WTI ondergrondschematisatie Wat doe en kun je ermee? Marc Hijma [email protected] Uitdagingen in de 4e toetsronde: de ondergrond •Ondergrond is een onderdeel van een waterkering Bepaalt voor een belangrijk deel kans door falen door bijvoorbeeld piping, verweking of macrostabiliteit – – En effect van de lokale variatie erin is equivalent aan meer dan enige decimeters MHW in faalkans. Alle primaire keringen: ondergrond globaal geschematisereerd Categorie A Categorie B Categorie C 3500 km Alle primaire keringen: ondergrond globaal geschematisereerd •WTI Stochastische OndergrondSchematisatie: WTI SOS –Toepassingsonafhankelijk voor alle faalmechanismen – Globaal, moet tijdens toetsen nog lokaal gespecificeerd worden door toetser Inventarisatie Om de hoeveel meter langs de dijken zijn er grondgegevens tot 2x de dijkhoogte? 1. 0 – 50 m 2. 50 – 100 m 3. 100 – 500 m 4. 500 – 1000 m Praktijk: in beste geval om de 100 m, vaak 200 m of meer Data voorbeelden 31 m 40 m 8 m 50 m Data voorbeelden 35 m 70 m 35 m 30 m 35 m Conclusie 1: ondergrond moet met scenario’s met kans van voorkomen meegenomen worden. Dus niet deterministisch • De variatie in de ondergrond wordt door de huidige gegevensdichtheid niet goed ondervangen • Gezien de invloed van de ondergrond op de dijkveiligheid, is het noodzakelijk deze variatie wel goed mee te nemen • Dit kan door de ondergrond mee te nemen als scenario’s met kans van voorkomen. Dit wordt stochastisch schematiseren genoemd. • Dit is binnen WTI 2017 globaal gerealiseerd. Geotechnische profielen pakken de variatie niet voldoende Stochastisch Stochastische ondergrond schematisatie: • Procedure om kennis en inzicht over de variatie (onder andere ruimtelijke variatie) in de ondergrond samen te vatten in een beperkte set van regels • Geschikt om onzekerheid expliciet op te nemen met: • kwantitatieve probabilistische beschouwingen • het deterministische selecties voor de verschillende faalmechanismen • Geïnitieerd en in ontwikkeling genomen om: • efficiënt en op verantwoorde wijze de benodigde informatie over de ondergrond beschikbaar te kunnen stellen voor WTI 2017 • tekortkomingen in de huidige praktijk van het toetsen te ondervangen dan wel te beperken 4 april 2014 WTI datamanagement werkgroep 12 Geologische systematiek • Ondergrond is complex, maar kent een systematiek – De opbouw volgt zekere geologische natuurwetten: geulen zijn zo en zo breed, komen om de zoveel meter voor, bestaan uit zus en zo materiaal – Geologische kennis en jarenlange ervaring in een gebied is noodzakelijk om de ondergrond op een juiste en relevante manier te schematiseren Conclusie 2: schematiseren moet gebeuren door ervaren geologen met gebiedsspecifieke kennis • WTI SOS is gemaakt door negen geologen met allen > 10 jaar ervaring en in vier gevallen > 30 jaar ervaring – Deltares, Bodem en Grondwatersystemen – TNO, Geologische Dienst van Nederland Hoe is het globale WTI SOS gemaakt? • Actuele Dino-database met boringen en sonderingen • Boorarchief van de Universiteit Utrecht (Berendsen dataset) • 3D geologische modellen van TNO, Geologische Dienst van Nederland • NL3D • GeoTop • Literatuur en geologische kaarten • VNK2 kennis en data • Expertkennis, zeer ervaren geologen TNO/Deltares met specifieke gebiedskennis Onderscheiden eenheden: op basis van eigenschappen 1 2 Pfsf • Pleistoceen Pfsm Rivierafzettingen Pleistoceen 3 Pfsc Pleistoceen 4 Pvcs Pleistoceen 5 6 7 • 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Pasf • • • 18 19 20 21 22 Pasi Pvss Pvsm Pasm Pgcs Pgsc Pgsf Plcs Pgip Ptsc Ptsm Fcsf Fcsm Fcsc Riviergeulafzettingen Fijn zand Friesland 6 28-81 Zand, fijn - middel. Riviergeulafzettingen Matig grof zand Friesland 6 28-81 Zand, fijn - middel, matig dicht - dicht, conus ~- 25 - 45 MPa, voornamelijk diverse rivier afzetting in Pleistoceen (s03d00048 beneden 8m) channel belt Matig grof tot grof zand met grind Voornamelijk klei/silt Friesland 6 28-81 Friesland 6 28-81 Boxtel; Kreftenheye, Wijchen Oeverwal/kom Kust- en getijdeafzettingen Pleistoceen Pleistoceen