Bijlage II Regeling veiligheid primaire waterkeringen 2017: voorschriften bepaling hydraulische belastingen primaire waterkeringen (bijlage bij artikel 2 van de Regeling veiligheid primaire waterkeringen 2017)
Regeling veiligheid primaire waterkeringen 2017
Uitgegeven door Ministerie van Infrastructuur en Milieu Informatie Helpdesk Water http://www.helpdeskwater.nl/onderwerpen/waterveiligheid/primaire/beoordelen-(wbi)/ Uitgevoerd door Rijkswaterstaat, Water Verkeer en Leefomgeving 1 Inleiding 46 1.1 Het Wettelijk Beoordelingsinstrumentarium 46 1.2 Gehanteerde begrippen 46 1.3 Basisrapport en achtergrondrapporten 47 1.4 Leeswijzer 47 2 Van bedreiging naar hydraulische belasting 47 2.1 Inleiding 47 2.2 Watersystemen 48 2.3 De hydraulische belasting 50 3 Afleiden van hydraulische belastingen 51 3.1 Inleiding 51 3.2 Uitvoerpunten 51 3.3 Proces afleiding hydraulische belastingen met WBI 2017-software 52 3.3.1 Algemeen 52 3.3.2 Voorlanden en dammen 53 3.4 Relatie tussen faalkanseis en norm en hydraulische belastingen 54 3.5 Belastingparameters voor de eenvoudige en gedetailleerde toets 56 3.5.1 Waterstand bij de norm 56 3.5.2 Gemiddelde waterstand en gemiddelde laagwaterstand 56 3.5.3 Belastingduur en waterstandverloop 56 3.5.4 Waterstandsfrequentielijn 58 3.5.5 Waterstanden en golfhoogten voor de eenvoudige toets 58 3.5.6 Combinatie van waterstanden en golfcondities voor de gedetailleerde toets 58 3.5.7 Overslagdebiet 58 3.5.8 Waterstanden en golfcondities voor bekledingen buitentalud 59 3.6 Toeslagen 59 3.7 Mogelijkheden toets op maat 59 3.7.1 Beheerdersoordeel 59 3.7.2 Analyse lokale hydraulische effecten 60 3.7.3 Geavanceerde analyse 60 4 Schematisering 60 4.1.1 Eenvoudige toets 60 4.1.2 Gedetailleerde toets 61 5 Belastingmodellen en watersystemen 61 5.1 Inleiding 61 5.2 Bovenrivierengebied 62 5.2.1 Beschrijving 62 5.2.2 Waterlichamen 62 5.2.3 Bedreigingen 64 5.2.4 Voorliggende waterkeringen 64 5.3 Benedenrivierengebied 64 5.3.1 Beschrijving 64 5.3.2 Waterlichamen 65 5.3.3 Bedreigingen 66 5.3.4 Voorliggende waterkeringen 67 5.4 Vecht- en IJsseldelta 67 5.4.1 Beschrijving 67 5.4.2 Waterlichamen 69 5.4.3 Bedreigingen 69 5.4.4 Voorliggende waterkeringen 69 5.5 Merengebied 69 5.5.1 Beschrijving 69 5.5.2 Waterlichamen 70 5.5.
- • Een windmodel (ref 53)
- • Hydrodynamische waterbewegings- en golfmodellen inclusief een speciale dam- en voorlandmodule om de basisstochasten te vertalen in een hydraulische belasting nabij de kering [ref 32].
- • Een schematisering van de kering en golfoploop tegen en golfoverslag over de kering, als aanvullende input voor een aantal toetssporen. zie ook[ref 4], [ref 28], ref [50], en [ref 51]
- • Waterstanden:
- ○ waterstand bij de norm of per faalkanseis per vak,
- ○ gemiddelde waterstand en gemiddelde laagwaterstand,
- ○ laagwaterstand met overschrijding 1/10 per jaar en
- ○ waterstandsfrequentielijn.
- • Golven voor bekledingen: waterstandsniveau, golfhoogte, golfperiode en golfrichting bij de norm óf bij een faalkanseis per vak.
