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

Toetslagen WTI2017

Robert Slomp & Marcel Bottema (RWS WVL)

Landelijke Toetsdag 25 sept 2014

ONDERWERPEN • • • • •

Toetslagen VTV2006 Basisprincipes WTI2017 Toetslagen WTI2017 Oplevering toetslagen Stellingen & discussie

Rijkswaterstaat Workshop Toetslagen – Landelijke Toetsdag 25/9/2014

Toetslagen VTV2006 1. 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.


Toetslagen VTV2006 1

2

3


Basisprincipes WTI2017 - 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. Rijkswaterstaat Workshop Toetslagen – Landelijke Toetsdag 25/9/2014

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

Mogelijke faalcombinaties (S>R) Rijkswaterstaat Workshop Toetslagen – Landelijke Toetsdag 25/9/2014

Semi-probabilistische benadering, onderdeel van de gedetailleerde toets per vak (2a) Resistance (R)

R*

Load (S)

R*  S *

R*  S S* R , S  1 R

S*

R*, S*: karakteristieke waarden

R, S: veiligheidsfactoren


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


• •

Basisprincipes - Faalkansbegroting Vaste verdeelsleutel: Vertaalt trajecteis naar eisen per doorsnede + faalspoor Om semi-probabilistisch op doorsnede + faalspoor te kunnen toetsen Overstromingskansnorm 1/1.000 25% Piping …

75%

1/4.000 Overige mechanis men

(alle faalmechanismen en doorsneden samen) Verdeling over de mechanismen Faalkanseis per faalmechanisme Faalkansbegroting

…

Lengte-effect Dsn. 2 Dsn. 1

Faalkanseis per faalmechanisme op doorsnedeniveau Rijkswaterstaat Workshop Toetslagen – Landelijke Toetsdag 25/9/2014

Toetslagen WTI2017 • Grosso modo in lijn met VTV2006 1. 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) Rijkswaterstaat Workshop Toetslagen – Landelijke Toetsdag 25/9/2014

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 niet

Voldoet

11

complex


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 Rijkswaterstaat Workshop Toetslagen – Landelijke Toetsdag 25/9/2014

overige

VNK mechanismen

Voorbeeld resultaat Toetslaag 1 overlopen / overslag opbarsten / piping macrostab binnen beschadiging bekleding 1 kunstwerken macrostab buiten microstab beschadiging bekleding 2 …

traject niet relevant

voldoet obv eenv toets

Nog geen oordeel Rijkswaterstaat Workshop Toetslagen – Landelijke Toetsdag 25/9/2014

Opsplitsing laag 2 (impressie)

2a 1 2a-2

2b


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)


overige

VNK mechanismen

VB resultaat Toetslaag 2a per vak overlopen / overslag

v

v

v

v

opbarsten / piping macrostab binnen beschadiging bekleding 1

vn

v

vn

24,5 %

1/4.081

vn

24,5 %

1/4.081

v

3,5 %

1/28.571

10,5 %

1/9.523

v

v

vn v

v

v

v

kunstwerken macrostab buiten

1/1.000

7%

v

v

1/14.285

v

v

microstab beschadiging bekleding 2 …

vn

v v

v v

v

v

30 %

vn

traject

niet relevant

voldoet obv eenv toets

v

voldoet vn vlg 2a

vn

Voldoet niet of zeker niet vlg 2a

1/3.333 NB Verhouding vereiste tov aanw. veiligheidsfactor is maat voor niet voldoen


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 Rijkswaterstaat Workshop Toetslagen – Landelijke Toetsdag 25/9/2014

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 Rijkswaterstaat Workshop Toetslagen – Landelijke Toetsdag 25/9/2014

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


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


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


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


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


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


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?


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?


Voor als er tijd over is…

• Wvttk…


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


SLOT…

•DANK VOOR HET BIJWONEN VAN DE WORKSHOP!

RESERVEDIA’s… • …


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






A

B

C

E

F

Niveau / Toetslaag

RESERVEDIA’s… 1

2

Eenvoudige toets

• …

"semi-prob"

3

Gedetailleerde toets "prob"

Toets op maat

"2a"

..."2a"…

"2b"

linksboven

linksonder

rechtsonder

Uitgesplitst: per mech per vak

Geaggregeerd: alle mechn, alle vakken

= B, C

Indeling in vakken (per mechanisme) Faalmechanisme-model

Eenvoudig, conservatief c.q. beslisregel

Breed (landelijk) toepasbaar, met gespecificeerde modelonzekerheden

= B, C, maar mogelijk geavanceerd

Omgaan met onzekerheden Rekenwaarde Sterkte, incl mech beschr.

Belastingen

Rekenwaarde eenvoudig

Rekenwaarde gedetailleerd, o.b.v. Veiligheidsfactor V

Rekenwaarde S o.b.v. Pov(S)_vak = Pnorm_traject => waterstand golfcondities voor bekledingen: eenvoudiger dan Q-variant

Probabilistisch


Probabilistisch

= B of C, maar mogelijk geavanceerd

golfcondities voor bekledingen: Q-variant

Faalkansverdeling Over mechanismen

(impliciet)

Opgelegd Elk mechanisme heeft eigen, vaste fractie fm van normkans

Vrij Per mechanisme berekenen en vervolgens sommeren


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"


Tussenbewerking

-

Faalmechfractie fm, Veiligheidsfactor V en Betrouwbaarheidseis B verwerken in Factor1

Oordeel

FoS

-

Betrouwbaarheidseis B verwerken in Factor2

Resultaat Type Oordeel 'voldoet' o.b.v.

Score*) per mech per vak *) 4 klassen

Kans

beslisregel

R/S > 1 * Factor1

P(Z<0)_vak_mech < fm * Pnorm_traject / Factor2

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]

= B of C

P(Z<0)_traject < Pnorm_traject


o.b.v. P(Z<0)_traject / Pnorm_traject en "beta's"







RESERVEDIA Voorgestelde faalkansbegroting Type waterkering

Faalmechanisme

Type traject Zandige kust

Overig (dijken)

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

Niet sluiten

0,0

0,04

Piping

0,0

0,02

Constructief falen

0,0

0,02

Duinafslag

0,70

0,0 / 0,10c

Overig

0,30

0,30 / 0,20

Totaal

1,0

1,0

Dijk

Kunstwerk

Duin

Overloop en golfoverslag

a,b


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

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

Recommend Documents