Werkwijze voor de bepaling van de maatgevende afslag (zonder gradient in het langstransport) en 'veiligheidstoets' - Veiligheidstoets' van een dwarsdoorsnede van een duinenkust

Werkwijze voor de bepaling van de maatgevende afslag (zonder gradiënt in het langstransport) en ‘veiligheidstoets’

Het is hier in de eerste plaats van belang om te kunnen bepalen of de duinwater-kering voldoende ‘veilig’ is. De ‘veiligheid’ moet bijvoorbeeld voor de toetsdatum van 2011 worden onderzocht. Stel vervolgens dat het ‘veiligheidsonderzoek’ in dHet is hier in de eerste plaats van belang om te kunnen bepalen of de duinwater- e loop van 2009 wordt uitgevoerd. In de verdere beschrijving van de werkwijze wordt er eerst van uitgegaan dat de aanwezige duinwaterkering voldoende ‘veilig’ is. Blijkt in de loop van een serie berekeningen dat een doorbraak (bijvoorbeeld van een eerste duinregel) wordt verwacht, dan moet de procedure beëindigd worden en moet eerst een ander spoor worden gevolgd (zie punt 33).

De werkwijze van de toetsmethode is als volgt:

• Voor elk profiel uit de reeks jaarlijkse profielmetingen (JARKUS-metingen; aantal metingen N > 15) wordt een afslagberekening gemaakt met behulp van het DUROS-plus model. Er dienen rekenwaarden conform HR2006 in het reken- model te worden ingevoerd. Het betreft voor de waterstand het zogenaamde Rekenpeil en voor de golfkarakteristieken (golfhoogte en golfperiode) de in HR2006 aangegeven waarden. De golfhoogte is daarbij gelijk aan de verwach- tingswaarde van de golfhoogte bij het Rekenpeil. De golfperiode is zodanig aan de golfhoogte ‘gekoppeld’ dat de marginale overschrijdingskansen van beide parameters gelijk zijn. Voor de korreldiameter van het duinzand dient de waarde Dreken te worden ingevoerd die in Bijlage 1 is gegeven. De ligging van afslagpunt R* wordt bepaald (bijvoorbeeld ten opzichte van de RSP-lijn) met behulp van het DUROS-plus model.
• Bij elke van de N afslagberekeningen wordt de berekende hoeveelheid duinaf- slag boven het stormvloedpeil (Rekenpeil) bepaald; A m3/m. Vervolgens wordt een verschuiving L-,R van het punt R*berekend zodanig dat, gegeven het verloop van het resterende duinprofiel landwaarts van R*, er met de verschuiving L-,R een volume duinzand is gemoeid van 0,25A; punt R wordt dan gevonden. (Deze verschuiving kan worden opgevat als een Toeslag T op de mate van duinafslag die op een geschematiseerde wijze de effecten van de onzekerheid van de duur van de hoogwaterpiek en de onnauwkeurigheid van het DUROS- plus model op het berekeningsresultaat weergeeft; T = 0,25A; zie figuur 5.)

Figuur 5. DUROS-plus model met Toeslag

Onder ontwerpomstandigheden kan de verschuiving ÆR niet meer bedragen dan 15 m (zie ook punt 22 en Bijlage 2). Na deze verschuiving is de uiteindelijke ligging van het punt R bereikt zoals die voor het betreffende (JARKUS)-jaar geldt. Vervolgens worden de Njaarlijkse posities van de punten R als functie van de tijd, bij voorkeur ten opzichte van de RSP-lijn, in een figuur uitgezet. Dat levert een R-t figuur op, waarbij de tijd-as horizontaal wordt gekozen en de verticale as in zeewaartse richting wijst. In de R-t figuur wordt daarnaast een aantal andere punten/lijnen uitgezet; een overzicht:

R

In de R-t figuur worden de punten R uitgezet.

BKL

In de R-t figuur wordt de (meestal in de tijd constante) positie van de BKL aangegeven zoals die voor de desbetreffende raai is vastgesteld.

MKL

Tevens worden de (jaarlijkse) posities van de MKL in de R-t figuur aangegeven.

