave binnen de gestelde kaders en planning geeft Waterschap Rivierenland vertrouwen in een goed verloop van de verkenningsfase om te komen tot een gedragen voorkeursalternatief. De samenwerking verloopt zeer prettig."
Frank Mertens, senior projectleider HWBP-dijkversterkingsproject SAFE (Streefkerk – Ameide – fort Everdingen), Waterschap Rivierenland

Meer weten?

  • Arjen
    van den Ouden
    teammanager Waterkeringen en projectmanager