Pleistoceen Boxtel, Schimmert Boxtel (Tilligte, nat-eolisch) Boxtel, Tilligte Löss Beekafzettingen Beekafzettingen Löss Fijn zand met silt Matig grof zand (heterogeen) Friesland Friesland Friesland 6 6 6 28-81 28-81 28-81 Pleistoceen Boxtel, Wierden Dekzand Fijn zand Friesland 6 28-81 Windafzettingen Pleistoceen Pleistoceen Boxtel, Delwijnen Drente/Peelo Rivierduin Keileem Matig grof zand Zandige klei (met keien) Friesland Friesland 6 6 28-81 28-81 Pleistoceen Boxtel Fluvioglaciaal Friesland 6 28-81 Friesland 6 28-81 Pleistoceen Peelo, Nieuwolda Potklei Matig grof tot grof zand met grind Compacte klei Pleistoceen Pleistoceen Pleistoceen Pleistoceen Pleistoceen Boxtel Boxtel Boxtel Eem Eem Fluvioglaciaal Lacustriene klei Gestuwd Getijdegeul Getijdegeul Fijn tot matig grof zand Klei (met zand) Grof zand, lokaal klei/leem Zand (kleiig) Matig grof zand Friesland Friesland Friesland Friesland Friesland 6 6 6 6 6 28-81 28-81 28-81 28-81 28-81 Pleistoceen Pleistoceen Eem Variabel Kleiige getijdeplaat Variabel Klei Slecht doorlatend Friesland Friesland 6 6 28-81 28-81 Fijn zand Matig grof zand Matig grof tot grof zand met grind Estuariene geulafzettingen Klei en zand Friesland Friesland Friesland 6 6 6 28-81 28-81 28-81 Friesland 6 28-81 Estuariene geulafzettingen Matig grof zand (kleeig) Komafzetting Klei Oeverwal/crevasse Zand en klei Komafzetting Organische klei Komafzetting Kleiig veen Komafzetting Organische klei, kleilagen domineren Komafzetting Veenlagen domineren Geulopvulling Organische klei en zand Friesland Friesland Friesland Friesland Friesland Friesland 6 6 6 6 6 6 28-81 28-81 28-81 28-81 28-81 28-81 Friesland Friesland 6 6 28-81 28-81 Kleine deltageultjes Kleiige getijdeplaat Friesland Friesland 6 6 28-81 28-81 Beekafzettingen Pgcc Ptcc Pxlp • Variabel (Kreftenheye, Urk, Sterksel, etc) Variabel (Kreftenheye, Urk, Sterksel, etc) Afzettingen tijdens ijstijden Pleistoceen/Holoccen Holoceen Holoceen Holoceen Echteld Echteld Echteld 23 Eccs Holoceen Echteld 24 25 26 27 28 29 Ecsm Fpcc Fpsc Fbco Fbpc Fbcd Holoceen Holoceen Holoceen Holoceen Holoceen Holoceen Echteld Echteld Echteld Echteld Echteld Echteld 30 31 Fbpd Fcos Holoceen Holoceen Echteld Echteld 32 33 Fdsc Tfcc Riviergeulafzettingen Riviergeulafzettingen Riviergeulafzettingen Zand, fijn, los tot dicht, met leem en kleilaagjes conus ~ 2-15 Mpa, wrijvingsgetal 1-4%. Zand, fijn tot matig grof, heterogeen, conus 10-25 MPa, kleef <2%. Helling- en beekafzettingen in reliefrijker gebied. Zand, fijn, los tot dicht, conus ~- 25 MPa, windafzetting bovenin Pleistoceen. Hier veel, voornamelijk omgewerkt, relatief grof, locaal materiaal wat later Pvss is genoemd Klei, zand met stenen, zeer stevig, kleef ca. 2 - 4 % meest gelijkmatig, conus <~2 MPa, keileem, vaak een minder cohesieve toplaag van 1-2 m dikte. Omvat regelmatig zand en grindlagen van 1 m tot soms meerdere meters dik Zand, middel en grof, soms veel grind en bevat locaal stenen, kleef < 1 %, conus > 15 MPa regelmatig >~ 30 MPa, smeltwaterafzettingen Klei, zeer stevig, soms met zandige insluitingen 0.5 - 2 m dik, kleef 4 -6 % , conus 0.5 - 1.5 MP, regelmatig meest geleidelijke toename met diepte Zand, zeer fijn, dicht gepakt Zand, fijn tot grof, locaal kleilagen en kleilaagjes (cm) Zand middel, plaatselijk met kleilaagjes (mm cm) en soms kleilagen (0.3 - 2 m), qc 10-25 fs <=1 Klei met zandinsluitingen en soms veen en venig materiaal, stevig, (elders gemeten: kleef zeer variabel meest > 2 %, conus zeer variabel), diverse Pleistocene afzettingen, pakket bestaat meest uit meerdere lagen met verschil in gehalte aan zandinsluitingen Zand en klei, met fijne (cm) en dikkere (0.5 m) kleilaagjes met zeer variabel voorkomen, in fijn zand, plaatselijk met organisch materiaal, qc = <1.5 Mpa, fs= 0.5-2 % 26 september 2014 Holoceen Holoceen Echteld Naaldwijk Klei en zand Klei en zand Klei, geen - weinig mm cm dikke zand/siltlaagjes, meest matig stevig, weinig plantenresten, Voorbeeld: Dijkring 17, Zwijndrechtse Waard Stippenkaarten uit VNK2 Universiteit Utrecht Zandbanenkaart, Rivierduinenkaart van TNO AHN2 DINO boringen en sonderingen, UU boringen IMOD 26 september 2014 3D Voxelmodellen 26 september 2014 26 september 2014 iMOD: 2D secties langs de dijk iMOD: segmentgrenzen bepalen 26 september 2014 Scenario’s per segment Wat levert WTI SOS op? 1. Voor alle primaire keringen een globale stochastische schematisatie per dijksegment. Wordt aangeboden in het programma D-Soil Model (in ontwikkeling). Is toepassingsonafhankelijk. 