Voor de analyse van initiële mechanismen bij dijkerosie worden de golfcondities (golfhoogte, -periode en –richting) gebruikt. Deze golfcondities worden gegeven de overschrijdingsfrequentie voor verschillende waterstandsniveaus bepaald. Samen met het waterstandsverloop vormen deze golfcondities het belastingverloop.

Bepaling golfcondities per waterstandsniveau

Bij het bepalen van de golfcondities per waterstandsniveau is de waterstand geen stochast, maar een vaste waarde. Per waterstandsniveau wordt een belasting bepaald die gebaseerd is op de gecombineerde kans van voorkomen van de waterstand en de golfcondities. De waterstand en golfcondities zijn gecorreleerd en dragen beide bij aan het falen van de dijkbekleding.

Bovenstaande methode is uitgewerkt in de software Riskeer en Hydra-NL door middel van de zogeheten Q-variant. Het resultaat van deze berekening is de golfbelasting ‘S’, die wordt uitgedrukt met de volgende formule:

Hierbij zijn de parameters a_Q, b_Q en c_Q afhankelijk van de gevoeligheid van het bekledingtype voor respectievelijk de significante golfhoogte, de piekperiode en de hoek van golfinval. Voor deze parameters zijn standaardwaarden opgenomen in de software Riskeer en Hydra-NL.

Merk op dat in de berekening van de golfbelasting geen rekening wordt gehouden met de geometrie van het dijkprofiel. De waarde S wordt gebruikt om de maatgevende combinatie van golfhoogte, periode en richting te bepalen met een beperkte rekentijd. De afzonderlijke waardes van deze parameters worden echter gebruikt in de berekeningen.

Bij de bepaling van de golfcondities per waterstandsniveau kan de invloed van een eventueel aanwezig voorland en/of dam worden meegenomen. Een voorland en/of dam kan leiden tot een reductie van de golfhoogte aan de dijkteen en daarmee tot een lagere golfbelasting. Het voorland is met name belangrijk voor de lagere waterstand, vanwege de geringere waterdiepte en daarmee grotere reductie in golfhoogte.

Voor de bepaling van de golfcondities per waterstandsniveau is het bereik van waterstanden van belang. Deze is opgebouwd uit:

• Bovengrens waterstand. De bovengrens waterstand wordt automatisch bepaald door de waterstand bij de terugkeertijd. Deze is gebaseerd op de marginale statistiek van de waterstand.
• Bovengrens bekleding. De bovengrens van de bekleding of de hoogte van de dijk. Wanneer de bovengrens van de bekleding lager ligt dan de bovengrens van de waterstand, dan wordt deze toegepast bij het bepalen van het bereik.
• Ondergrens bekleding. De ondergrens van de bekleding of de dijkteen. Wanneer de ondergrens van de bekleding hoger ligt dan de ondergrens van de waterstand, dan wordt deze toegepast bij het bepaling van het bereik.
• Ondergrens waterstand. De ondergrens waterstand kan gelijk worden gesteld aan de waterstand bij een overschrijdingskans die getalsmatig gelijk is aan 1/10 per jaar.
• Stapgrootte. Een waarde gelijk aan 0,5 m, 1,0 m of 2,0 m. Overweging voor de keuze van de waarde is onder meer rekentijd van het model en diepte van de analyse. Voor nader analyse van een dominant faalpad zal een waarde van 0,5 m meer passend zijn.

Specifieke waarden parameters golfbelasting

Steenzetting

Voor de standaardwaarden van parameters a, b en c wordt bij een steenzetting onderscheid gemaakt tussen een toplaag bestaande uit zuilen en blokken, zie Tabel 1.

Asfaltbekleding

Tabel 2 geeft de standaardwaarden van parameters a_Q, b­_Q en c_Q voor een asfaltbekleding. Voor het bezwijken van asfaltbekleding ten gevolge van golfklappen (AGK) wordt de snelheid van schade-ontwikkeling bepaald door de drukpuls die de golven genereren op de bekleding. De hoogte van deze drukpuls is een functie van de hoek van golfinval. Voor loodrecht invallende golven is deze drukpuls maximaal, maar deze neemt af naarmate de golven schuiner invallen.

Het model Asfalt Golfklap (AGK) ( houdt niet automatisch rekening met de invloed van schuin invallende golven. Gebruikers kunnen dit alsnog wel doen door de volgende invloedsfactor voor schuine golfinval f_β te bepalen:

Met: β_kw = de hoek van inval van de golven (^o).

Door de golfhoogte van schuin invallende golven te vermenigvuldigen met de factor f_β Invloedsfactor voor inval golven onder een hoek [-] kan deze vertaald worden naar een equivalente golfhoogte voor loodrecht invallende golven welke gebruikt kan worden in het AGK-model. Het is daarnaast nodig de golfperiode van schuin invallende golven te vermenigvuldigen met √f_β Invloedsfactor voor inval golven onder een hoek [-]om ervoor te zorgen dat de golfsteilheid niet verandert. Indien gerekend wordt met de factor f_β Invloedsfactor voor inval golven onder een hoek [-], is het vanuit consistentie ook van belang dat deze ook wordt meegenomen in de Q-variant.

Tabel 2 bevat de waarden voor gebruik in de Q-variant voor wanneer wel en niet rekening wordt gehouden met de factor f_β Invloedsfactor voor inval golven onder een hoek [-] .

Voor het mechanisme bezwijken asfaltbekleding door het ontstaan van een S-profiel (ASP) is nog onbekend wat deze factor moet zijn omdat het ASP-model gevoelig is voor stijghoogteverschillen en niet voor golfklappen. Om die reden wordt aanbevolen geen rekening te houden met de hoek van golfinval en de invloedsfactor voor schuine golfinval voor het ASP-mechanisme niet mee te nemen, of op 1 te zetten.

Grasbekleding

Voor de standaardwaarden van parameters a_Q, b_Q en c_Q wordt bij een grasbekleding onderscheid gemaakt tussen een bekleding in de golfklapzone en de golfoploopzone, zie Tabel 3.

Specifiek voor grasbekledingen in de golfoploopzone moet de ondergrens van de bekleding gelijk zijn aan de ondergrens van de waterstand. De reden hiervoor is dat golven bij lagere waterstanden kunnen leiden tot golfoploopbelastingen op de hoger gelegen grasbekleding.