diff --git a/docs/_static/BRP_implementatie.png b/docs/_static/BRP_implementatie.png new file mode 100644 index 00000000..686e55e3 Binary files /dev/null and b/docs/_static/BRP_implementatie.png differ diff --git a/docs/_static/EffectieveVoorlandlengte_dubbel_scenario.png b/docs/_static/EffectieveVoorlandlengte_dubbel_scenario.png new file mode 100644 index 00000000..a7833a30 Binary files /dev/null and b/docs/_static/EffectieveVoorlandlengte_dubbel_scenario.png differ diff --git a/docs/_static/EffectieveVoorlandlengte_enkel_scenario.png b/docs/_static/EffectieveVoorlandlengte_enkel_scenario.png new file mode 100644 index 00000000..cdf22f46 Binary files /dev/null and b/docs/_static/EffectieveVoorlandlengte_enkel_scenario.png differ diff --git a/docs/achtergronden_schematiseren.rst b/docs/achtergronden_schematiseren.rst new file mode 100644 index 00000000..e00ffe26 --- /dev/null +++ b/docs/achtergronden_schematiseren.rst @@ -0,0 +1,14 @@ +Achtergronden schematiseren +=========================== + +.. toctree:: + :maxdepth: 2 + :caption: Inhoud + :titlesonly: + + achtergronden_schematiseren/hierarchie + achtergronden_schematiseren/typen_ondergrondscenarios + achtergronden_schematiseren/effectieve_kwelweglengte + achtergronden_schematiseren/polderpeilen_kwelkades + achtergronden_schematiseren/verdelingen_min_max + \ No newline at end of file diff --git a/docs/achtergronden_schematiseren/effectieve_kwelweglengte.rst b/docs/achtergronden_schematiseren/effectieve_kwelweglengte.rst new file mode 100644 index 00000000..407afad3 --- /dev/null +++ b/docs/achtergronden_schematiseren/effectieve_kwelweglengte.rst @@ -0,0 +1,54 @@ +Effectieve kwelweglengte +======================== + +Voor het mechanisme piping is de effectieve kwelweglengte een belangrijke sterkte parameter. +Afhankelijk van het gebruikte geohydrologische model wordt de kwelweglengte direct gedefinieerd of wordt deze afgeleid +uit overige parameters. + +Zoals ook in :ref:`effectieve-voorlandlengte` is beschreven, maakt de kwelweglengte gebruik van het principe van de +effectieve voorlandlengte door: + +.. math:: + + L_{kwelweg} = L_{but} + L_{eff,voorland} + + L_{eff,voorland} = \lambda_{1} \cdot tanh(\frac{L_1}{\lambda_{1}}) + + \lambda_{1} = \sqrt{c_{voorland} \cdot k \cdot D_{wvp}} + +waarin: + +- :math:`L_{eff,voorland}` de effectieve voorlandlengte is [m] +- :math:`\lambda_{1}` de spreidingslengte van het voorland is [m] +- :math:`c` is de deklaagdikte gedeeld door de doorlatendheid van de deklaag [dag] + +De effectieve kwelweglengte van het voorland ligt altijd tussen de buitenteen en de intredelijn en is +altijd gemaximaliseerd op de lengte van het voorland :math:`L_{1}`. +Daarom is het advies om de geografische ligging van de intredelijn :math:`L_{intrede}` zo te schematiseren dat de kweleglengte +fysisch gezien nooit groter kan zijn. Hierbij kan je ook rekening houden met eventuele radiale weerstand, +bijvoorbeeld in het geval van een schaardijk. + +De weerstand van het voorland (en de daaruit volgende spreidingslengte) is een onzekere variabele die de weerstand over +een groot oppervlak van het voorland beschrijft. Zonder metingen is de kennisonzekerheid groot en vindt de schematisatie +plaats op basis van ervaring en gebiedskennis. + +Bij het gebruik van model 4a is het vaak niet nodig om apart voor de weerstand in het voorland meerdere scenario's te definiëren. +De spreidingslengte wordt namelijk afgeleid uit de weerstand van de deklaag en de eigenschappen van het watervoerend pakket. +Het gaat erom om dat de combinatie van variabelen past bij fysieke kenmerken van het voorland. + + +Omgang met verschillende scenario's +----------------------------------- + +.. figure:: /_static/EffectieveVoorlandlengte_enkel_scenario.png + :width: 100% + + Effectieve voorlandlengte bij een enkel scenario + + + +.. figure:: /_static/EffectieveVoorlandlengte_dubbel_scenario.png + :width: 100% + + Effectieve voorlandlengte bij een dubbel scenario. De effectieve voorlandlengte wordt bepaald door de mate van + weerstand in het voorland die per scenario kan worden opgegeven. diff --git a/docs/achtergronden_schematiseren/hierarchie.rst b/docs/achtergronden_schematiseren/hierarchie.rst new file mode 100644 index 00000000..4b981cac --- /dev/null +++ b/docs/achtergronden_schematiseren/hierarchie.rst @@ -0,0 +1,137 @@ +.. _achtergronden-schematiseren-hierarchie: + +Hiërarchie van invoerbronnen en detailniveaus +============================================= + +GeoProb-Pipe combineert gegevens uit verschillende invoerbronnen om +scenarioberekeningen uit te voeren. Daarbij kunnen dezelfde parameters op +meerdere detailniveaus en vanuit verschillende bronnen beschikbaar zijn. + +Deze pagina beschrijft: + +* welke invoercategorieën door GeoProb-Pipe worden gebruikt; +* hoe invoerwaarden worden georganiseerd binnen trajecten, vakken en uittredepunten; +* hoe GeoProb-Pipe bepaalt welke waarde wordt gebruikt wanneer dezelfde parameter op meerdere niveaus of in meerdere bronnen aanwezig is. + +Door deze hiërarchie toe te passen kan zowel met een globale als een +gedetailleerde schematisering worden gewerkt, waarbij de meest specifieke +beschikbare invoer altijd voorrang krijgt. + +Invoercategorieën +----------------- +De schematisering bestaat uit drie categorieën invoer: + +Geometrische eigenschappen +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Deze gegevens worden via GIS-bestanden aangeleverd en beschrijven de ligging van het traject en de ruimtelijke kenmerken van de kering. Deze kunnen later via de excel of de geopackage (in de toekomst) worden aangepast. Hieronder vallen onder andere: + +- trajectlijn; +- vakindeling; +- HRD-locaties; +- buitenteenlijn; +- binnenteenlijn; +- intredelijn; +- polderpeilen. + +Uittredepunten +~~~~~~~~~~~~~~ +Uittredepunten worden aangeleverd als puntenbestand. Een uittredepunt beschrijft de locatie waarop een pipingberekening wordt uitgevoerd. Naast de locatie bevat een uittredepunt bijvoorbeeld informatie over: + +- maaiveldhoogte ter plaatse van het uittredepunt. +- wordt gecombineerd met de geometrische gegevens om afstand tot de buitenteenlijn en binnenteenlijn te bepalen. + +Ondergrondscenario's +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ +Ondergrondscenario's worden aangeleverd via een Excelbestand. Hierin worden onder andere de ondergrondeigenschappen vastgelegd, zoals: + +- top van de watervoerende zandlaag; +- dikte van de zandlaag; +- doorlatendheid (k-waarde); +- weerstand van het voorland (c-waarde). + +Deze drie categorieën vormen gezamenlijk de invoer voor een scenarioberekening. Elke scenarioberekening wordt uitgevoerd voor een specifieke combinatie van geometrie, uittredepunt en ondergrondscenario. + +Prioriteit van invoerwaarden +---------------------------- + +De invoercategorieën beschrijven welke gegevens beschikbaar zijn voor een +scenarioberekening. Binnen iedere invoercategorie kunnen parameters op +verschillende detailniveaus worden vastgelegd. Daarnaast kunnen parameterwaarden +afkomstig zijn uit verschillende invoerbronnen. + +Voor het bepalen van de uiteindelijke invoerwaarde wordt daarom een vaste +hiërarchie toegepast op zowel detailniveau als invoerbron. + +Detailniveaus +~~~~~~~~~~~~~ + +Parameterwaarden kunnen worden vastgelegd op de volgende detailniveaus: + +* Traject +* Vak +* Uittredepunt + +Hierbij geldt dat een meer specifiek detailniveau altijd voorrang heeft op een +meer algemeen detailniveau. + +De prioriteitsvolgorde is daarom: + +:: + +Uittredepunt > Vak > Traject + +Wanneer voor een parameter een waarde beschikbaar is op meerdere detailniveaus, wordt altijd de meest specifieke waarde gebruikt. + +Voorbeeld +^^^^^^^^^ + +Voor de parameter *top van de watervoerende zandlaag* zijn de volgende waarden +beschikbaar: + +* Trajectniveau: -3 m + NAP +* Vakniveau: -2 m + NAP +* Uittredepuntniveau: niet ingevuld + +In dit geval wordt de waarde op vakniveau gebruikt, omdat er geen waarde +beschikbaar is op uittredepuntniveau. + +Wanneer ook op vakniveau geen waarde beschikbaar zou zijn, wordt de waarde op +trajectniveau gebruikt. + +Invoerbronnen +~~~~~~~~~~~~~ + +Afhankelijk van de invoercategorie kunnen parameterwaarden afkomstig zijn uit +Excel of GIS. + +Excel vormt hierbij de primaire bron voor parameterwaarden. +GIS levert aanvullende informatie, met name voor geometrische eigenschappen en +uittredepuntinformatie. + +Binnen beide bronnen kan onderscheid worden gemaakt tussen: + +* Algemene waarden +* Scenario-afhankelijke waarden + +De beschikbare combinaties zijn: + +:: + + Uittredepunten + ├─ Excel + Scenario's + ├─ GIS + Scenario's + ├─ Excel + Algemeen + └─ GIS + Algemeen + + Vakken + ├─ Excel + Scenario's + └─ Excel + Algemeen + + Traject + ├─ Excel + Algemeen + └─ Scenario's (nader te bepalen) + +Hierdoor wordt eerst bepaald op welk detailniveau een waarde beschikbaar is. +Vervolgens wordt binnen dat detailniveau de juiste bron en invoercategorie +gebruikt. diff --git a/docs/achtergronden_schematiseren/polderpeilen_kwelkades.rst b/docs/achtergronden_schematiseren/polderpeilen_kwelkades.rst new file mode 100644 index 00000000..0062e28d --- /dev/null +++ b/docs/achtergronden_schematiseren/polderpeilen_kwelkades.rst @@ -0,0 +1,3 @@ +Schematiseren van polderpeilen +============================== + diff --git a/docs/achtergronden_schematiseren/typen_ondergrondscenarios.rst b/docs/achtergronden_schematiseren/typen_ondergrondscenarios.rst new file mode 100644 index 00000000..6bf93aaf --- /dev/null +++ b/docs/achtergronden_schematiseren/typen_ondergrondscenarios.rst @@ -0,0 +1,23 @@ +Typen ondergrondscenario's +========================== + +Een ondergrondscenario is een unieke verzameling van variabelen die de eigenschappen van de ondergrond beschrijven. +Ondergrondscenario's worden per vak of per uittredepunt vastgelegd. Specifiek voor het mechanisme piping zijn de +ligging en de eigenschappen van watervoerende zandlaag van belang. In hoofdlijn zijn er drie typen ondergrondscenario's: + +- Holoceen gefundeerd (HLF): Hierbij zit de deklaag boven een holocene zandlaag welke samen met de onderliggende + pleistocene zandlaag het watervoerend pakket vormen. +- Pleistoceen (PL): Hierbij ligt de deklaag direct boven op een pleistocene zandlaag. +- Tussenzandlaag (TZ): Hierbij is er nog een tussenzandlaag aanwezig omsloten door de deklaag en een andere kleilaag. + Deze is niet in direct contact met het pleistocene watervoerend pakket. + +Een kenmerk van ondergrondscenario's is dat ze elkaar uitsluiten. Ter plaatse van een uittredepunt komt of het ene +scenario voor binnen een vak of het andere. We kiezen er in deze implementatie voor om per vak een ondergrondscenario +vast te leggen. Dit betekent dat alle uittredepunten binnen een vak dezelfde (typen) ondergrondscenario's hebben. Wel +is het mogelijk om de eigenschappen van de ondergrond per uittredepunt te variëren. Dit overschrijft de eigenschappen +op vakniveau. + +.. figure:: /_static/TypenOndergrondscenario.png + :width: 100% + + Voorbeeld typen ondergrondscenario's diff --git a/docs/achtergronden_schematiseren/verdelingen_min_max.rst b/docs/achtergronden_schematiseren/verdelingen_min_max.rst new file mode 100644 index 00000000..8242790d --- /dev/null +++ b/docs/achtergronden_schematiseren/verdelingen_min_max.rst @@ -0,0 +1,39 @@ +Truncated verdelingen +===================== + +In probabilistische berekeningen kunnen stochasten waarden aannemen die vanuit +statistisch oogpunt mogelijk zijn, maar fysisch niet realistisch of zelfs +onmogelijk. Dit komt met name voor bij normaal verdeelde variabelen, waarvan +het theoretische domein onbegrensd is. + +Om te voorkomen dat dergelijke fysisch onmogelijke waarden worden gebruikt in +de betrouwbaarheidsanalyse, kunnen stochasten worden begrensd door toepassing +van een *truncated distribution*. Hierbij wordt een ondergrens (*minimum*) en +een bovengrens (*maximum*) opgegeven. De kansmassa buiten deze grenzen wordt +verwijderd en de overblijvende verdeling wordt opnieuw genormaliseerd. Hierdoor +kunnen geen waarden meer worden getrokken buiten het fysisch plausibele bereik. + +Het toepassen van truncatie heeft twee voordelen: + +* Het voorkomt fysisch onmogelijke invoerwaarden tijdens de analyse. +* Het kan leiden tot een realistischer ontwerp- en faalmechanisme wanneer het design point wordt gedomineerd door extreme waarden die in de praktijk niet kunnen voorkomen. + +Gebruik van truncatie +--------------------- + +GeoPob-Pipe hanteert standaard grenzen voor een aantal veelgebruikte stochasten. +Deze grenzen zijn gebaseerd op praktische fysische aannames en dienen als +eerste controle tegen onrealistische waarden. + +Tijdens een betrouwbaarheidsanalyse wordt aanbevolen om het design point te +controleren. Wanneer blijkt dat één of meerdere stochasten in het design point +waarden aannemen die fysisch niet plausibel zijn, kunnen de truncatiegrenzen +worden aangescherpt. Hierdoor wordt de berekening beter afgestemd op het +daadwerkelijke fysische gedrag van het systeem. + +De standaardwaarden vormen daarom geen vaste voorschriften, maar een hulpmiddel +om onrealistische modeluitkomsten te voorkomen. + +#TODO tabel met min en max waarden toevoegen + + diff --git a/docs/assembleren.rst b/docs/assembleren.rst index a15e4af0..6673b068 100644 --- a/docs/assembleren.rst +++ b/docs/assembleren.rst @@ -1,34 +1,36 @@ Assembleren =========== -Deze pagina beschrijft de assemblage van faalkansen binnen `GeoProb-Pipe` -voor het faalmechanisme STPH (piping). -De assemblage combineert lokaal berekende faalkansen op uittredepuntniveau -tot faalkansen op vak- en trajectniveau. - -Samenvatting ------------- - -De assemblage start bij individuele scenario’s per uittredepunt, waarin -meerdere faalmechanismen probabilistisch worden gecombineerd. -Via opschaling met het lengte-effect worden faalkansen geaggregeerd naar -vakniveau. Op trajectniveau worden vakkansen gecombineerd als een -seriesysteem, zonder aanvullende opschaling. - -Het lengte-effect wordt uitsluitend toegepast bij de overgang van -uittredepunt naar vak, waarmee dubbeltelling wordt voorkomen. De -α-vector wordt niet gemiddeld of gecombineerd, maar steeds ontleend aan -het onderliggende scenario, uittredepunt of vak dat de grootste bijdrage -levert aan de totale faalkans, omdat α-vectoren niet lineair -optelbaar zijn. +De faalkans voor het faalmechanisme STPH (piping) van een dijktraject bestaat uit een seriesysteem van uittredepunten, +waarbij falen optreedt zodra één van de uittredepunten faalt. De trajectkans wordt mede bepaald door een onderlinge +afhankelijkheid tussen uittredepunten. +Deze probabilistische rekentechnieken zijn beschikbaar maar beperkt toegankelijk en rekenintensief, waardoor dit nog +niet is geïmplementeerd in GeoProb-Pipe. + +Als alternatief zijn er verschillende methoden ontwikkeld om de trajectkans te benaderen, rekening houdend met de +veronderstelde lengte-effecten. Dit wordt ook wel assembleren genoemd. Deze assemblage van faalkansen is o.a. +beschreven op de bottom-up assemblage door het Adviesteam Dijkontwerp in Rode Draad #10 :cite:`ADO2024Assembleren`. + +Deze sectie beschrijft de verschillende methoden die in GeoProb-Pipe zijn geïmplementeerd om de trajectkans te +benaderen. Per onderdeel is aangegeven welke aannames er zijn gedaan om de methode toe te kunnen passen. + +De beschrijving start op scenarioniveau met de berekeningen die leiden tot een betrouwbaarheid van een enkele +scenarioberekening en eindigt bij de benadering van de trajectkans. Dit is opgedeeld in de volgende stappen: + +1. **Stap 0: Bepalen faalkans op scenarioniveau** +2. **Stap 1: Bepalen faalkans per uittredepunt** +3. **Stap 2: Bepalen trajectkans met meerdere benaderingsmethoden** + + .. toctree:: :maxdepth: 2 :caption: Inhoud :titlesonly: - assembleren/kader + assembleren/stap0_sc assembleren/stap1_sc_up - assembleren/stap2_up_vak - assembleren/stap3_vak_tra \ No newline at end of file + assembleren/stap2_vakkans_trajectkans + assembleren/resultaten + \ No newline at end of file diff --git a/docs/assembleren/kader.rst b/docs/assembleren/kader.rst deleted file mode 100644 index 6bf96cf4..00000000 --- a/docs/assembleren/kader.rst +++ /dev/null @@ -1,17 +0,0 @@ -Kader -=================== - -De assemblage van faalkansen in GeoProb-Pipe is conceptueel gebaseerd op de bottom-up assemblage zoals beschreven door -het Adviesteam Dijkontwerp in Rode Draad #10 :cite:`ADO2024Assembleren`. In deze publicatie wordt de assemblage -beschreven vanuit een klassieke opzet, waarbij faalkansen op doorsnedeniveau worden opgeschaald naar vak- en -trajectniveau. - -GeoProb-Pipe volgt dezelfde **systemische principes** (seriesysteem, lengte-effect, SOM/MAX), maar hanteert een -**andere elementaire bouwsteen**: - - *De assemblage start niet bij een doorsnede, maar bij een uittredepunt, - waarin meerdere deelfaalmechanismen van STPH en ondergrondscenario’s - probabilistisch zijn gecombineerd.