\chapter{Gebruik van \dam per type vraag}\label{sec:DAMpervraag}

Voor het uitvoeren van een analyse van de dijksterkte kunnen vier hoofdstappen worden onderscheiden. Deze stappen worden altijd, onafhankelijk van het type vraag, doorlopen. De vier stappen zijn in hoofdstuk \autoref{sec:DAMinStappen} aan de orde komen. In dit hoofdstuk worden de type vragen behandeld; toetsing regionale keringen, geometrieaanpassing voor beleidsvraagstukken en configuratie voor \damlive ten behoeve van calamiteiten en monitoring.

\section{Toetsing regionale keringen}\label{sec:toetsregkering}
Voor het toetsen van regionale keringen dient een toetsscenarioanalyse wordt uitgevoerd om te beoordelen welke verschillende belastingssituaties van toepassing zijn voor een dijktraject, gegeven een aantal lokale randvoorwaarden. Deze toetsscenarioanalyse module volgt de toetsingscriteria die in de Leidraad toetsen op veiligheid Regionale Keringen [LTVRK] worden gesteld met betrekking tot het al dan niet meenemen van de belastingssituaties 'Hydraulische kortsluiting' en 'droogte'.

Als gevolg van deze criteria is voor het toetsspoor Macro Stabiliteit  Binnentalud (STBI) een aantal aspecten van belang waaronder:
\begin{itemize}
	\item Aanwezigheid van een veenkade; het attribuut 'materiaaltypedijk' geeft aan of het een droogte gevoelige kade is.
  \item optreden van hydraulische kortsluiting;
  \item optreden van opdrijven.
\end{itemize}

Daarnaast moet onderscheid worden gemaakt tussen droge en natte omstandigheden. Per bodemopbouw en dwarsprofiel moet worden nagegaan welke aspecten van toepassing zijn en dus welke RRD scenario's moeten worden beoordeeld. 

Voor natte omstandigheden wordt gebruik gemaakt van het toetspeil (Attribuut: bp\_tp) en voor droge omstandigheden wordt het hoog boezempeil gebruikt (Attribuut: bp\_hbp).

Het analyseren van deze aspecten kan ertoe leiden dat per combinatie van bodemopbouw en dwarsprofiel maximaal zeven scenario/'s doorgerekend moeten worden. In totaal zijn er 11 scenario\'s gedefinieerd binnen de RRD scenarioanalyse zoals opgenomen in onderstaande :

\begin{table}[H]
  \begin{tabular}{ |p{25mm} | p{30mm} | p{32mm}| p{20mm} | p{30mm} |}
    \hline
\textbf{Toetsscenario}	& 	\textbf{Omstandigheid}	& 	\textbf{Hydraulische kortsluiting}	& 	\textbf{Opdrijven}		& \textbf{Model}\\ \hline
1	& Droog	& Ja	& 	Ja	& 	Uplift\\ \hline
2	& Droog	& Nee	& 	Ja	& 	Uplift\\ \hline
3	& Nat	& Ja		& Ja	& 	Uplift\\ \hline
4	& Nat	& Nee		& Ja	& 	Uplift\\ \hline
5	& Droog	& Ja	& 	Nee	& 	Bishop\\ \hline
6	& Droog	& Nee	& 	Nee	& 	Bishop\\ \hline
7	& Nat	& Ja		& Nee	& 	Bishop\\ \hline
8	& Nat	& Nee		& Nee	& 	Bishop\\ \hline
9	& Droog	& Ja/Nee & Ja	& 	Horizontaal evenwicht\\ \hline
10	& Nat	& Ja/Nee & Ja	& 	Piping\\ \hline
11	& Droog	& Ja/Nee & 	Ja	& 	Piping\\
\hline
	\end{tabular}
	\caption{Overzicht toetsscenario's binnen \dam 1.0}
	\label{fig:overzicht toetsscenarios}
\end{table}

Voor de selectie van de toe te passen toetsscenario's, leidt dit tot de schema's weergegeven in \autoref{fig:ScenariosKleiZand}, \autoref{fig:ScenariosVeen} en \autoref{fig:HydrauKort}.

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/ScenariosKleiZand.PNG}
	\caption{Toetsscenarioselectie schema voor klei en zand kades.}
	\label{fig:ScenariosKleiZand}
\end{figure}

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/ScenariosVeen.PNG}
	\caption{Toetsscenarioselectie schema voor droogte gevoelige kades}
	\label{fig:ScenariosVeen}
\end{figure}

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/HydrauKort.PNG}
	\caption{Bepaling Hydraulische kortsluiting}
	\label{fig:HydrauKort}
\end{figure}

Het scenario zonder opdrijven dient altijd te worden getoetst. Indien de opdrijfveiligheid kleiner is dan 1,2 dient de situatie met opdrijven eveneens te worden getoetst. Of rekening moet worden gehouden met hydraulische kortsluiting hangt van een aantal factoren af. Deze factoren zijn omschreven in de LTVRK. Hierop wordt in de werkwijze getoetst.