Landwaartse grens waterkering

Het verdient aanbeveling (van de JARKUS-raaien waarvan de diverse zones van de waterkering al in een Legger zijn vastgelegd), de in de Legger aangegeven positie van het (maatgevende) afslagpunt in de R-t figuur aan te geven. Indien het een JARKUS-raai betreft waarbij de positie van het (maatgevende) afslagpunt nog niet in een Legger is vastgelegd, verdient het aanbeveling in de R-t figuur het punt in het duin aan te geven tot hoever de duinen zouden kunnen afslaan zodat er nog juist een grensprofiel aan de landwaartse zijde resteert; het uiterste afslagpunt. Voor de benodigde afmetingen van het grensprofiel en de inpassing van een grens- profiel in een aanwezig duin, zie punt 27. In beide gevallen wordt hier de term landwaartse grens waterkering gebruikt, hoewel die term geen juridische basis heeft.

Figuur 6. R-t figuur met BKL, MKL, R en landwaartse grens   waterkering

• Met behulp van een dergelijke R-t figuur, waarin dus twee karakteristieke series punten (MKL en R) en twee rechte lijnen (BKL en landwaartse grens waterkering), zijn ingetekend, kan vaak in één oogopslag worden gezien of de waterkering (ook nog in 2011) aan de ‘veiligheidseisen’ voldoet; zie figuur 6 voor een voorbeeld van een R-t figuur.

De verticale schaal van het voorbeeld in figuur 6 beslaat het gehele gebied vanaf de werkelijke ligging van de MKL/BKL tot aan de landwaartse grens van de waterkering. De essentie van een figuur als figuur 6 kan ook worden bereikt door slechts het ver- schil in ligging tussen MKL en BKL in het bovenste deel van een dergelijke figuur aan te geven. Het gaat dan om de afstand MKL - BKL, met de ligging van de BKL als 0-punt maar verder met een gelijke verticale schaal als de rest van de figuur.

• Aan de hand van het ‘beeld’ van een figuur als figuur 6 zijn er vervolgens vier verschillende gevallen te onderscheiden:

1 Raaien in kustvakken die over een langere tijd gezien stabiel zijn:

De MKL-punten en de R-punten in de R-t figuur laten een ‘springerig’ verloop zien, maar gemiddeld gezien is het verloop horizontaal. Van duidelijke ‘uit- schieters’ wordt nagegaan wat de oorzaak zou kunnen zijn. Eventueel wordt na nader onderzoek een ongeloofwaardig punt verwijderd uit de reeks. De jaren waarvoor eventueel blijkt dat de MKL landwaarts van de BKL ligt, vallen direct op in de R-t figuur. Veelal is er een duidelijke correlatie te zien tussen de ligging van de MKL-punten en de R-punten. Wanneer alle R-punten duidelijk zeewaarts van de aangegeven landwaartse grens waterkering blijken te liggen, wordt de waterkering zonder meer als ‘veilig’ gekenschetst.

Indien er incidenteel (één of twee maal uit een reeks van N > 15) sprake blijkt te zijn van R-punten die landwaarts van de landwaartse grens waterkering liggen, behoeft er nog niet van een ‘onveilige’ situatie sprake te zijn, maar is extra waakzaamheid geboden. Nader onderzoek is dan nodig.

Indien de één of twee bedoelde overschrijdingen niet in de laatste vijf jaar zijn voorgekomen, voldoet de waterkering aan de ‘veiligheidseisen’.

Legger vastgesteld:

Vooral als zou blijken dat de bedoelde landwaartse overschrijdingen van punten R voorkomen in jaren dat de MKL nog zeewaarts ligt van de BKL, dan betekent dat dat de maatgevende afslagpuntenlijn (uit de Legger) niet ‘ruim’ genoeg is vastgesteld.

Legger nog niet vastgesteld:

Als in het andere geval (nog geen Legger vastgesteld) blijkt dat de landwaartse grens waterkering wordt overschreden, kan er sprake van zijn dat de water- kering ‘onveilig’ is. In dat geval is dringend nader onderzoek nodig.