* - -Hierdoor wijkt met name de eerste stap van de assemblage inhoudelijk af van Rode Draad #10, terwijl de vervolgstappen -hiermee consistent blijven. diff --git a/docs/assembleren/resultaten.rst b/docs/assembleren/resultaten.rst new file mode 100644 index 00000000..f00f5bd4 --- /dev/null +++ b/docs/assembleren/resultaten.rst @@ -0,0 +1,9 @@ +Resultaten +========== + +In de map ``export → results`` bevinden zich verschillende Excel-bestanden. Het bestand ``df_beta_traject`` geeft een +overzicht van de resultaten van de hierboven benoemde methoden en bevat de vergelijking van de berekende trajectbeta’s. + +In de ``results`` map staan daarnaast de achtergrondresultaten van de WBI-methode. + +In de submap ``alternatieve methoden`` staan de achtergrondresultaten van de Window-methode en de individuele secties. diff --git a/docs/assembleren/stap0_sc.rst b/docs/assembleren/stap0_sc.rst index b1488e97..0e1c4caf 100644 --- a/docs/assembleren/stap0_sc.rst +++ b/docs/assembleren/stap0_sc.rst @@ -1,23 +1,19 @@ -Stap 0: Scenarioberekening -=========================== -Piping treedt op als opbarsten én heave én terugschrijdende erosie optreedt. -Deze mechanismen zijn beschreven door grenstoestandsfuncties (``Zu``, ``Zh`` en ``Zp``). -Probabilistische rekentechnieken zoeken naar de combinatie van mogelijke realisaties -van onzekere parameters waarbij de kans op falen het grootst is. Dit is voor elke -grenstoestandfunctie een andere combinatie. Omdat we in de analyse van de resultaten -graag de invloedsfactoren van de afzonderlijke grenstoestandsfuncties willen beschouwen, -niet elke rekentechniek convergeert naar een betrouwbare oplossing en een herleidbare -oplossing vereist is, is het volgende rekenprotocol bedacht. +Stap 0: Bepalen faalkans op scenarioniveau +========================================== + +Piping treedt op als opbarsten én heave én terugschrijdende erosie optreedt. Deze mechanismen zijn beschreven door +grenstoestandfuncties (``Zu``, ``Zh`` en ``Zp``). Probabilistische rekentechnieken zoeken naar de combinatie van +onzekere parameters waarbij de kans op falen het grootst is. Dit is voor elke +grenstoestandfunctie een andere combinatie. Omdat `GeoProb-Pipe` een herleidbare oplossing vereist, is het volgende +rekenprotocol bedacht. Rekenprotocol 'Bepalen betrouwbaarheidsindex β' ----------------------------------------------- -Per scenarioberekening en gegeven een set van (onzekere) invoervariabelen, worden -altijd de volgende drie rekenblokken uitgevoerd. Deze blokken verschillen in -probabilistische methode en in benodigde invoer. +Per scenarioberekening en gegeven een set van (onzekere) invoervariabelen, worden altijd de volgende drie rekenblokken +uitgevoerd. Deze blokken verschillen in probabilistische methode en in benodigde invoer. -Het resultaat van de (gecombineerde) kans op piping wordt bepaald door convergentie -van deze rekenblokken. +Het resultaat van de (gecombineerde) kans op piping wordt bepaald door convergentie van deze rekenblokken. .. _fig-rekenprotocol: .. figure:: ../_static/rekenprotocol.png @@ -26,14 +22,13 @@ van deze rekenblokken. De drie verschillende rekenblokken voor de scenario berekeningen. -\ Reliability Project (RP) – afzonderlijke limit states (geelblok links) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ -Het Reliability Project wordt altijd eerst uitgevoerd, omdat dit benodigde invoer levert voor de overige methoden. In -dit blok worden de drie afzonderlijke limit state functies (``Zu``, ``Zh``, ``Zp``) onafhankelijk van elkaar opgelost -met FORM (default). Hierbij worden dezelfde stochasten en kansverdelingen gebruikt, maar voor iedere limit state worden +Het Reliability Project wordt altijd uitgevoerd, omdat dit de input levert voor de overige methoden. In dit blok worden +de drie afzonderlijke limit state functies (``Zu``, ``Zh``, ``Zp``) onafhankelijk van elkaar opgelost met FORM +(default). Hierbij worden dezelfde stochasten en kansverdelingen gebruikt, maar voor iedere limit state worden zelfstandige trekkingen uitgevoerd. Dit resulteert in: @@ -51,17 +46,15 @@ Reliability Project (RP) – samengestelde limit state (geelblok midden) Het tweede rekenblok maakt opnieuw gebruik van het Reliability Project, maar nu met één samengestelde limit state: ``Z = max(Zu, Zh, Zp)``. -Dezelfde stochasten, verdelingen en probabilistische methode als voorgaand wordt toegepast. -Alle deelmechanismen gecombineerd tot één samengestelde limit state die wordt opgelost -en leidt tot +Dezelfde stochasten, verdelingen en probabilistische methode als voorgaand wordt toegepast. Alle deelmechanismen +gecombineerd tot één samengestelde limit state die wordt opgelost en leidt tot - 1 × β‑waarde - 1 × α‑vector - 1 × design point -voor de betreffende scenarioberekening. De invloedsfactoren van de afzonderlijke -grenstoestandsfuncties zijn in dit geval niet beschikbaar. - +voor de betreffende scenarioberekening. De invloedsfactoren van de afzonderlijke grenstoestandfuncties zijn in dit +geval niet beschikbaar. Combine Project (CP) – importance sampling (geelblok rechts) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ @@ -104,5 +97,5 @@ Stap 4 – Alle methodes zijn niet geconvergeerd, maar voor elk is de β‑waard Stap 5 – Alle methodes zijn niet geconvergeerd, én β < 8? → Controleer de invoervariabelen en verfijn zo nodig de rekeninstellingen (bijvoorbeeld FORM‑instellingen of - Importance Sampling-parameters). Wisselen van probabilistische methode is in de gebruikersinterface momenteel - nog niet mogelijk. \ No newline at end of file + Importance Sampling-parameters). Wisselen van probabilistische methodes of rekeninstellingen is in de + gebruikersinterface nog niet mogelijk. De rekeninstellingen zijn te vinden in `system_calculation.py` \ No newline at end of file diff --git a/docs/assembleren/stap1_sc_up.rst b/docs/assembleren/stap1_sc_up.rst index f45ef0b1..30fcfee6 100644 --- a/docs/assembleren/stap1_sc_up.rst +++ b/docs/assembleren/stap1_sc_up.rst @@ -1,19 +1,15 @@ -Stap 1: Scenarioberekeningen → Uittredepunt -============================================= +Stap 1: Bepalen faalkans op uittredepuntniveau +============================================== -In GeoProb‑Pipe vormt het **uittredepunt** de kleinste zelfstandige bouwsteen in de assemblage van faalkansen. Een -uittredepunt is een fysieke locatie langs de waterkering waar piping kan initiëren. In tegenstelling tot de klassieke -BOI‑benadering wordt niet een enkele doorsnede beschouwd, maar een reeks uittredepunt locaties langs het traject. - -Per uittredepunt worden meerdere ondergrondscenario’s doorgerekend. In stap 0 levert dit voor elk scenario één β‑waarde -op. +In GeoProb-Pipe vormt het **uittredepunt** de kleinste zelfstandige bouwsteen in de assemblage van faalkansen. Een +uittredepunt is een fysieke locatie langs de waterkering waar piping kan initiëren. Per uittredepunt +worden meerdere **ondergrondscenario’s** doorgerekend, zie voorgaande pagina ':doc:`stap0_sc`'. Van scenarioberekening naar de betrouwbaarheid van het uittredepunt --------------------------------------------------------------------- - -Stap 0 levert één β‑waarde per uittredepunt per ondergrondscenario. Deze waarden worden vervolgens samengevoegd tot één -β‑waarde per uittredepunt door de faalkansen te wegen met de kans van het scenario. +------------------------------------------------------------------- -Als één scenarioberekening niet convergeert, dan wordt het resultaat van het uittredepunt ook als niet-geconvergeerd -gemarkeerd. +Ondergrondscenario's sluiten elkaar uit waardoor via de toegekende scenariokansen de faalkans van het uittredepunt kan worden bepaald. +Indien één van de scenarioberekeningen niet convergeert, wordt het betreffende uittredepunt als niet geconvergeerd +beschouwd. De verdere opschaling naar vak- en trajectniveau (zie documentatie in volgende pagina's) zal dan ook als +niet geconvergeerd worden beschouwd. diff --git a/docs/assembleren/stap2_up_vak.rst b/docs/assembleren/stap2_up_vak.rst deleted file mode 100644 index 0acf4763..00000000 --- a/docs/assembleren/stap2_up_vak.rst +++ /dev/null @@ -1,78 +0,0 @@ -Stap 2: Uittredepunt → Vak --------------------------- - -In deze stap worden de uittredepuntfaalkansen uit Stap 1 gecombineerd tot één faalkans per vak. - -Een dijkvak bevat meerdere uittredepunten waar piping kan initiëren. -De faalkans per vak volgt uit het combineren van deze bijdragen, -rekening houdend met het lengte-effect. - -.. _fig-bottom-up-traject: - -.. figure:: ../_static/bottom-up.png - :alt: Bottom-up assemblage van traject naar vakniveau met SOM/MAX en lengte-effect. - :align: center - :width: 95% - - Schematische weergave van bottom-up assembleren van traject naar - vakniveau. De trajectfaalkans wordt opgebouwd uit vakkansen (SOM/MAX), - waarbij op vakniveau het lengte-effect wordt