- • Waterstandsverloop: verloop van de waterstand gedurende de hoogwatergolf.
- • Golfhoogteverloop voor bekledingen: Verloop van golfhoogte en golfperiode, als functie van het windverloop of waterstandsverloop.
- • Val van hoogwater: voor de stabiliteit van voorlanden zijn extreme vallen van de waterstand van belang.
- • Belastingduur: de duur van de belasting. De manier waarop deze wordt bepaald is afhankelijk van het toetsspoor en het watersysteem. Dit wordt in detail aangegeven in de schematiseringshandleidingen.
- • Waterstand bij de norm,
- • Gemiddelde waterstand en gemiddelde laagwaterstand,
- • Belastingduur en waterstandverloop,
- • Waterstandfrequentielijn,
- • Waterstanden en golfhoogten,
- • Combinatie van waterstanden,
- • Overslagdebiet,
- • Waterstanden en golfcondities.
- • een beheerdersoordeel op te stellen;
- • locatiespecifieke analyses uit te voeren;
- • geavanceerde analyses uit te voeren.
- • Veekrandmetingen 11 Golven laten vuil achter waar ze maximaal oplopen op een dijk. Deze rand kan ingemeten worden en is indicatie voor de storm. Door dit te koppelen aan meetstations waar wind, waterstanden en golfmetingen plaats vinden kan een beeld over de frequentie van voorkomen gegeven worden. om golfoploop te meten voor een individuele storm
- • Lange reeksen (meer dan 30 jaar) van waterstandsmetingen van beheerders bij gemalen. Hierbij moet de beheerder naast de betrouwbaarheid van de reeks ook de betrouwbaarheid van de meetinstallatie aantonen. Dit is met name relevant op smalle wateren ver van formele meetstations.
- • voor het kustgebied is een systematiek uitgewerkt. Voor waterkeringen gelegen in havens of achter dammen kan een analyse worden uitgevoerd conform [ref 7];
- • voor het bovenrivierengebied en de smalle wateren van het benedenrivierengebied kan de beheerder aangepaste strijklengten of bodemhoogten zelf afleiden met software uit eerdere toetsronden [ref 18] en [ref 54]. De beheerder kan in de achtergrondrapportages per watersysteem voor de Hydraulische belastingen vinden welke objecten zijn meegenomen in de berekeningen. Tevens kan een bestand worden aangevraagd bij de Helpdesk Water waarin is aangegeven welke objecten zijn gehanteerd of welke representatieve bodemhoogte/waterdiepte en strijklengtes zijn gehanteerd bij de golfberekeningen. Voor bodemhoogten kan de effectieve strijklengte aangepast worden met behulp van Baseline-data van de rivieren. Hiervoor moet een serviceverzoek Gebiedsschematiseringen gedaan worden bij de Helpdesk Water.
