Ineenstorting en fataliteit opbouwen tijdens overstromingen
Samenvatting project
Veel van de dodelijke ongelukken door de stormvloed in de Noordzee in 1953 vonden plaats terwijl bewoners thuis verbleven in hun bakstenen huizen. die echter instortten.(Jonkman & Vrijling, 2008). Op dit moment beseft de Nederlandse regering dat veel regio's in Nederland om praktische redenen niet kunnen worden geëvacueerd tijdens een stormvloed of overstroming door rivieren, omdat de bevolkingsdichtheid te groot is, en transportaders het daaropvolgende verkeersvolume niet aankunnen met een waarschuwingstijd van slechts één of twee dagen (Kolen & Helsloot, 2012). Daarom is het essentieel om de kwetsbaarheid van de meest voorkomende Nederlandse bouwtypes te kwantificeren voor overstromingen die te verwachten zijn bij het falen van primaire waterkeringen langs de kust en de rivieren. Daarvoor moeten locatiespecifieke evacuatieplannen op basis van de typen gebouwen en het aanwezige overstromingsgevaar geherformuleerd worden. Dit onderzoek zal de fysieke respons op overstromingen meten bij moderne Nederlandse gebouwen, overstromingsgevoeligheidsfuncties voor deze gebouwtypen genereren en de kwetsbaarheidsfuncties toepassen op risicoanalyse en evacuatieplanning voor kritieke locaties. Naast instortingsgevaar zal het project bestendigheid tegen overstromingswater van huizen onderzoeken. Het resultaat van het voorgestelde project is de afronding van de discussie over de vraag of baksteenmetselwerk en betonconstructies zouden kunnen instorten bij de soort overstromingen die in Nederland verwacht zouden kunnen worden (overstroomde polders tijdens stormvloeden en rivieroverstromingen).
Doel van het project
Momenteel zijn er experimenten gepland om de effecten van overstromingen in de vorm van en schade aan woningen (bijvoorbeeld op een gemiddeld huis uit de jaren ‘70 en op een huis uit de jaren '90) te modelleren. Op basis van die schade kunnen functies voor huizen worden verbeterd (alleen wat betreft de constructie, niet wat betreft de inhoud) die vervolgens beter kunnen worden aangegeven voor verschillende soorten gebouwen en condities, zodat woningen als veilige plaats kunnen dienen. Verder moeten we de fataliteitsfuncties vernieuwen, door herberekeningen (de Mauro & de
Bruijn, 2012; Asselman & Jonkman, 2007), met behulp van gegevensvan. De stormvloedvloed in 1953 over waterdieptes, stroomsnelheden en ingestorte gebouwen, en eventueel ook met andere variabelen (zoals waarschuwingstijd etc.), via de multivariabele benadering van Wagenaar et al. (2018). Vervolgens zullen we deze 'valideren' voor andere situaties en
gebeurtenissen, en ze aanpassen aan de sterkte van nieuwere gebouwen om nieuwe overlijdensrisicofuncties te formuleren voor 2020. Door variabelen expliciet te maken (bijvoorbeeld constructieve sterkte, waarschuwingstijd) kunnen we de functies aanpassen voor verschillende regio's en periodes van tijd. Ten slotte zal onderzoek naar gebeurtenissen in
het verleden worden gebruikt om kwetsbaarheidsfuncties te genereren voor infrastructuren in moderne Nederlandse huizen.
Motivatie
Veel van de dodelijke ongelukken door de stormvloed in 1953 in de Noordzee vonden plaats terwijl bewoners thuis verbleven in hun bakstenen huizen. die echter instortten.(Jonkman & Vrijling, 2008). Op dit moment beseft de Nederlandse regering dat veel regio's in Nederland om praktische redenen niet kunnen worden geëvacueerd tijdens een stormvloed of overstroming door een rivier, omdat de bevolkingsdichtheid te groot is, en transportaders het daaropvolgende verkeersvolume niet aankunnen met een waarschuwingstijd van slechts één of twee dagen (Kolen & Helsloot, 2012). Daarom is het essentieel om de kwetsbaarheid van de meest voorkomende Nederlandse bouwtypes te kwantificeren voor overstromingen die te verwachten zijn bij het falen van primaire waterkeringen langs de kust en in
rivieren. Daarbij moeten locatiespecifieke evacuatieplannen geherformuleerd worden op basis van de types gebouwen en het aanwezige overstromingsgevaar. Dit onderzoek zal de fysieke respons op overstromingen meten van moderne Nederlandse gebouwen, overstromingsgevoeligheidsfuncties voor deze gebouwtypen genereren en de kwetsbaarheidsfuncties toepassen op risicoanalyse en evacuatieplanning wat betreft kritieke locaties. Naast instortingsgevaar zal het project bestendigheid tegen overstromingswater van huizen onderzoeken. Het resultaat van het voorgestelde project is de afronding van de discussie over de vraag of baksteenmetselwerk en betonconstructies zouden kunnen instorten bij de soort overstromingen die in Nederland worden verwacht (overstroomde polders tijdens stormvloeden en rivieroverstromingen).