gemodelleerd via - :math:`N_{\mathrm{vak}}`. - -:numref:`fig-bottom-up-traject` laat zien hoe faalkansen op hoger schaalniveau -worden opgebouwd uit onderliggende elementen en waar het lengte-effect -in de assemblage wordt toegepast. - -Lengte-effect en opschaling -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - -Het aantal effectieve, onafhankelijke bijdragen binnen een vak wordt -benaderd met: - -.. math:: - - N_{\mathrm{vak}} = - \max\left( - 1,\; - a_{\mathrm{vak}} \frac{L_{\mathrm{vak}}}{\Delta L} - \right) - -waarbij: - -- :math:`L_{\mathrm{vak}}` de lengte van het vak is; -- :math:`\Delta L` de equivalente onafhankelijke lengte voor STPH; -- :math:`a_{\mathrm{vak}}` de mechanismegevoelige fractie van het vak. - -.. TODO: Waar kan men Delta L en alpha vandaan halen? Bronvermelding? Of vermelden of wij defaults gebruiken? - -Bepaling van de faalkans per vak -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - -De faalkans van het vak wordt bepaald met: - -.. math:: - - P_{f,\mathrm{vak}} = - N_{\mathrm{vak}} \cdot P_{f,\mathrm{uittrede,rep}} - -Hierin is :math:`P_{f,\mathrm{uittrede,rep}}` de representatieve faalkans per uittredepunt binnen het vak. - -.. TODO: Hoe is deze representatieve faalkans anders dan de faalkans van een uittredepunt uit stap 1? Dat wordt hier - niet duidelijk. - -De ondergrens van de vakkans wordt bepaald door de grootste individuele uittredepuntfaalkans; de bovengrens volgt uit -de SOM-benadering. - -.. TODO: Waar zijn deze onder- en bovengrens van belang? Is dit in de volgende stap? Of is dit ter indicatie? Voelt nu - alsof we een statistische weetje delen, waar verder niks mee wordt gedaan. - -In een vervolgstap kan :math:`P_{f,\mathrm{uittrede,rep}}` worden afgeleid uit DSN-resultaten, bijvoorbeeld via een -moving window-benadering of via een representatieve discretisatie gekoppeld aan :math:`\Delta L`. - -.. TODO: DSN-resultaten is een term die nog niet eerder werd gebruikt. Wat wordt hiermee bedoeld? Doorsnede, indien ja, - doorsnede werd eerder juist onderuit gehaald als term die we niet meer gebruiken; we werken nu met - uittredepunt-locaties. - - .. TODO: 'In een vervolgstap... moving window... of representatieve discretisatie...'. Het is niet duidelijk wat deze - dingen inhouden, of welke vervolgstap bedoeld wordt. Dit hoofdstuk wordt genummerd in stappen, maar 'een stap' lijkt - tegen te spreken dat het om stap 3 gaat. Deze alinea heeft verduidelijking nodig. \ No newline at end of file diff --git a/docs/assembleren/stap2_vakkans_trajectkans.rst b/docs/assembleren/stap2_vakkans_trajectkans.rst new file mode 100644 index 00000000..dfd24356 --- /dev/null +++ b/docs/assembleren/stap2_vakkans_trajectkans.rst @@ -0,0 +1,39 @@ +Stap 2: Bepalen faalkans op vak- en trajectniveau +================================================= + +De faalkans van een dijktraject wordt in GeoProb-Pipe opgebouwd vanuit individuele uittredepunten die samen een +seriesysteem vormen. Elk uittredepunt representeert een mogelijke locatie waar piping kan optreden, maar doordat deze +punten ruimtelijk dicht bij elkaar kunnen liggen is er sprake van onderlinge afhankelijkheid. + +Bij het assembleren van de uittredepunten tot een trajectkans zijn een aantal aannames gedaan, namelijk: + +1. Doorsneden binnen een vak zijn statistisch homogeen. Een vak bestaat uit meerdere doorsneden waardoor de faalkans + van een vak groter is dan de faalkans van een enkele doorsnede. +2. De toename van de faalkans van een vak ten opzichte van een doorsnede wordt bepaald door een verschaling op + basis van equivalente onafhankelijke lengte :math:`(L_{vak}/\Delta L)`. +3. Vakkansen zijn onafhankelijk verondersteld voor geotechnische faalmechanismen. + +Voor een gegeven homogeen probleem is theoretisch het mogelijk om een zodanige equivalente onafhankelijke lengte te +kiezen dat de benadering door deze assemblage exact overeenkomt met de werkelijke volledig probabilistische trajectkans. +Uit onderzoeken blijkt dat voor het mechanisme piping de equivalente onafhankelijke lengte :math:`\Delta L` tussen de +100 en 300 m ligt. + +Binnen dit kader zijn in GeoProb-Pipe drie methoden geïmplementeerd om de trajectkans te benaderen, elk met een eigen +manier om met lengte-effect en afhankelijkheid tussen uittredepunten om te gaan: de WBI-methode, de Window-methode en +het opschalen van individuele secties. + +In GeoProb-Pipe is bij de initiële assemblage het uitgangspunt dat het hele vak pipinggevoelig is (``a=1``). Het is aan +de gebruiker om aan de hand van de resultaten te controleren of dit uitgangspunt klopt. + +Om de gebruiker inzicht te geven in de mate van lengte-effect op dijktrajectniveau, worden bij de verschillende methoden +ook de ondergrens van de faalkans gepresenteerd. Hierbij ga je uit van een volledige afhankelijkheid tussen de uittredepunten. + + +.. toctree:: + :maxdepth: 1 + + stap2a_wbi_methode + stap2b_window_methode + stap2c_individuele_secties + + diff --git a/docs/assembleren/stap2a_wbi_methode.rst b/docs/assembleren/stap2a_wbi_methode.rst new file mode 100644 index 00000000..2f58db02 --- /dev/null +++ b/docs/assembleren/stap2a_wbi_methode.rst @@ -0,0 +1,13 @@ +WBI-methode +=========== + +Deze methode sluit aan bij de aanpak beschreven in de bottom-up assemblage zoals beschreven door +het Adviesteam Dijkontwerp in Rode Draad #10 :cite:`ADO2024Assembleren`. + +De aannames zijn: + +1. Het uittredepunt met de grootste faalkans is representatief voor de doorsnedekans in het vak. +2. De doorsnedekans wordt opgeschaald naar een vakkans door een equivalent onafhankelijke + lengte :math:`\Delta L =` 300 m te gebruiken. +3. De trajectkans wordt bepaald door een onafhankelijke combinatie van de vakkansen. + diff --git a/docs/assembleren/stap2b_window_methode.rst b/docs/assembleren/stap2b_window_methode.rst new file mode 100644 index 00000000..4091b6b0 --- /dev/null +++ b/docs/assembleren/stap2b_window_methode.rst @@ -0,0 +1,16 @@ +Window-methode +============== + +De Window-methode deelt een dijktraject in vakken met een vooraf gedefinieerde grootte. De grootte van het window (de +vak) bepaalt de mate van lengte-effect. + +De trajectkans wordt benaderd door de volgende uitgangspunten: + +1. Voor alle berekende uittredepunten is de ligging bekend. Binnen de window wordt de maximale faalkans van alle + uittredepunten in de window als vakkans genomen. Dit veronderstelt volledige afhankelijkheid binnen een window. +2. Tussen windows is er geen afhankelijkheid. De onafhankelijke verzameling windows (vakken) bepaalt de trajectkans. + +De lengte van het window is dus een maat voor het lengte-effect en kan worden vergeleken met de equivalente +onafhankelijke lengte :math:`\Delta L`. +De mate van lengte-effect is op voorhand niet bekend. Daarom bepaalt GeoProb-Pipe voor verschillende windowsgroottes +de systeemkans. \ No newline at end of file diff --git a/docs/assembleren/stap2c_individuele_secties.rst b/docs/assembleren/stap2c_individuele_secties.rst new file mode 100644 index 00000000..74c4bde0 --- /dev/null +++ b/docs/assembleren/stap2c_individuele_secties.rst @@ -0,0 +1,21 @@ +Individuele secties-methode +=========================== + +Vaak zijn uittredepunten niet evenredig verdeeld over het dijktraject omdat geometrische kenmerken zoals maaiveldniveau +vooraf al een inschatting geven op welke punten piping een bijdrage kan hebben aan de trajectkans. +Om inzicht te krijgen in de bovengrens van de trajectkans is een methode toegevoegd die automatisch individuele secties van een +dijktraject identificeert en deze als onafhankelijke elementen combineert tot een trajectkans. +Deze methode is gebaseerd op de veronderstelling dat uittredepunten binnen een korte afstand (5 m) van elkaar +volledig afhankelijk zijn, terwijl uittredepunten die verder uit elkaar liggen als onafhankelijk worden beschouwd. + +Het volgende algoritme is geïmplementeerd: + +1. Bepaal clusters van uittredepunten die in een window van 5 m in het dwarsprofiel liggen. Binnen een cluster met een + window van 5 m is de veronderstelling van volledige afhankelijkheid en is de maximale faalkans van het cluster de + doorsnedekans. Dit is het geselecteerde uittredepunt van het window. + +2. Bepaal de vaklengte op basis van de onderlinge afstand van de geselecteerde uittredepunten. + +3. Schaal de doorsnedekans op naar een vakkans uitgaande van :math:`a = 1` en :math:`\Delta L = 300 \, \mathrm{m}`. + +4. De onafhankelijke verzameling van uittredepunten bepaalt de trajectkans. \ No newline at end of file diff --git a/docs/assembleren/stap3_vak_tra.rst b/docs/assembleren/stap3_vak_tra.rst