- • Golfklappen op asfaltbekleding
- • Grasbekleding afschuiven binnentalud
- • Grasbekleding afschuiven buitentalud
- • Grasbekleding erosie buitentalud
- • Grasbekleding erosie kruin en binnentalud
- • Havendammen
- • Hoogte kunstwerk
- • Niet-waterkerende constructies – Bebouwing
- • Stabiliteit steenzetting
- • Sterkte en stabiliteit punt- en langsconstructies
- • Voorland
- • Wateroverdruk bij asfaltbekleding
- • Bovenrivieren-Rijn (1)
- • Bovenrivieren (Maas) (2)
- • Maasvallei12In eerdere documenten aangeduid als Limburgse Maas. (18)
- • voor de bepaling van de hydraulische belastingen op de Maasdijken in het watersysteem Bovenrivieren (Maas) in Brabant en Gelderland wordt uitgegaan van de werkelijke dijkhoogten in de Maasvallei. De dijken in de Maasvallei in Nederland zijn daarmee als overstroombaar gemodelleerd bij hoge afvoeren15Het verschil in normfrequentie (1:300 Maasvallei-1:10.000 Brabant) is circa 1000m3/s. Dat komt neer op orde 1m verschil in waterstand. Daarmee wordt het uitgangspunt van het hanteren werkelijke hoogte van keringen in de Maasvallei voor het berekenen van waterstanden in benedenstrooms van de Maasvallei reëel geacht. In WBI 2017 is de keuze gemaakt om voor waterstandsberekeningen stroomafwaarts van de Maasvallei in de Maasvallei uit te gaan van de werkelijke hoogte van de Maasvallei-keringen na uitvoering van Maaswerken. Dit is consistent met de aanpak op de Rijn waarbij in Duitsland ook de werkelijke hoogte van de Rijnkeringen is meegenomen ivm de relatief soepele normen. Op de Maas is het aannemelijk dat, bij de condities voor de dijken die benedenstrooms van de Maasvallei relevant zijn, de Maasvalleikeringen zullen instromen. Overigens is binnen de Maasvallei wel van oneindig hoge keringen uitgegaan vanwege het geringe verschil in normfrequenties. Over het geheel bezien zijn de waterstanden op de Maas iets aan de conservatieve kant door bijvoorbeeld het niet meenemen van (het beperkte effect van) overstromingen van de Maas in Wallonie en het hanteren van een vrij smalle Maas modelschematisering..
- • voor de bepaling van de hydraulische belastingen van de Maasdijken in het watersysteem Maasvallei (18), zijn de dijken als oneindig hoog verondersteld, consistent met de rest van Nederland.
- • Benedenrivieren (Rijn) (3);
- • Benedenrivieren (Maas) (4);
- • Europoort (17);
- • Volkerak-Zoommeer (21);
- • Hollandse IJssel (22).
- • Afvoergebied: dit is het gebied waar de maatgevende situatie nagenoeg volledig wordt bepaald door hoge rivierafvoeren, verdeeld in:
- • Rijndominant gebied (watersysteem 3): Dit watersysteem ligt aan de binnenzijde van de Europoortkering. In dit gebied is de invloed van de Rijn groter dan van de Maas. Bij maatgevende omstandigheden zouden de stormvloedkeringen (Maeslantkering en Hartelkering) in de Europoortkering gesloten moeten zijn. Een falende kering heeft een groot effect op de waterstanden in dit watersysteem;
- • Maasdominant gebied (watersysteem 4). In dit gebied is de invloed van de Maas groter dan dat van de Rijn. Het betreft de waterkeringen langs de Bergsche Maas en de Maas bovenstrooms van km 246. Dit is afvoergedomineerde deel van de Maas;
- • Zeegebied: dit is het gebied buiten de Europoortkering, waarbij de maatgevende situatie volledig wordt bepaald door stormvloeden langs de Hollandse kust (watersysteem 17);
- • Faalkansgebied (watersysteem 3): dit is het gebied waarbij de maatgevende situatie wordt gevormd door een niet-extreme storm in combinatie met een waterstand van ca 3,5 m+NAP te Maasmond in combinatie met het falen van de sluiting van de Europoortkering. Dit gebied ligt aan de binnenzijde van de Europoortkering en strekt zich uit tot km 998 op de Nieuwe Maas;
- • Bergingsgebied (watersysteem 3): de maatgevende situatie is een niet-extreme afvoer die samenvalt met een niet-extreme storm die de afvoer vanuit de Rijn- en Maasmonding naar zee enige tijd stremt;
- • Overgangsgebieden: in de overgangsgebieden is sprake van een combinatie van bovenstaande bedreigingen in wisselende samenstelling. Drie overgangen zijn gedefinieerd (watersysteem 3 en 4):
- • de overgang van het faalkansgebied naar het rivierengebied: de rol van de afvoer wordt steeds belangrijker en de rol van de stormopzet minder;
- • de overgang van het faalkansgebied naar het bergingsgebied: van open naar dichte stormvloedkeringen;
- • overgang van het bergingsgebied naar het afvoergebied: van dichte naar open stormvloedkering waarbij de rol van de afvoer steeds hoger wordt en die van stormopzet terugloopt.