De droge situatie is niet maatgevend boven de natte situatie als er geen sprake is van een veenkade of hydraulische kortsluiting. Verder geldt dat als hydraulische kortsluiting mogelijk is, dit scenario altijd maatgevend is boven het scenario zonder hydraulische kortsluiting.

Opgemerkt wordt dat de scenario's allemaal betrekking hebben op het toetsspoor STBI (macrostabiliteit binnenwaarts). De scenario's geven een belastingsituatie aan welke, gegeven een aantal randvoorwaarden, kunnen ontstaan. Bij opdrijven leidt dit in deze studie zelfs tot een ander rekenmodel (UpliftVan in D-Geostability) waarmee de beoordeling wordt uitgevoerd. Omdat de aanleiding van de instabiliteit niet vaststaat, dienen alle mogelijke scenario's te worden getoetst. Er is geen maatgevende aanleiding voor een instabiliteit.

Eis X \dam dient te bepalen welke toetsscenario's doorgerekend moeten worden.

Het voldoen aan deze requirement wordt aangetoond door:


\section{Doelzoeken: Geometrie aanpassing (Ontwerp)} \label{sec:geometrieaanpassing}
Ten behoeve van beleidsstudies of het vaststellen van de invloedsgrenzen, of noodmaatregelen kan het handig zijn om een profiel te kunnen genereren die voldoet aan opgegeven veiligheidsfactor.
REQ \dam maakt automatisch profielaanpassingen, op basis van de volgende stappen:
\begin{enumerate}
	\item Kruinverhoging (zie \autoref{sec:Kruinverhoging}
  \item Taludverflauwing (zie \autoref{sec:Taludverflauwing})
  \item Bermontwikkeling (zie \autoref{sec:Bermontwikkeling})
\end{enumerate}

\subsection{Rekenmodellen voor geometrieaanpasssing} \label{sec:rekenmodellen_geometrieaanpassing}
\dam kan de geometrieaanpassing voor zowel macrostabilteits- als pipingberekeningen toepassen.

\subsubsection{Piping} \label{geometrieaanpassingpiping}
Als gekozen wordt voor piping wordt eerst, indien nodig, de dijk verhoogd worden (zie \autoref{sec:Kruinverhoging). Vervolgens controleert \dam of opdrijven langs het profiel kan optreden. Hierbij wordt begonnen in de binnenteen, richting de polder. De maximale zoekruimte is beperkt tot de maximale pipinglengte bij een theoretische deklaagdikte van 0 meter en het bepaalde potentiaalverschil tussen de buitenwaterstand en de binnenwaartse ligging van het freatisch vlak (Lmax).

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=0.5\textwidth]{figuren/aanpassing_geometrie_piping.png}
	\caption{Iteratieve bermontwikkeling bij piping}
	\label{fig:aanpassing_geometrie_piping}
\end{figure}

Als de opdrijfveiligheid in het beschouwde punt kleiner, of gelijk is aan de opgegeven veiligheidsfactor voor opdrijven (default 1,2), dan wordt voor deze uittreedlocatie een pipingsom gemaakt. Als de veiligheidsfactor voor piping lager is dan de opgegeven veiligheidsfactor voor piping dan wordt een berm aangemaakt, waarvan de hoogte (H_{berm}) dusdanig is dat exact voldaan wordt aan de opgegeven opdrijfveiligheidsfactor. Vervolgens wordt het volgende punt beschouwd. Deze locatie wordt bepaald aan de hand van de opgegeven bermstapgrootte. Op de locatie van het beschouwde punt wordt wederom gecontroleerd op opdrijven en piping. Als ook hier piping kan optreden wordt weer de benodigde hoogte (H) van de pipingberm bepaald. Deze hoogte wordt vergeleken met de eerder bepaalde hoogte (H_{berm}) van de pipingberm. Als de berekende bermhoogte (H) lager of gelijk ligt dan H_{berm}, dan blijft H_{berm}ongewijzigd. Als de berekende bermhoogte (H) hoger ligt dan H_{berm}, dan wordt H_{berm} = H. Deze rekenslagen worden herhaald totdat het punt L_{max} bereikt is. De pipingberm loopt door tot het laatste punt waar de veiligheid tegen piping niet voldoet. De bovenkant van de berm is altijd horizontaal en is gelijk aan H_{berm}.