deleted file mode 100644 index 9a70f97f..00000000 --- a/docs/assembleren/stap3_vak_tra.rst +++ /dev/null @@ -1,66 +0,0 @@ -Stap 3: Vak → Traject -======================== - -In deze stap worden de faalkansen van de dijkvakken uit Stap 2 gecombineerd -tot één faalkans voor het traject. - -Een dijktraject bestaat uit meerdere dijkvakken en wordt beschouwd als -een seriesysteem: falen van één vak leidt tot falen van het traject. - -Bepaling van de trajectfaalkans -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - -Het lengte-effect is volledig verwerkt op vakniveau via :math:`N_{\mathrm{vak}}`. Daarom worden vakkansen op -trajectniveau **niet opnieuw opgeschaald**. - -.. TODO: Wat wordt bedoeld met dit opschalen? - -Voor STPH wordt de trajectfaalkans benaderd met: - -.. math:: - - P_{f,\mathrm{traject}} = - \sum_{k=1}^{N_{\mathrm{vak}}} P_{f,\mathrm{vak},k} - -De bijbehorende betrouwbaarheidsindex volgt uit: - -.. math:: - - \beta_{\mathrm{traject}} = -\Phi^{-1}(P_{f,\mathrm{traject}}) - -De α-vector op trajectniveau wordt overgenomen uit het **meest ongunstige vak**. - -.. TODO: Doen we dat met de a-vector? En hoe gaat dit op vakniveau? Want dat is niet vermeld in stap 2 volgens mij. - Wat gaan we verder doen met deze a-vector? - -Bepaling van β en α bij assemblage ----------------------------------- - -Bij het combineren van kansen in GeoProb-Pipe wordt onderscheid gemaakt tussen: - -.. TODO: Ik ben toch een beetje in verwarring. We zeggen hierboven ergens hoe we de trajectfaalkans berekenen, en nu - gaan we onder dit nieuwe kopje opnieuw bespreken hoe we combineren? Het zal vast een reden hebben, maar dit wordt niet - duidelijk uit de voorgaande tekst (inleiding bijvoorbeeld). - -- de **grootte van de faalkans** (:math:`P_f`, β); -- de **richting van falen** (α). - -Bij kanscombinaties (scenario → uittredepunt → vak → traject) -wordt de faalkans bepaald via probabilistische aggregatie. - -De bijbehorende α-vector wordt steeds overgenomen uit het -**meest ongunstige onderliggende element**, omdat: - -- α-vectoren niet lineair optelbaar zijn; -- het falen van het systeem wordt gedomineerd door één kritische - faalmodus; -- dit consistent is met het seriesysteem-concept. - -Concreet betekent dit: - -- α\ :sub:`uittredepunt` ← meest ongunstige scenario -- α\ :sub:`vak` ← meest ongunstige uittredepunt -- α\ :sub:`traject` ← meest ongunstige vak - -.. TODO: De meerwaarde van deze paragraaf (stap 3) wordt niet echt duidelijk. Ik denk dat we nog eens goed moeten - nadenken welke boodschap we willen overbrengen. \ No newline at end of file diff --git a/docs/bibliography.bib b/docs/bibliography.bib index 86cfcd6c..b6e7727b 100644 --- a/docs/bibliography.bib +++ b/docs/bibliography.bib @@ -95,4 +95,10 @@ @techreport{HOVK_STPH_2024 note = {Groene versie, BOI Beoordelings- en Ontwerpinstrumentarium}, language = {dutch}, url = {https://iplo.nl/thema/water/waterveiligheid/primaire-waterkeringen/boi-portaal/documenten-boi/@281493/handleiding-overstromingskansanalyse-dijken-dammen-3/} +} +@techreport{DEL2021, + title = {Probabilistische analyses en combinatie pipinganalyses uittredepuntenmethode}, + author = {Deltares}, + institution = {Deltares}, + year = {2021} }@Comment{jabref-meta: databaseType:bibtex;} \ No newline at end of file diff --git a/docs/gebruik/invoer.rst b/docs/gebruik/invoer.rst index 8d085940..cac56937 100644 --- a/docs/gebruik/invoer.rst +++ b/docs/gebruik/invoer.rst @@ -36,27 +36,32 @@ vinkje hebben, zijn alle gegevens volledig ingevoerd. Algemeen ^^^^^^^^ -Er is één algemeen item in het invoerproces, namelijk de keuze van het geohydrologische model. Dit is een vertaling van -de grondwaterstroming als gevolg van het hoogwater, met als resultaat van het model een schatting van de stijghoogte in -het uittredepunt. Momenteel zijn 3 modellen ingebouwd, waaronder het veel gebruikte model 4A. Een gedetailleerde -beschrijving vind je :ref:`hier`. +Er is één algemeen item in het invoerproces, namelijk de keuze van het geohydrologische model. Deze keuze bepaalt welke +invoervariabelen nodig zijn om pipingberekeningen uit te voeren. Het geohydrologische model legt de relatie vast tussen +de stijghoogte in het uittredepunt en de overige geohydrologische variabelen zoals bijvoorbeeld door transmissiviteit +van het zandpakket. Momenteel zijn 3 modellen ingebouwd, waaronder het veel gebruikte model 4A. Een gedetailleerde +beschrijving van deze modellen vind je :ref:`hier`. GIS lagen & Geografische koppelingen ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ In het onderdeel 'GIS lagen' wordt de gebruiker gevraagd om verschillende geografische datasets te importeren. Dit betreft onder andere het dijktraject, de vakindeling, de uittredepunten en de intredelijn. Gegevens kunnen worden -ingelezen vanuit een Shapefile, GeoDatabase of GeoPackage. +ingelezen vanuit een Shapefile, GeoDatabase of GeoPackage. Omdat je de applicatie op elk moment kunt afsluiten, kun je +ook eerst een deel van de GIS-data importeren en later verder gaan. Omdat `GeoProp-Pipe` een GeoPackage is, +kan je alle geïmporteerde data in ArcGIS/Qgis bekijken en controleren of het goed is geïmporteerd. -Na het importeren van de geografische data worden de benodigde geografische koppelingen automatisch gelegd. Hierbij -worden de verschillende datasets voornamelijk gekoppeld aan de uittredepunten, zoals het polderpeil. +Na het importeren van de geografische data worden de benodigde geografische koppelingen automatisch gelegd. Deze +geografische koppelingen bestaan uit de kortste afstand tussen 2 objecten (bijvoorbeeld afstand tot de intredelijn) of +het uitlezen van de attribuutwaarde op de locatie van het uittredepunt (bijvoorbeeld het polderpeil). Deze koppelingen +worden automatisch gelegd. Parameter invoer ^^^^^^^^^^^^^^^^ -Het proces van parameterinvoer vraagt om enige toelichting, omdat het iteratief van aard is. De invoer van parameters -verloopt via een Excel‑bestand dat in GeoProb‑Pipe wordt geïmporteerd. Binnen dit bestand kunnen parameters op -verschillende hiërarchische niveaus worden gespecificeerd: +Het proces van parameterinvoer vraagt om enige toelichting omdat het gebruik maakt van een hiërarchisch systeem. +De invoer van parameters verloopt via een Excel‑bestand dat in GeoProb‑Pipe wordt geïmporteerd. +Binnen dit bestand kunnen parameters op verschillende hiërarchische niveaus worden gespecificeerd: - Trajectniveau - Vakniveau @@ -68,24 +73,23 @@ en wordt de geografische invoer overschreven. Het voordeel van invoer op verschillende niveaus is dat je GeoProb-Pipe eerst globaal kunt vullen op trajectniveau, vervolgens de berekeningen kunt uitvoeren en daarna — op basis van de resultaten — de invoer verder kunt verfijnen op -lagere niveaus zoals vakniveau. Dit maakt het proces iteratief: je specificeert steeds meer detail naarmate het oordeel -verder moet worden aangescherpt. +lagere niveaus zoals vakniveau of ondergrondscenario. Dit maakt het proces iteratief en efficiënt: het oordeel bepaalt +het noodzakelijke detailniveau van de invoer. Onder de motorkap doorzoekt GeoProb‑Pipe deze niveaus hiërarchisch. Als op een lager niveau geen invoer beschikbaar is, kijkt het programma automatisch naar het eerstvolgende hogere niveau. Wanneer er bijvoorbeeld geen invoer is op vakniveau, wordt automatisch gecontroleerd of er invoer op trajectniveau aanwezig is. Hierdoor hoef je alleen invoer op te geven voor de vakken, scenario’s of uittredepunten waarvoor je daadwerkelijk een nadere detaillering wilt -doorvoeren. +doorvoeren. Dit is in meer detail beschreven in :ref:`hier`. -In de onderstaande figuur staat een voorbeeld van hoe invoer op de verschillende niveaus wordt toegepast. - -[[TODO: Figuur toevoegen]] +.. TODO: figuur toevoegen van hiërarchische systeem van parameterinvoer. Hierin ook aangeven dat de invoer op een + hoger niveau de invoer op een lager niveau overschrijft. Gedaan in scheamatiseren. kunnen we hier naar verwijzen? .. TODO: Waar beschrijven we hoe parameter invoer elkaar kan overlappen? Keuze menu 'Parameter invoer' """"""""""""""""""""""""""""" -De volgende keuze opties zijn er: +Als alle parameters zijn ingevoerd, zijn de volgende keuze opties beschikbaar: - Zijn de invoer tabellen zijn naar wens? Ga door naar volgende stap - Overzichtsfiguren van invoertabellen: Exporteren @@ -99,130 +103,9 @@ parameters is gedaan. Je krijgt een figuur per parameter. Beschrijving specifieke parameters """""""""""""""""""""""""""""""""" -Een beschrijving van de invoerparameters staat :ref:`hier` beschreven. +Elk geohydrologisch model heeft specifieke invoerparameters. Een