Uitgevoerde acties
Laboratoriumexperimenten ten aanzien van de zwakke punten van gebouwen bij overstromingen.
Structurele analyse.
Vergelijking met het buitenland wat betreft de kwetsbaarheid van gebouwen.
Her-analyse van schades voor VNKscenario's.
Innovativiteit
Experimenten: Door gebruik te maken van het Waterlaboratorium van de TU Delft en de testpolder van Flood Proof Holland, zullen we de reactie van modelgebouwen op overstromingen met gecontroleerde diepte, snelheid, stijgtijd en golfcondities onderzoeken. De gemeten drukwaarden zullen worden gebruikt in een eindige elementenstructuuranalyse om spanningen te bepalen in metselwerk en betonnen constructies. Het relatieve belang van de verschillende hydrodynamische parameters (maximale diepte, maximale snelheid, duur van inundatie, momentumflux, stijgtijd, golfhoogte, golfperiode) zal worden vastgesteld op basis van de experimentele resultaten en vergeleken worden met de literatuur. Het resultaat van fase 1 zullen fragiliteitsfuncties zijn voor typische gebouwtypes (in overeenstemming met Nederlandse bouwontwerp-regels op verschillende momenten in de geschiedenis) in Nederland.
Analyse: De ontwikkelde kwetsbaarheidsfuncties zullen worden vergeleken met de resultaten die veldmetingen tijdens overstromingen en stormvloeden in Europa, de VS en Japan hebben opgeleverd. Op basis van kwetsbaarheid van het gebouw zullen overlijdensrisicofuncties worden ontwikkeld met behulp van gegevens uit 1953 en vervolgens worden toegepast op hypothetische overstromingen in Nederland op grond van de VNKscenario's, en op historische overstromingen in het buitenland. Het resultaat van fase 2 zullen bestaan uit schattingen van de bouwschade en de
aantallen dodelijke slachtoffers voor VNK-scenario-overstromingen in Nederland, en aanbevelingen bevatten voor een betere evacuatieplanning. Deze fase omvat ook een analyse van de schade aan nutsvoorzieningen (elektriciteit / bedrading, drinkwater, afvalwater / toiletten, gas) tijdens gebeurtenissen in Nederland zoals de overstromingen in 1993 en 1995.
De experimenten zullen parallel worden uitgevoerd met overloopexperimenten met dijken, die gepland zijn voor Flood Proof Holland in 2019-2020. Dit biedt een unieke gelegenheid om de respons te testen van relatief grootschalige bouwmodellen op realistische stroomdieptes en -snelheden in een gecontroleerde omgeving. Er worden golftesten uitgevoerd op kleinere schaalmodellen in het waterlaboratorium van de TU Delft.
Valorisatie
1. Ingezonden tijdschrift- of conferentiepublicatie met als resultaat kwetsbaarheidsfuncties uit experimenten en
structurele analyse
2. Ingezonden tijdschrift- of conferentiepublicatie die een risico-analyse toont voor de VNK-scenario's voor heranalyse
Intellectueel eigendom
1) IP van werkzaamheden uitgevoerd door een kennisinstelling moet naar de kennisinstelling. Dit is ongeacht of dit IP door de TKI middelen, of door de contant-bijdrage van derden is gegenereerd.
2) IP kan in het kader van de regeling alleen van nietkennisinstellingen zijn als het door deze partijen volledig, d.w.z.
zonder kennis van de kennisinstellingen, in het kader van in-kind bijdragen is gegenereerd. Consequentie is dat in projecten waar geen in-kind bijdrage van niet-kennisinstellingen is opgenomen, IP nooit bij bedrijven kan liggen. ]
Welk ‘product’ (zie boven)? IP bij welke partner(s) Hoe wordt dit product toegankelijk gemaakt
1 n/a Open access publicatie
2 n/a Open access publicatie
[Optioneel: Toelichting indien er beperkingen zijn t.a.v. de toegankelijkheid]
Informatievoorziening project
Resultaten van laboratoriumexperimenten en analyses, en nieuwe fragiliteitsrelaties voor Nederlandse gebouwen, kunnen worden gepubliceerd via een persbericht bij de publicatie van het tijdschrift.
Projectvoorwaarden
1) IP van werkzaamheden uitgevoerd door een kennisinstelling moet naar de kennisinstelling. Dit is ongeacht of dit IP door de TKI middelen, of door de contant-bijdrage van derden is gegenereerd.
2) IP kan in het kader van de regeling alleen van nietkennisinstellingen zijn als het door deze partijen volledig, d.w.z.
zonder kennis van de kennisinstellingen, in het kader van in-kind bijdragen is gegenereerd. Consequentie is dat in projecten waar geen in-kind bijdrage van niet-kennisinstellingen is opgenomen, IP nooit bij bedrijven kan liggen. ]
Welk ‘product’ (zie boven)? IP bij welke partner(s) Hoe wordt dit product toegankelijk gemaakt
1 n/a Open access publicatie
2 n/a Open access publicatie