- • IJsseldelta (5);
- • Vechtdelta (6).
- • IJsselmeer (7);
- • Markermeer (8);
- • Veluwerandmeer (19);
- • Grevelingen (20).
- a. De Roggebotsluis komt in fase II van het project IJsseldelta Zuid te vervallen. De voorliggende waterkering wordt in dat geval de nog te realiseren Reevesluis naar verwachting op 31-12-2022;
- b. De grens ligt bij de aansluiting van de Philipsdam op de Grevelingendam.
- • Waddenzee Oost (9)
- • Waddenzee West (10)
- • Hollandse Kust Noord (11)
- • Hollandse Kust Midden (12)
- • Hollandse Kust Zuid (13)
- • Westerschelde (15)
- • Eems-Dollard
- • Waddenzee
- • Noordzee (Hollandse kust)
- • Zuidwestelijke Delta: zee en Westerschelde
- a. De grens ligt bij de aansluiting van de Philipsdam op de Grevelingendam.
- 1. Deltares, Basisrapport WTI 2017, Waal, JP de, (redactie) (31 januari 2016)
- 2. Deltares, Uitgangspunten productieberekeningen WTI2017, Aansturing, schematisaties en uitvoerlocaties, 1207807-009-HYE-0006, definitief, okt-13
- 3. Deltares, Uitgangspunten productieberekeningen WTI2017, Aanvulling op uitgangspunten vastgesteld in 2013, 1209433-001-HYE-0005, concept, mei-14
- 4. TAW, Meer, van der J.W. Technisch Rapport Golfoploop en Golfoverslag bij Dijken, 2002
- 5. Deltares, Chbab H Modelonzekerheid belastingen, Wettelijk Toetsinstrumentarium WTI-2017, (2016)
- 6. Deltares, Chbab H. Basisstochasten WTI-2017, Statistiek en statistische onzekerheid, 1209433-012-HYE-0007, voorlopig, 2-dec-15
- 7. RWS-WVL, van Vledder, G (2014) Golfbelastingen in havens en afgeschermde gebieden, een eenvoudige methode voor het bepalen van golfbelastingen voor het toetsen van waterkeringen, RWS.2014.001, -,
- 8. Deltares, WTI2017 – CTK van Bree, B. (2015) Functional design failure mechanism height of structures, 1209438-000-GEO-0024-gbh,
- 9. Deltares, WTI – Diermanse F (2016) Onzekerheden, Overzicht van belasting- en sterkteonzekerheden in het wettelijk toetsinstrumentarium,
- 10. HKV, Geerse, C.P.M. (2010) Overzichtsdocument probabilistische modellen zoete wateren, Hydra-VIJ, Hydra-B en Hydra-Zoet,
- 11. HKV, Geerse C,P.M. (2011)Hydra-Zoet for the fresh water systems in the Netherlands Probabilistic model for assessment of dike heights,
- 12. HKV, J. Ansink, J, Kamp R, Geerse C.P.M. (2014) HKV, Gebruikershandleiding Waterstandsverloop ´
- 13. Deltares, Caires, S. (2009) Extreme wind statistics for the inference of the hydraulic boundary conditions for the Dutch primary water defences. SBW-Belastingen: Phase 2 of subproject ‘Wind modelling’
- 14. KNMI, Rijkoort P.J. 1983 A compound Weibull model for the description of surface wind velocity distributions, WR 83-13,
- 15. Deltares, Hegnauer M., Beersma, J.J, Boogaard, H.F.P. van den Buishand, T.A., Passchier, R.H., Lammersen R. and Buiteveld, H. (2016) Generator of Rainfall and Discharge Extremes (GRADE) for the Rhine and Meuse basins – Final report of GRADE 2.0
- 16. Deltares, Hegnauer, M. 2015 Onzekerheidsanalyse hydraulica in GRADE. 1220082-010-ZWS-0001. 2015
- 17. Deltares, Roscoe C. et al. en Diermanse, F, Balen, W........... Hydra-Ring Scientific Documentation. Deltares & TNO-Bouw. Deltares rapport 1206006-004. 2016
- 18. HKV, Hydra-NL Duits, M Gebruikershandleiding,(2016)
- 19. Rijkswaterstaat Oost-Nederland, Rolf van der Veen Betrekkingslijnen Rijn, versie 2010, 14-7-201.