\subsubsection{Macrostabiliteit} \label{geometrieaanpassingstab}




\subsection{Kruinverhoging} \label{sec:Kruinverhoging}
REQ X \dam kan de kruinhoogte aanpassen (verhogen) tot een opgegeven dijktafelhoogte (DTH).

\textit{Toelichting}
Tijdens deze stap controleert \dam of de aanwezige kruinhoogte voldoet aan de opgegeven dijktafelhoogte (DTH, attribuut: DikeTableHeight). Zo niet, wordt de  de buitenkruin verhoogd tot de opgegeven DTH, de buitenkruin wordt hierbij verplaatst langs de reeds aanwezige talud helling, hoek alfa in \autoref{fig:aanpassing_kruinhoogte}.

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=0.5\textwidth]{figuren/aanpassing_kruinhoogte.png}
	\caption{Kruinhoogte aanpassing}
	\label{fig:aanpassing_kruinhoogte}
\end{figure}

\textit{Ondersteuning van handelingen}
\dam maakt een nieuwe hoogtegeometrie aan op basis van de oorspronkelijke taludhellingen ($\alpha$ en $\beta$) en de oorspronkelijke kruinhoogte (B), zie \autoref{fig:aanpassing_kruinhoogte}

De taludhellingen, als wel de kruinbreedte, worden vastgesteld op basis van de karakteristieke punten:
\begin{itemize}
	\item De buitentaludhelling ($\alpha$) volgt uit de berekende helling op basis van de buitenteen en de buitenkruinlijn. In geval een buitenberm aanwezig is wordt de buitentaludhelling bepaald op basis van de insteek van de buitenberm en de buitenkruinlijn. 
	\item De kruinbreedte (B) volgt uit de afstand tussen de karakteristieke punten buitenkruinlijn en binnekruinlijn.
	\item De binnentaludhelling ($\beta$) volgt uit de berekende helling op basis van de binnenteen en de binnenkruinlijn. In geval een binnenberm aanwezig is wordt de binnentaludhelling bepaald op basis van de insteek van de binnenberm en de binnenkruinlijn. 

\end{itemize}

De aangepaste geometrie heeft als startpunt de buitenteen van het initi\"ele profiel (zie \autoref{fig:aanpassing_geometrie_buitenteen}). In het geval er geen binnenberm aanwezig is zal de binnenteen van het aangepaste profiel verder weg liggen langs het profiel dan de oorspronkelijke binnenteen (zie \autoref {fig:aanpassing_kruinhoogte}). Als de situatie zich voordoet dat de aangepaste geometrie snijdt met een aanwezig binnenberm, dan zal de insteek van de binnenberm opschuiven (zie \autoref {fig:aanpassing_geometrie_buitenteen}). 

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/aanpassing_geometrie_buitenteen.png}
	\caption{Aangepaste geometrie met startpunt geometrie aanpassing in de buitenteen}
	\label{fig:aanpassing_geometrie_buitenteen}
\end{figure}



\subsection {Taludverflauwing} \label{sec:Taludverflauwing}
Bij de workflow 2 Doelzoeken wordt eerst met de inti\"ele situatie gerekend, indien de evenwichtsfactor niet toereikend is, gaat \dam de geometrie aan passen. Indien het glijvlak een uittredepunt heeft binnenwaarts van de binnenteen wordt een berm gegenereerd (zie \autoref{sec:Bermontwikkeling}, anders wordt het talud verflauwd.

De taludverflauwing wordt stapsgewijs uitgevoerd. De stappen zijn gedefinieerd ten opzichte van het snijpunt (S) van het aangepaste profiel met het initi\"ele profiel. Feitelijk geeft de gebruiker op hoeveel dit snijpunt opschuift per rekenstap (attribuut: StabilitySlopeAdaptionDeltaX). De opgegeven waarde ($\delta \_{s$) is de horizontale afstand (in meters) van het snijpunt (S) langs het profiel. Het maximaal aantal iteraties is begrensd op 200. Dit om te voorkomen dat \dam in een oneindige lus komt als de opgegeven evenwichtsfactor niet bereikt kan worden.

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/taludverflauwing.png}
	\caption{Iteratieve taludverflauwing binnentalud op basis van uittredepunt glijvlak.}
	\label{fig:taludverflauwing}
\end{figure}
 
Als default waarde voor ($\Delta _{s} $) wordt 1 m aangehouden.

\subsection {Bermontwikkeling} \label {sec:Bermontwikkeling}
Bij de workflow 2 Doelzoeken wordt eerst met de inti\"ele situatie gerekend, indien de evenwichtsfactor niet toereikend is, gaat \dam de geometrie aan passen. Indien het glijvlak een uittredepunt heeft binnenwaarts van de binnenteen wordt een berm gegenereerd, anders wordt het talud verflauwd (zie \autoref{sec:Taludverflauwing}).