2. Beschrijvingen van alle gebruikte grondeenheden (in geotechnische en geologische termen), zodat ze in sonderingen/boringen herkend kunnen worden. WTI SOS eenheden geven de context voor toewijzen van parameterwaarden 3. Handleiding om te komen van een globale naar een lokale ondergrondschematisatie voor elk faalmechanisme apart. Deze worden gebruikt in de toets. Hoe gaat het lokale schematiseren in zijn werk? Handleiding SOS • Verfijning • Ondergrondsegment • Grondopbouwsenario’s • Kans van voorkomen • Bepalen • Laagscheidingen • grondonderzoek Schematiseringhandleiding Bepalen • Materiaaleigenschappen • Laageigenschappen • Profieleigenschappen D-Soil Model Globale SOS • Per ondergrondsegment • Grondopbouwscenario’s • Globale laagscheidingen • Kans van voorkomen op scenario’s Hoogtegeometrie dwarsprofiel Lokale SOS Per ondergrondsegment • Grondopbouwscenario’s • Exacte laagscheidingen • Kans van voorkomen op scenario’s Lokale grondopbouwgegevens • Sonderingen • Boringen Lokale grondgegevens • Laboratoriumproeven • Veldproeven invoer Grondeigenschappen • Materiaaleigenschappen • Laageigenschappen • Profieleigenschappen tussenproducten Lokale SOS met grondeigenschappen • Per ondergrondsegment • Grondopbouwscenario’s • Exacte laagscheidingen • Kans van voorkomen op scenario’s complete ondergrondschematisatie Toetsproces D-Soil Model WTI SOS strekkingen en scenario’s Aanpassing/verfijning Aanvullend grondonderzoek Lokale ondergrondschematisatie parameterwaarden Ringtoets Ringtoets Toetsing niveau 2a/b Toetsresultaat • Schematisatie van (overige) scenario’s Tool Toetsing niveau 3 Van globaal naar lokaal Van globaal naar lokaal 1/3de 2/3de 1/5de P(A) = 0.75 4/5de a a a 1 2 b b b 1 2 b 1 b 2 b 1 b 2 c c c c c c A a 1 a 1 a 2 a 2 P(A1) = 0.05 (1/3 x 1/5 x 0.75) P(A2) = 0.20 (1/3 x 4/5 x 0.75) P(A3) = 0.10 (2/3 x 1/5 x 0.75) P(A4) = 0.40 (2/3 x 4/5 x 0.75) A1 A2 A3 A4 Lokale scenario’s (alle detaillering opgenomen) Mogelijke detailleringen van WTI-SOS scenario WTI-SOS scenario Kans aantreffen in segment 0.75 Van globaal naar lokaal Toetsen Toetsen 2D effecten: D-Soil Model • Sterk compacterende lagen • Combinaties van grondopbouwscenario’s met significante contrasten • Lokale ophoging of afgraving 2D Scenario zetting onder dijk 2D Geometrieen Toepasbaarheid in de praktijk • Er zijn twee pilots geweest: van globaal naar lokaal • Intern bij Deltares • Extern met twee waterschappen en twee adviesbureau’s • Conclusie van de pilots: WTI SOS is relevant en zeer nuttig en zal zijn toepasbaarheid in de praktijk gaan bewijzen. Veel zal afhangen van de gebruiksvriendelijkheid van de software. Samenvattend • Conclusie 1: ondergrond moet met scenario’s met kans van voorkomen meegenomen worden. Dus niet deterministisch • Conclusie 2: schematiseren moet gebeuren door ervaren geologen met gebiedsspecifieke kennis • WTI SOS voorziet hierin en leidt tot: • een systeem om probabilistische benadering voor de faalkansen mogelijk te maken, • Landsdekkend en consistent opgestelde schematisatieten behoeve van onder andere het toewijzen van parameterwaarden voor geotechnische eigenschappen, • rationele kwaliteitsborging van het gebruik van de ondergrond bij de toetsing, • karakterisering van de ondergrond van waterkeringen voor globale evaluaties, zoals voor onder andere KOSWAT (nHWBP), het Deltaprogramma en WV21 Discussie 1: Vragen? Discussiepunt 2: Waar kan WTI SOS nog meer voor gebruikt worden? Discussiepunt 3: Zijn begeleiding/cursussen gewenst? Zo ja, welke? WTI ondergrondschematisatie Marc Hijma [email protected]
© Copyright 2024 ExpyDoc
