“PRO-COAST: Probabilistic assessment of large-scale sandy interventions in the coastal zone.

Samenvatting project

In het ProCoast Project wordt ism met Aannemers, adviesbureaus,waterschap en rijkswaterstaat gewerkt aan probabilitische voorspellingen van oplossingen voor kusterosie

Doel van het project

Het doel van het Pro-Coast project is om een methode te ontwikkelen voor het stochastisch modelleren van de ondiepe kustzone waarmee de onzekerheden kunnen worden gekwantificeerd. Het onderzoek en de ontwikkelde methode worden in het bijzonder toegespitst op het voorspellen van zandige suppleties op de termijn van meerdere jaren.

Motivatie

Een goede voorspelling van het kustgedrag is van essentieel belang in de huidige tijd van zeespiegelstijging en veranderingen in het stormklimaat. Komende decaden zijn verschillende (technische) oplossingen nodig om in deze veranderende tijd de waterveiligheid te borgen. Suppleties en met name grootschalige suppleties zijn hierin een belangrijke nieuwe oplossingsrichting (e.g. Zandmotor Hondsbosse Duinen). De huidige veelgebruikte voorspellingsmethoden voor suppleties zijn voornamelijk deterministisch van opzet (e.g. Delft3D Finel MIKE). In deze proces-gebaseerde numerieke modellen worden kleinschalige processen op de tijdschaal van uren minuten en seconden opgeschaald naar langere tijdschalen. Met deze modellen wordt met één of enkele rekenscenario’s de toekomstige toestand van de kust voorspeld over een tijdshorizon van 10 tot 20 jaar. De verkregen modeluitkomsten geven op dit moment weinig tot geen informatie over de onzekerheidsmarge rondom de voorspelde situatie. Deze onzekerheid kan zijn oorsprong hebben in onder andere de variabiliteit in het natuurlijk system (golfklimaat zeespiegelstijging etc.) maar ook de onnauwkeurigheid van de modelschematisatie. De onbekendheid met de onzekerheidsmarge rondom de metingen verhinderd een goede risicobenadering voor kustwaterbouwkundige projecten. Een dergelijke risicobenadering is van groot belang bijvoorbeeld van het inschatten van de onderhoudsvolumes bij grootschalige suppleties.

Locatie

Delft

Uitgevoerde acties

• Evaluatie van verschillende voorspelmethoden voor onzekerheidsmarges in complexe systemen en suppleties in het bijzonder. Voor de evaluatie wordt als testcase allereerst gedacht aan de Hondsbosse Duinen.• Vaststellen van de verschillende elementen die onzekerheid in voorspellingen introduceren. Kwantificeren van de grootte van deze bijdragen voor een range aan diverse suppletie projecten.• Ontwikkeling van een methode om stochastiek efficiënt toe te voegen en te valideren in proces-gebaseerde modellen van de ondiepe kustzone. • Publicatie van de resultaten

Verwachtte resultaten

Resultaten van het fundamentele onderzoek worden gevat in wetenschappelijke publicaties. Daarnaast word in samenwerking met de private projectpartners de voorbereiding gedaan voor het ontwikkelen van een generieke tool voor voorspellingen.

Innovativiteit

Voor waterveiligheid wordt in een belangrijk deel van de voorspellingsketen reeds rekening gehouden met onzekerheden. Voorbeelden hiervan zijn de zeespiegelstijging scenario’s van het IPCC en de faalkans berekeningen van dijken en waterkeringen. Het tussenliggende deel de ondiepe vooroever blijft hierin echter achter. Het Pro-Coast project heeft als doel om voor de eerste keer de onzekerheden in de hele keten te beschouwen. Hiervoor is een nieuwe modelstrategie nodig gebaseerd op recente ontwikkelingen in andere vakgebieden. Daarnaast bied een toekomstige modelimplementatie een methode om nieuwe innovatieve alternatieven voor kustverdediging (e.g. de Zandmotor) beter te ontwerpen.

Valorisatie

Bevindingen van het ProCoast project worden ingebracht in het Kustgenese 2 framework, waarin Rijkswaterstaat de komende jaren de suppletie strategie voor het jaar 2020 en erna vormgeeft. Met de private partners zal worden samengewerkt om een generieke tool te maken voor (inter)nationale kustverdedigingsprojecten. Tevens zullen resultaten tijdens het project worden gedeeld via openbare lezingen.

Hoe gaan de participanten van het project om met intellectueel eigendom dat voorkomt uit deze projecten?

Fundamenteel onderzoek. Resultaten zijn openbaar en zullen gedeeld worden in peer review publicaties en open source model modules. Geen bijzondere IP regeling voorzien.

Op welke wijze wordt de informatie over dit project op eenvoudige wijze voor het algemene publiek kenbaar gemaakt (beschrijving van het onderzoek, deelnemers en de planning en voortgang)?

Opzet van het onderzoek en de voortgang wordt gedeeld via een projectpagina op de TU Delft website.

Projectvoorwaarden

Via de projectpagina

Projecteigenaar en projectleider(s)

Projecteigenaar:
Stefan Aarninkhof
Projectleider(s):
Matthieu de Schipper

Partners

  • Boskalis Nederland B.V.
  • Rijkswaterstaat Utrecht
  • Svasek
  • TKI Deltatechnologie
  • TU Delft
  • Van Oord

Resultaten

“PRO-COAST: Probabilistic assessment of large-scale sandy interventions in the coastal zone.-2022-4

Resultaat type
Product-/Proces Deliverables
Aantal
1
Omschrijving

Publication, Peer-reviewed
Kroon, A., de Schipper, M. A., van Gelder, P. H., & Aarninkhof, S. G. (2020). Ranking uncertainty: Wave climate variability versus model uncertainty in probabilistic assessment of coastline change. Coastal Engineering, 158, 103673. Weblink: https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2020.103673 (available upon request)

Highlights:
1) Wave climate variability and model uncertainty both influence prediction uncertainty.
2) Model uncertainty can be estimated from observations through the GLUE method.
3) Wave climate variability explains less than half of the predicted variance after 2.5 yr.
4) Assessing only wave climate variability can produce significant overconfident results.
5) Evaluating both intrinsic and epistemic uncertainty is essential in predicting shoreline evolution.

Wetenschappelijke publicatie?