- 20. Rijkswaterstaat Zuid-Nederland, Rolf van der Veen Bijsluiter betrekkingslijnen 2013_2014, geldigheidsbereik 1 november 2013-31 oktober 2014.
- 21. Rijkswaterstaat Bouwdienst. Sipke van Manen Prestatiepeilen Oosterschelde. Kenmerk: PPEILSVKO-T-2. 24 april 2008. Definitief versie 2.0.
- 22. Fokkink, R.J. Onafhankelijk Onderzoek Markermeer, Fase-rapport 1A, deelonderzoek meerpeilstatistiek.
- 23. Rijkwaterstaat(2004). ProMoVera: Probabilistisch Model voor de Veluwerandmeren. RIZA werkdocument 2004.089X. 23 april 2004.
- 24. HKV. Hydraulische randvoorwaarden voor categorie c-keringen. Achtergrondrapport keringen langs het Volkerak-Zoommeer (dijkring 25,27,31,33, 34). PR1322. November 2008.
- 25. HKV. Hydraulische randvoorwaarden voor categorie c-keringen. Achtergrondrapport keringen langs het Grevelingenmeer (dijkring 25 en 26). PR1322. November 2008.
- 26. HKV. Hydraulische randvoorwaarden voor categorie c-keringen. Achtergrondrapport Diefdijklinie (dijkring 16). PR1322. November 2008.
- 27. Deltares, Hydra Design document, version 2, Draft, A. Markus, e.a, december 2011. 1204145-004-ZWS-0003.
- 28. Rijkswaterstaat, J.P. de Waal. 1999, Achtergronden Hydraulische Belastingen Dijken IJsselmeergebied. Een ontwerpmethodiek, RIZA, Deelrapport 9: Modellering dammen, voorlanden en golfoploop. RIZA rapport 99.046.
- 29. Deltares. Functional Design for the implementation of load uncertainties in Hydra-Ring., February 2014.
- 30. Rijkswaterstaat, 1985. Referentiewaarden waterstanden. Rijkwaterstaat.
- 31. Deltares, WTI2017 datamanagement watersystemen, Uitgangspunten notitie ontwerp hydraulische belasting database, 3-dec-13
- 32. Software Package: DaF module, Dam and Foreshore module, Theoretical Documentation Jan Kramer, 2016
- 33. HKV Lijn in water (div. auteurs), Rekenmodel Dijkbekleding Hydra-Q, 3 delen (Definitiestudie, Technische Documentatie, Handleiding), 1999/2006
- 34. Semi-probabilistisch toetsvoorschrift voor duinen ten behoeve van WTI2017 1220080-008 © Deltares, 2015, B Ferdinand Diermanse Pieter van Geer
- 35. Input database for the Bretschneider wave calculations for narrow river areas In preparation for the WTI-2017 production runs. Amaury Camarena Calderon Alfons Smale Joana van Nieuwkoop Jamie Morris
- 36. Waterstandsverlopen meren; IJsselmeer en Markermeer Deltares, rapport 1204143-003-ZWS-0027, 4 juli 2012 Chbab, Houcine (2015)
- 37. Deltares, 2015. Waterstandsverlopen WTI-2017 voor de kustgebieden. Deltares rapport 1220082-0002-HYE-0003, december 2015 (Chbab, E.H.).
- 38. Deltares, 2016c. Waterstandsverlopen Benedenrivierengebied voor WTI2017. Deltares rapport 1220082-002-HYE-0004, februari 2016 (A. Kieftenburg en D. Stuparu).
- 39. Deltares, 2016b. Waterstandsverlopen WTI-2017 voor de Vecht- en IJsseldelta. Deltares rapport 1220082-0002-HYE-0005, 2016 (Chbab, E.H. en D. Stuparu).