2 Raaien in kustvakken die in principe structureel eroderen, maar waarbij de gevolgen van de erosie met behulp van regelmatige kunstmatige suppleties worden tenietgedaan:

De ligging van de punten R in de R-t figuur laten een ‘springerig’ verloop zien met wellicht een zaagtand ‘ondergrond’ (dat geldt veelal ook voor de ligging van de MKL punten). Gemiddeld gezien resulteert er wel een horizontaal verloop. De overige procedure is conform de procedure die is aangegeven bij 1) Raaien in kustvakken die over een langere tijd gezien stabiel zijn.

Raaien in kustvakken die structureel aanzanden:

3 Raaien in kustvakken die structureel aanzanden:

De ligging van de punten R in de R-t figuur laten een ‘springerig’ verloop zien dat een zeewaarts gerichte trend vertoont. Als de situatie eenmaal ‘veilig’ is, wordt de toestand in de toekomst kennelijk alleen maar nog ‘veiliger’.

4 Raaien in kustvakken waarbij de ligging van de kustlijn ‘in orde is’ (steeds ruim zeewaarts van de BKL), maar waarbij de duinen wel structureel achteruitgaan:

Deze situatie doet zich bijvoorbeeld voor bij enkele raaien langs de kust van Voorne. Op basis van het landelijke beleid de ligging van kustlijn dynamisch te handhaven, is ‘er niets aan de hand’; de kustlijn ligt immers steeds zeewaarts van de BKL; suppleties zijn niet nodig. Niettemin zal een figuur als figuur 6 voor dergelijke gevallen een landwaartse trend van de ligging van de punten R laten zien. Indien bijvoorbeeld ook de positie van de duinvoet (NAP + 3 m) in de R-t figuur wordt aangegeven, zal ook die reeks van punten een landwaartse trend vertonen.

• In alle gevallen is vervolgens (indien de diverse zones inderdaad al zijn vastge- steld) eenvoudig na te gaan of de duinwaterkering in 2011 (nog) aan de ‘veilig- heidseisen’ voldoet. In het bijzonder als het een geval 4)-situatie betreft, is waakzaamheid geboden. Indien de ligging van de diverse zones nog niet is vastgesteld en in een Legger zijn opgenomen, kan dat mede met behulp van de uitkomsten van de aangegeven procedures, alsnog geschieden.

Met de hier beschreven werkwijze is dus op een tamelijk directe wijze na te gaan of de duinwaterkering aan de ‘veiligheidseisen’ voldoet. In sommige opzichten is er feitelijk sprake van een soort van bovengrensbenadering. De relatief eenvoudige toetsmethode is gebaseerd op probabilistische berekeningen waarbij er geen rekening is gehouden met de mogelijke profielfluctuaties. Door, zoals hiervoor is aangegeven, niet zonder meer te stellen dat bij één of twee landwaartse over- schrijdingen van punten R van de landwaartse grens waterkering, er sprake is van een ‘onveilige’ situatie, wordt al enigszins rekening gehouden met het stochastische karakter van de ligging van het kustprofiel juist voor het optreden van de maat- gevende stormvloedomstandigheden. Dat geldt in nog sterkere mate voor het geval er van regelmatig terugkerende (strand)suppleties sprake is. Zuiver probabi- listisch geredeneerd zou er dan met een duidelijk smallere afslagzone kunnen worden volstaan.

Probabilistische berekeningen met een geschematiseerde strandsuppletie (strandsup- pletie van 200 m3/m die in de loop van de jaren weer verdwijnt) lieten zien dat in feite met een circa 5 m smallere duinregel kon worden volstaan in vergelijking met een geval er niet van een strandsuppletie sprake was (WL | Delft Hydraulics 2007a). De genoemde circa 5 m dient in relatie te worden gezien tot de orde van grootte van 80 m waarvan bij het geval van de berekeningen sprake was. Weliswaar zijn er in een dergelijk geval strikt genomen enkele jaren aan te geven (aan het einde van de suppletie- periode) waarvan zou kunnen worden gesteld dat het ‘onveilige’ jaren zijn, maar in probabilistische zin is dat onjuist. Nog steeds blijft gelden dat in een ‘willekeurig jaar’ de kans dat de afslaggrens wordt bereikt of wordt overschreden, de maatgevende overschrijdingskans betreft.