Het aanpassen gaat in stappen met een opgegeven horizontale stap grootte van verlegging van de binnenteen ($\delta \_{s$). De stapgrootte staat standaard op 1 m, maar is aan te passen (attribuut ‘StabilityShoulderGrowDeltaX’). De bermontwikkeling stopt als de berekende veiligheidsfactor van het aangepaste profiel ≥ de opgegeven veiligheidsfactor.

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/bermontwikkeling.png}
	\caption{Iteratieve bermontwikkeling bij macrostabiliteit.}
	\label{fig:bermontwikkeling}
\end{figure}

De bermtaludhelling ($\beta$) volgt uit de berekende helling op basis van de binnenteen en de binnenkruinlijn. In geval een binnenberm aanwezig is wordt de binnentaludhelling bepaald op basis van de insteek van de binnenberm en de binnenkruinlijn.

De hoogte van de berm is begrensd tot $2/3$∙kruinhoogte, dat wil zeggen het verschil in hoogte tussen binnenteen en kruin binnentalud. Wanneer deze bermhoogte is bereikt, wordt de berm uitsluitend in horizontale richting ontwikkeld polder.

In het geval een sloot aanwezig is wordt hier hetzelfde mee omgegaan als beschreven bij \autoref{sec:aangepastprofiel}


\subsection{Aangepast profiel}\label{sec:aangepastprofiel}
Voor alle aangepaste profielen geldt dat de geometriepunten vallend binnen het aangepaste profiel verwijderd worden. De karakteristieke punten schuiven mee met de geometrie aanpassing.


\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/aangepastprofiel.png}
	\caption{Aangepaste geometrie met startpunt geometrie aanpassing in de buitenteen}
	\label{fig:aangepastprofiel}
\end{figure}

In het geval sprake is van een buitenberm zal de aangepaste geometrie starten vanuit de insteek van de buitenberm.

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/aangepastprofiel_buitenberm.png}
	\caption{Aangepaste geometrie met startpunt geometrie aanpassing buitenberm}
	\label{fig:aangepastprofiel_buitenberm}
\end{figure}


Als door de geometrie aanpassing de nieuwe dijkbasis dusdanig breed wordt dat de gehele initi\"ele geometrie binnen het aangepaste profiel valt, dan worden alle tussenliggende geometriepunten, inclusief de karakteristieke punten van de binnenberm, verwijderd 

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/aangepastprofiel_dijkbasis.png}
	\caption{Aangepaste geometrie met startpunt geometrie buitenteen en toegenomen dijkbasis}
	\label{fig:aangepastprofiel_dijkbasis}
\end{figure}

Als een sloot aanwezig is in het profiel schuift \dam de sloot op in het geval de ligging van de aangepaste binnenteen verder ligt dan de ligging van de binnenteen in het initi\"ele profiel. De sloot schuift langs het niet aangepaste deel van het initi\"ele profiel. Bij de verschuiving van de sloot houdt \dam de oorspronkelijke afstand van de binnenteen tot de insteek sloot ($DELTA$) gelijk. Daarbij houdt de sloot zijn oorspronkelijke afmetingen.

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/aangepastprofiel_sloot.png}
	\caption{Verschuiving teensloot}
	\label{fig:aangepastprofiel_sloot}
\end{figure}

De aangepaste geometrie bestaat uit rechte lijnen. Alle profielpunten liggende tussen de insteek binnenberm en binnenteen worden verwijderd. 

\Autref {fig:aangepastprofiel_totaal1} toont een mogelijke geometrie aanpassing waarbij eerst een dijkverhoging uitgevoerd is, vervolgens een taludverflauwing en tot slot een bermontwikkeling. Al deze stappen worden door \dam automatisch doorlopen. In \autoref{fig:aangepastprofiel_totaal2} is het profiel geschematiseerd weergegeven waarbij alleen het aangepaste profiel weergegeven is. \dam heeft de optie om dit aangepaste profiel en karakteristieke punten te exporteren naar een CSV bestand.

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/aangepastprofiel_totaal1.png}
	\caption{Vergelijk initieel profiel en geometrie adaptie in \dam}
	\label{fig:aangepastprofiel_totaal1}
\end{figure}

\begin{figure}[H]
	\centering
		\includegraphics[width=1\textwidth]{figuren/aangepastprofiel_totaal2.png}
	\caption{Schematische weergave van het uiteindelijke aangepaste profiel  waarbij de initiële profiel punten verwijderd zijn}
	\label{fig:aangepastprofiel_totaal2}
\end{figure}



\section{Configuratie maken voor \damlive} 