- 40. Reijmerink S.P. en M.P.C. de Jong, 2014. Actualisatie seiches Rotterdam WTI2017 Waterstandsafhankelijke seiche-waarden. Deltares rapport 1209433-006-HYE-0002.
- 41. Deltares (2012). Achtergrondrapportage HR2011 voor zee en estuaria. Deltares rapport 1204143-002, maart 2012 (C. Gautier en J. Groeneweg).
- 42. Deltares (2016f). Hydraulische Belastingen Meren. Deltares rapport 1230087-001-HYE-0001, juni 2016 (N. Kramer, A. Smale, J. den Bieman, J. Groeneweg).
- 43. Deltares (2016g). Hydraulische Belastingen Kust. Deltares rapport 1230087-002-HYE-0001, juni 2016 (J. Groeneweg, J. den Bieman).
- 44. Deltares (2016h). Hydraulische Belastingen Rijntakken en Maas. Deltares rapport 1230087-003-HYE-0001, juni 2016 (H. Chbab, J. den Bieman, J. Groeneweg).
- 45. Deltares (2016i). Hydraulische Belastingen Benedenrivieren. Deltares rapport 1230087-004-HYE-0001, augustus 2016 (A. Smale, J. den Bieman, H. Chbab).
- 46. Deltares (2016j). Hydraulische Belastingen Vecht- en IJsseldelta. Deltares rapport 1230087-005-HYE-0002, augustus 2016 (T. Botterhuis, J. den Bieman, H. Chbab).
- 47. Deltares 1220082-004-HYE-0003-r-Hydraulische Belastingen 2017 voor Duinwaterkeringen.
- 48. 1230087-008-HYE-0001-v1-r-Achtergrondrapport Hydraulische Belastingen, Houcine Chbab
- 49. Deltares (2016k). Golfbelasting op bekledingen in Hydra-Ring. Deltares rapport 1230087-000-HYE-0004, augustus 2016 (J. den Bieman).
- 50. Schematiseringshandleiding hydraulische condities bij de dijkteen WBI 2017. Hans de Waal
- 51. Schematiseringshandleiding hoogte WBI 2017 Hans de Waal
- 52. Seiches – Invloed op waterkeringen, beperkingen in opwekking en analyse waterstandsmetingen aug 2016, M.P.C. de Jong, S.P. Reijmerink en J.v.L. Beckers.
- 53. Windmodellering voor bepaling waterstanden en golven Een analyse van de bouwstenen RIZA werkdocument 2003.118. Hans de Waal
- 54. Hydra Tools Gebruikshandleiding HYDRA TOOLS juli 2005 versie 1.3.0 Alkyon P. Santbergen.
- 55. Klein Breteler, M., 2016. Documentatie Steentoets2015. Excel-programma voor het berekenen van de stabiliteit van steenzettingen. Deltares rapport 1209832-006-0019, oktober 2016.
- a. Binnen het Benedenrivierengebied wordt SWAN alleen toegepast voor de brede wateren van de watersystemen Benedenrivieren (Rijn) (3), de brede wateren van Benedenrivieren (Maas) (4) en Europoort (17). Voor de overige delen wordt Bretschneider toegepast.
- b. Binnen de Vecht- en IJsseldelta wordt SWAN toegepast het Zwarte Meer (onderdeel van het watersysteem IJsseldelta (5)). Voor de overige delen van de watersystemen IJsseldelta (5) en voor de Vechtdelta (6) wordt Bretschneider gehanteerd.
- c. Binnen het Merengebied wordt SWAN toegepast voor het watersysteem IJsselmeer (7) en voor een deel van het IJmeer (onderdeel van het watersysteem Markermeer (8)). Bretschneider wordt toegepast voor de Eem (onderdeel van het watersysteem Markermeer (8)). Voor de overige delen van het Markermeer (8) wordt HISWA toegepast.
- d. Zie rapport Prestatiepeilen Oosterschelde [ref 21].