beschrijving van de +invoerparameters staat :ref:`hier` beschreven. .. TODO: Moeten we wel verwijzen naar de geohydrologische modellen? Er is nog een bovenliggende model Piping zelf. Daar naar verwijzen, waarna die wel weer doorverwijst naar de geohydrologische modellen? - - - - - -.. TODO: Verwijzingen aanmaken. - - - -Rekenmodel -~~~~~~~~~~ - -Er zijn enkele algemene instellingen, dit is hoofdzakelijk de systeem keuze. Momenteel is enkel `Piping`` een keuze. -Later wordt dit uitgewerkt naar onder andere de keuzes ``model4a`` en deze i.c.m. Moria en/of het toepassen van -respons. -:ref:`Rekenmethodiek ` - -Verschalingsfactoren -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - -sdfsdf - - -Importeren GIS-data -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - -`GeoProb-Pipe` vraagt je stapsgewijs om de GIS-data te importeren. Hij zal je vragen naar de locatie van de data. Dit -kun je aanleveren als Shape-bestand, GeoDatabase of GeoPackage. De GIS data is bijvoorbeeld het dijktraject, de -vakindeling en de uittredepunten. Omdat je de applicatie op elk moment kunt afsluiten, kun je ook eerst een deel van de -GIS-data importeren en later verder gaan. Bijvoorbeeld, voor de uittredepunten locaties kan `GeoProb-Pipe` voor jou een -eerste suggestie maken, waarna jij deze in ArcGIS zelf verder kunt aanvullen. - -Omdat `GeoProp-Pipe` een GeoPackage is, kan je alle geïmporteerde data in ArcGIS bekijken en controleren of het goed is -geïmporteerd. - -Aan het einde van het importeren van alle GIS-data zal `GeoProb-Pipe` vinkjes geven voor elk onderdeel. Dit ziet er -als het volgt uit. - - - - -Importeren parameter invoer -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - - - - -Dit doe doe je door de `GeoProb-Pipe`-applicatie -op te starten. Deze neemt je vervolgens mee door alle stappen. In paragraaf :ref:`pre-processing` is hier verder op -ingegaan. Het resultaat van dit bestand is een .geoprob_pipe.gpkp-bestand. Dit bestand is een GeoPackage, te openen in -ArcGIS, met alle invoer. - - - -Vastleggen algemene uitgangspunten van de berekening -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - -Vastleggen uittredepunten -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - -De volgende informatie dient te worden vastgelegd per uittredepunt: - -* `UittredepuntID`: elk punt heeft een eigen identifer -* `Locatie (x, y)`: locatie in RD coördinaten (bijv. geopandas-object) -* `Mvalue`: waarde die de locatie van het uittredepunt weergeeft ten opzichte van de referentielijn. zie voorbeelden over linear referencing. -* `Uittredelocatie`: optioneel, beschrijving van de locatie van het uittredepunt. Handig voor analyse van de berekeningen. -* (Ruimtelijke) koppeling met het vak van de ondergrondschenario: `VakID` en `Vaknaam`. -* `DIST_L_GEOM`: kortste afstand tot de geschematiseerde `geometrische intredelijn`. -* `DIST_BUT`: korste afstand tot de geschematiseerde `buitenteen lijn`. -* `DIST_BIT`: korste afstand tot de geschematiseerde `binnenteen lijn`. -* `HydraLocatie`: ruimtelijke koppeling met de dichtsbijzijnde uitvoerlocatie. -* `Bodemhoogte`: bodemhoogte (maaiveldniveau) ter plaatse van het uittredepunt. -* `Polderpeil`: benedenstroomse waterpeil ter plaatse van het uittredepunt. - -De werkwijze is als volgt: - -1. definieer uittredepunten in GIS omgeving: dit levert `UittredepuntID`, `Locatie (x, y)` -2. Bepaal `Mvalue` via linear referencing aan de `referentielijn`. -3. Koppel `uittredepunten` aan `vakindeling`: dit levert `VakID` en `Vaknaam`. -4. Bepaal `DIST_L_GEOM`, `DIST_BUT`, `DIST_BIT` door spatial join met `Geometrische Intredelijn`, `Buitenteen` en `Binnenteen`. -5. Bepaal `Bodemhoogte` door samplen raster met DTM/AHN -6. Bepaal `Polderpeil` door intersectie met een polygon `Polderpeilen`. -7. Koppel `HydraLocatie` aan `Overschrijdingsfrequenties`. - - -Discussie uittredepunten tabel -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - -1. De geometrische lengte van het achterland `L3_geom` is nu vastgelegd per vak. Dit is een parameter die niet heel precies vastgelegd hoeft te worden en vaak vooraf onbekend is. In lijn met `DIST_BUT` kan `L3_geom` ook worden vastgelegd als een geometrie en als veld aan het object `uittredepunten` worden toegevoegd. - -2. Optioneel kan het model worden uitgebreid met de verwachte top van het zand ter plaatse van het uittredepunt. - - -Typen ondergrondscenario's -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ - -Een ondergrondscenario is een unieke verzameling van variabelen die de eigenschappen van de ondergrond beschrijven. Ondergrondscenario's worden per vak of per uittredepunt vastgelegd. Er zijn drie typen ondergrondscenario's: - -- Holoceen gefundeerd (HLF): Hierbij zit de deklaag boven een holocene zandlaag welke samen met de onderliggende pleistocene zandlaag het watervoerend pakket vormen. -- Pleistoceen (PL): Hierbij ligt de deklaag direct boven op een pleistocene zandlaag. -- Tussenzandlaag: Hierbij is er nog een tussenzandlaag aanwezig omsloten door de deklaag en een andere kleilaag. Deze is niet in direct contact met het pleistocene watervoerend pakket. - -Een kenmerk van ondergronscenario's is dat ze discreet zijn. Of het ene scenario komt voor binnen een vak of het andere. Afhankelijk van de beschikbare data kan je per uittredepunt de ondergrondscenario's vastleggen. We kiezen er in deze implementatie voor om per vak een ondergrondscenario vast te leggen. Dit betekent dat alle uittredepunten binnen een vak dezelfde (typen) ondergrondscenario's hebben. - -.. figure:: /_static/TypenOndergrondscenario.png - :width: 100% - - Voorbeeld typen ondergrondscenario's - - -.. TODO: - - Bronbestanden voor de uittredepunten tabel - De locaties van mogelijke uittredepunten - Uitvoer van een Hydra-NL berekening - Vakindeling - Genereren scenarioberekeningen - Uitvoeren scenarioberekeningen - Probabilistische berekeningen - Combineren deelfaalmechanismen - Combineren scenarioberekeningen - Post Processing diff --git a/docs/gebruik/keuze_menu.rst b/docs/gebruik/keuze_menu.rst index f03125bb..403896a8 100644 --- a/docs/gebruik/keuze_menu.rst +++ b/docs/gebruik/keuze_menu.rst @@ -1,11 +1,14 @@ Keuzemenu GeoProb‑Pipe ====================== + In het hoofdmenu van GeoProb‑Pipe zijn de volgende functies beschikbaar. Hieronder volgt een korte toelichting per optie. Bestaand project openen - Met deze optie open je een eerder aangemaakt project. Dit is handig wanneer de invoer nog niet compleet is of - wanneer je gevoeligheidsanalyses wilt uitvoeren op bestaande berekeningen. +^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ + +Met deze optie open je een eerder aangemaakt project. Dit is handig wanneer de invoer nog niet compleet is of wanneer +je gevoeligheidsanalyses wilt uitvoeren op bestaande berekeningen. Nieuw project starten ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ @@ -15,12 +18,14 @@ voor een nieuwe analyse. Twee projectbestanden vergelijken ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ + Met deze functie kun je twee projectbestanden naast elkaar zetten om verschillen te identificeren. Dit is vooral nuttig bij gevoeligheidsanalyses, waarbij je wilt zien welke invloed een wijziging heeft op de oorspronkelijke analyse. Inspecteer een enkele berekening ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ + Deze optie is bedoeld voor gebruikers met enige ervaring met Python. Hiermee kun je het rekenobject en de -onderliggende objecten uit de Probabilistic Library (PTK toolkit Python‑wrapper) bekijken. Dit is vooral waardevol -wanneer je berekeningen wilt vergelijken met de desktopversie van de PTK toolkit of wanneer je dieper inzicht wilt -krijgen in de gebruikte parameters en datastructuren. \ No newline at end of file +onderliggende objecten uit de Probabilistic Library bekijken. Dit is vooral waardevol wanneer je berekeningen wilt +vergelijken met vergelijkbare modellen in de desktopversie van de PTK toolkit of wanneer je dieper inzicht wilt krijgen +in de gebruikte parameters en datastructuren. \ No newline at end of file diff --git a/docs/gebruik/uitvoer.rst b/docs/gebruik/uitvoer.rst index c6821bfd..da5018e5 100644 --- a/docs/gebruik/uitvoer.rst +++ b/docs/gebruik/uitvoer.rst @@ -2,5 +2,5 @@ Resultaten exporteren ===================== - -test \ No newline at end of file +De resultaten van een modelberekening worden opgeslagen in de GeoPackage. Deze resultaten kunnen vervolgens worden +geëxporteerd naar verschillende Excel-bestanden en overzichten. \ No newline at end of file diff --git a/docs/index.rst b/docs/index.rst index 2097b72f..64d9303b 100644 --- a/docs/index.rst +++ b/docs/index.rst @@ -21,6 +21,7 @@ De broncode vind je op `GitHub `__. quick_start installatie_proces gebruik + achtergronden_schematiseren rekenmethodiek assembleren references diff --git a/docs/installatie_proces.rst b/docs/installatie_proces.rst index 042b82a1..4edfb7a8 100644 --- a/docs/installatie_proces.rst +++ b/docs/installatie_proces.rst @@ -5,16 +5,16 @@ Installatie proces De installatie en het gebruik van `GeoProb-Pipe` is eenvoudig en wordt hieronder toegelicht. Start een schone Python environment. `GeoProb-Pipe` is ontwikkelt op Python 3.12. Deze versie wordt aangeraden voor -gebruik. Voer daarna de volgende commando's uit om eerst `GeoProb-Pipe` te installeren en vervolgens de probabilistische -bibliotheek (PTK-tool wrapper) te installeren. +gebruik. Voer daarna het volgende commando's uit om `GeoProb-Pipe` te installeren vanuit de +`Python Package Index `_. De onderliggende +`probabilistische bibliotheek `_ (PTK-tool wrapper) wordt automatisch +mee geïnstalleerd. .. code-block:: bash pip install geoprob_pipe - pip install probabilistic_library -.. TODO: Overleggen met Deltares dat ze de probabilistic_library beschikbaar maken in PyPI. Daarna start je de applicatie met het commando. Zorg er voor dat je Python-environment actief is. @@ -26,3 +26,48 @@ Na het opstarten van de applicatie begeleidt `GeoProb-Pipe` je door het gebruik. afsluiten, en weer opstarten. Meestal geeft de applicatie je de mogelijkheid om af te sluiten, is dit niet het geval, dan kun je dat doen middels de toetsencombinatie ``ctrl + c``. + +Backwards compatibility +^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ + +GeoProb-Pipe slaat in het GeoPackage-bestand (met .geoprob_pipe.gpkg-extensie) de gebruikte Python package-versies op, +inclusief de gebruikte versie van GeoProb-Pipe. Dit maakt het mogelijk om van elk GeoProb-Pipe-bestand de Python +installatie te reconstrueren. Op deze manier wordt backwards compatibility gegarandeerd. Je reconstrueert de Python +installatie op de volgende wijze. + + +.. note:: + Deze sectie van de documentatie is nog niet volledig en wordt binnenkort uitgebreid. + + Er wordt momenteel namelijk overwogen of de `pip freeze`, die als `dict` is opgeslagen in de GeoPackage, op een + minder omslachtige manier kan worden opgeslagen t.b.v. installatie. + +.. TODO: Note van hierboven oppakken. Overweeg de volgende ideeën: + - Wellicht is het mogelijk om de pip freeze als multiline op te slaan in de database? Dan kan de gebruiker die direct + opslaan in een requirements.txt-bestand en installeren via pip install -r requirements.txt. + - In documentatie ook tip geven om eerst eens de applicatie versie te installeren via pip install + geoprob-pipe==version, waarbij de version ook gewoon in de geopackage te lezen is. + - Sla de pip freeze op voor initieel gebruik (bij invoer), en voor laatste rekenslag. Nu is die alleen voor initieel. + Dus het kan zijn dat het helemaal niet backwards compatible is. + + +Upgraden, beschikbare versies en changelog +^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ + +Heb je GeoProb-Pipe al geïnstalleerd maar wil je upgraden naar de laatste versie? Dat doe je met het volgende commando. + +.. code-block:: bash + + pip install --upgrade geoprob_pipe + +Wil je een specifieke versie installeren? In de `Python Package Index `_ +zie je de release history. Je kunt vervolgens een specifieke versie installeren middels dit commando. + +.. code-block:: bash + + pip install geoprob_pipe==1.4.1 + +Vervang het versie nummer met jou gewenste versie. In het +`changelog-bestand `_ zie je korte +release notes per versie. + diff --git a/docs/quick_start.rst b/docs/quick_start.rst index 6d7f0db7..b6a28d40 100644 --- a/docs/quick_start.rst +++ b/docs/quick_start.rst @@ -9,8 +9,3 @@ installatie en het commando om de applicatie op te starten. Dat zijn de volgende pip install geoprob_pipe geoprob_pipe - -.. warning:: - Momenteel is ``geoprob_pipe``, en de onderliggende software requirement ``probabilistic_library``, nog niet - beschikbaar in de Python Package Index. Installeer voorlopig GeoProb-Pipe vanuit een kloon van de repository. - Je vind de instructies in de README. \ No newline at end of file diff --git a/docs/rekenmethodiek.rst b/docs/rekenmethodiek.rst index 6b9f2cd3..dd64ba2e 100644 --- a/docs/rekenmethodiek.rst +++ b/docs/rekenmethodiek.rst @@ -1,3 +1,5 @@ +.. _rekenmethodiek: + Rekenmethodiek ============== @@ -10,7 +12,9 @@ totale faalkans op piping per uittredepunt. :titlesonly: rekenmethodiek/faalpad + rekenmethodiek/uittredepuntenmethode rekenmethodiek/implementatie rekenmethodiek/geohydrologische_modellen + rekenmethodiek/probabilistische_rekenmethodieken rekenmethodiek/relatie_beslisraamwerk_piping - rekenmethodiek/uittredepuntenmethode + diff --git a/docs/rekenmethodiek/faalpad.rst b/docs/rekenmethodiek/faalpad.rst index b8ee2be6..4fe0a8d2 100644 --- a/docs/rekenmethodiek/faalpad.rst +++ b/docs/rekenmethodiek/faalpad.rst @@ -54,6 +54,7 @@ De dikte van de deklaag :math:`d_{deklaag}` ter plaatse van het uittredepunt is d_{deklaag} = mv_{exit} - top_{zandlaag} waarin: + - :math:`mv_{exit}` maaiveldniveau ter plaatse van het uittredepunt [m+NAP] - :math:`top_{zandlaag}` niveau bovenkant van de pipinggevoelige zandlaag [m+NAP] @@ -77,9 +78,6 @@ De dempingsfactor :math:`r_{exit}` ter plaatse van het uittredepunt is afhankeli h_{exit} = max(\phi_{polder}, mv_{exit}) -waarin: - -- :math:`\phi_{polder}` het waterniveau in de polder [m+NAP] Heave diff --git a/docs/rekenmethodiek/geohydrologische_modellen.rst b/docs/rekenmethodiek/geohydrologische_modellen.rst index 4c3cb5c1..291e88fe 100644 --- a/docs/rekenmethodiek/geohydrologische_modellen.rst +++ b/docs/rekenmethodiek/geohydrologische_modellen.rst @@ -13,9 +13,12 @@ waarbij elke functie een specifiek type geohydrologisch / stijghoogte model aanr De code structuur is zodanig opgezet dat in de toekomst ook andere geohydrologische modellen kunnen worden toegevoegd. -Analytische stijghoogtemodel WBI --------------------------------- -.. TODO: Tekst nog toevoegen. +Stijghoogtemodel WBI +-------------------- + +Deze set aan grenstoestandfuncties is beschreven in de schematiseringshandleiding piping :cite:`sh_piping_2021`. +Het model beschouwt de de respons :math:`r_{exit}` en de kwelweglengte :math:`L_{kwelweg}` als onafhankelijke +variabelen. .. _model4a: @@ -38,10 +41,12 @@ dwarspofiel :math:`x_{exit}` [m] en de geohydrologische parameters van model 4A. Een uitgebreide toelichting op de onderliggende theorie van dit model is te vinden in :ref:`stationair-model`. De respons in het uittredepunt wordt bepaald met: + .. math:: r_{exit}(x) = f(x_{exit}, L_1, L_2, L_3, c_{voorland}, c_{achterland}, k, D_{wvp}) + Geometrische parameters ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Geometrische parameters :math:`L_1` en :math:`L_2` zijn omgeschreven naar afstanden ten opzichte van het uittredepunt: @@ -63,9 +68,12 @@ waarin: - :math:`c_{achterland}` de weerstand van de deklaag in het achterland [dag] +.. _effectieve-voorlandlengte: + Effectieve voorlandlengte ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ -De kwelweglengte :math:`L_{kwelweg}` maakt conform de schematiseringshandleiding piping :cite:`sh_piping_2021` gebruik van het principe van de effectieve voorlandlengte. +De kwelweglengte :math:`L_{kwelweg}` maakt conform de schematiseringshandleiding piping :cite:`sh_piping_2021` gebruik +van het principe van de effectieve voorlandlengte. .. math:: @@ -79,7 +87,7 @@ waarin: - :math:`L_{eff,voorland}` de effectieve voorlandlengte is [m] - :math:`\lambda_{1}` de spreidingslengte van het voorland is [m] -- :math:`\c` is de deklaagdikte gedeeld door de doorlatendheid van de deklaag [dag] +- :math:`c` is de deklaagdikte gedeeld door de doorlatendheid van de deklaag [dag] Overzicht parameters model 4A ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ @@ -231,24 +239,37 @@ Grenstoestandfunctie terugschrijdende erosie: L_{eff,voorland} = \lambda_{1} \cdot tanh(\frac{L_1}{\lambda_{1}}) +De relatie tussen de spreidingslengte van het voorland :math:`\lambda_{1}` en de weertand van de deklaag :math:`c_{voorland}` is +beschreven door: + +.. math:: + \lambda_{1} = \sqrt{c_{voorland} \cdot k \cdot D_{wvp}} -Correlatie tussen variabelen -~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ -De beschrijving van het geohydrologische systeem met de variabelen betekent ook dat de onderlinge correlatie van de variabelen apart moet worden gedefinieerd. Dit betreft met name de correlatie tussen de spreidingslengte van het voorland :math:`\lambda_{1}` en de transmissiviteit van het watervoerende zandpakket :math:`kD` en in mindere mate de correlatie tussen de respons in het uittredepunt :math:`r_{exit}` en de transmissiviteit van het watervoerende zandpakket :math:`kD`. In het model 4A zijn deze correlaties modelmatig beschreven. +Correlatie tussen variabelen bij numerieke stijghoogtemodellen +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +De beschrijving van het geohydrologische systeem met aparte variabelen voor de spreidingslengte :math:`\lambda_{1}`, +transmissiviteit :math:`kD` en de respons in het uittredepunt :math:`r_{exit}` betekent ook dat de onderlinge +correlatie tussen deze variabelen moet worden gedefinieerd. -In het geval van een numeriek stijghoogtemodel is de correlatie tussen de spreidingslengte van het voorland en de transmissiviteit van het watervoerende zandpakket plaatsafhankelijk en wordt beschreven door het geohydrologische model. +In het model 4A zijn deze correlaties modelmatig beschreven. In het geval van een numeriek stijghoogtemodel is de +correlatie tussen de spreidingslengte van het voorland en de transmissiviteit van het watervoerende zandpakket +plaatsafhankelijk en wordt beschreven door de eigenschappen van het geohydrologische model. + +Om een inschatting te doen van deze plaatsafhankelijke correlatie tussen deze variabelen wordt een beperkte set van modelberekeningen +uitgevoerd waarbij de transmissiviteit van het watervoerende pakket en de weerstand van het voorland wordt gevarieerd. +Voor elke berekening uit deze set wordt de spreidingslengte van het voorland afgeleid, evenals de respons in het uittredepunt. -Om een inschatting te doen van de correlatie tussen deze variabelen wordt een beperkte set van modelberekeningen uitgevoerd waarbij de transmissiviteit van het watervoerende pakket en de weerstand van het voorland wordt gevarieerd. -Voor elke berekening uit deze set wordt de spreidingslengte van het voorland afgeleid. Gebruikelijk is het om daarbij per variabele 3 scenario's te hanteren (gemiddeld, -1.64 * sigma, +1.64 * sigma). -Voor 2 variabelen resulteert dit in 9 modelberekeningen. -Uit deze modelberekeningen wordt de gewogen correlatie tussen de transmissiviteit van het watervoerende pakket en de spreidingslengte van het voorland bepaald. Deze correlatie wordt vervolgens gebruikt in de probabilistische analyse. +Uit deze modelberekeningen is het mogelijk om een inschatting te verkrijgen van de correlatie tussen de transmissiviteit +en de spreidingslengte van het voorland. Deze correlatie dient vervolgens als invoer voor de probabilistische analyse. + +In `model 4A` is de correlatie tussen de transmissiviteit van het watervoerende pakket :math:`kD` en de +spreidingslengte van het voorland :math:`\lambda_{1}` ongeveer 0.7, afhankelijk van de gekozen spreiding. -Op basis van het model 4A is de correlatie tussen de transmissiviteit van het watervoerende pakket en de spreidingslengte van het voorland ongeveer 0.7, afhankelijk van de gekozen spreiding. -.. TODO: Ik vind deze nog lastig te plaatsen. @skapinga kun jij kijken hoe we deze binnen de structuur een betere plek kunnen geven? Overzicht van implementaties in de code --------------------------------------- @@ -275,8 +296,8 @@ vervolgens de grenstoestandsfuncties, en tenslotte de gecombineerde limiettoesta - :math:`Z_u`, :math:`Z_h`, :math:`Z_p`, :math:`Z_{combin}`, :math:`\phi_{exit}`, :math:`h_{exit}` * - ``limit_state_model4a`` - - Implementatie van het analytische grondwatermodel 4A (:cite:`trw_2004`). - Berekening van respons :math:`r_{exit}` op basis van doorsnedemodel. + - Basismodel gekoppeld aan het analytische grondwatermodel 4A (:cite:`trw_2004`). + Vaste relatie tussen respons :math:`r_{exit}` en spreidingslengte :math:`\lambda_{1}`. - :math:`L_{intrede}`, :math:`L_{but}`, :math:`L_{bit}`, :math:`c_{voorland}`, :math:`c_{achterland}`, :math:`kD_{wvp}`, :math:`D_{wvp}` - :math:`Z_u`, :math:`Z_h`, :math:`Z_p`, :math:`Z_{combin}`, :math:`\phi_{exit}`, :math:`r_{exit}`, :math:`L_{kwelweg}` @@ -286,11 +307,6 @@ vervolgens de grenstoestandsfuncties, en tenslotte de gecombineerde limiettoesta - :math:`\phi_{gemiddeld}(x,y)`, :math:`h_{gemiddeld}`, :math:`r_{exit}(x,y)`, :math:`\lambda_{1}`, :math:`L_{but}` - :math:`Z_u`, :math:`Z_h`, :math:`Z_p`, :math:`Z_{combin}`, :math:`\phi_{exit}`, :math:`r_{exit}`, :math:`L_{kwelweg}` - * - ``limit_state_ttim`` *(conceptueel voorbeeld)* - - Interface voor toekomstige uitbreiding met een tijdsafhankelijk grondwatermodel (TTIM). - Input- en outputstructuur is identiek aan de bestaande modellen. - - :math:`\phi_{exit}`, :math:`r_{exit}`, :math:`L_{kwelweg}`, :math:`\lambda_{1}` - - :math:`Z_u`, :math:`Z_h`, :math:`Z_p`, :math:`Z_{combin}` Alle functies bevinden zich in het pakket ``geoprob_pipe.calculations`` en maken gebruik van de onderliggende fysische berekeningen uit ``geoprob_pipe.calculations.physical_components.piping``. diff --git a/docs/rekenmethodiek/implementatie.rst b/docs/rekenmethodiek/implementatie.rst index 57d9bd27..730880ed 100644 --- a/docs/rekenmethodiek/implementatie.rst +++ b/docs/rekenmethodiek/implementatie.rst @@ -1,7 +1,7 @@ Implementatie ============= -De implementatie van de rekenmethodiek is modulair opgebouwd en bestaat uit drie samenhangende onderdelen: +De implementatie van de formules is modulair opgebouwd en bestaat uit drie samenhangende onderdelen: 1. **Fysische componenten** In deze stap worden de geohydrologische en geotechnische componenten berekend die de fysieke toestand van het @@ -28,7 +28,8 @@ De implementatie van de rekenmethodiek is modulair opgebouwd en bestaat uit drie Het stijghoogtemodel bepaalt de stijghoogte in het uittredepunt (:math:`\phi_{exit}`) en vormt daarmee de koppeling tussen de hydraulische belasting (buitenwaterstand, polderpeil) en de ondergrondrespons. `GeoProb-Pipe` ondersteunt meerdere typen stijghoogtemodellen: + - de WBI-formulering van de stijghoogte met een vaste responsfactor en kwelweglengte; - - het analytische grondwatermodel *4A* op doorsnedeiveau; + - het analytische grondwatermodel *4A* uit het Technisch Rapport Waterspanningen bij dijken :cite:`trw_2004`; - resultaten van numerieke rastermodellen zoals *MORIA*; - en toekomstige uitbreidingen (bijv. TTIM) die via dezelfde interface kunnen worden toegevoegd. diff --git a/docs/rekenmethodiek/limitstates.rst b/docs/rekenmethodiek/limitstates.rst deleted file mode 100644 index dcba4882..00000000 --- a/docs/rekenmethodiek/limitstates.rst +++ /dev/null @@ -1 +0,0 @@ -Nog te maken. \ No newline at end of file diff --git a/docs/rekenmethodiek/probabilistische_rekenmethodieken.rst b/docs/rekenmethodiek/probabilistische_rekenmethodieken.rst new file mode 100644 index 00000000..0d19325c --- /dev/null +++ b/docs/rekenmethodiek/probabilistische_rekenmethodieken.rst @@ -0,0 +1,2 @@ +Probabilistische rekenmethoden +============================== diff --git a/docs/rekenmethodiek/relatie_beslisraamwerk_piping.rst b/docs/rekenmethodiek/relatie_beslisraamwerk_piping.rst index 9c135ea0..5c23ec37 100644 --- a/docs/rekenmethodiek/relatie_beslisraamwerk_piping.rst +++ b/docs/rekenmethodiek/relatie_beslisraamwerk_piping.rst @@ -7,9 +7,17 @@ Het Beslissingsondersteunend Raamwerk Piping (BRP) :cite:t:`BRP_2024` beschrijft Voor de bepaling van de overstromingskans van het faalmechanisme piping is het daarom belangrijk om ook deze aanvullende aspecten te beschouwen. In het BRP zijn 14 factsheets opgenomen waarin factoren worden beschreven die het optreden van piping beïnvloeden. Daarnaast worden handelingsperspectieven gegeven om met deze factoren om te gaan. -DDeze documentatie beschrijft hoe deze aspecten rekenkundig kunnen worden meegenomen +Deze documentatie beschrijft hoe deze aspecten rekenkundig kunnen worden meegenomen in de overstromingskansberekening met ``GeoProb-Pipe``. Het kennisniveau van elk aspect -bepaalt in welke mate het kan worden geïmplementeerd. +bepaalt in welke mate het kan worden geïmplementeerd, zie ook samenvatting in :numref:`BRP_tabel`. + +.. _BRP_tabel: + +.. figure:: ../_static/BRP_implementatie.png + :alt: Samenvatting implementatie aspecten BRP. + :align: center + + Samenvatting implementatie aspecten BRP. 1. *Opbarsten: Sterkte deklaag* Het is erg aannemelijk dat de deklaag enige weerstand tegen scheuren biedt. @@ -29,22 +37,23 @@ grondwaterstromingstheorie. Het voorland kan al meegenomen in de piping analyse het BOI, er is een uitwerkingsmethode en benodigde parameters kunnen worden bepaald door meten en monitoren. Daarnaast is mogelijk numerieke sommen te maken en er is een methode om het analytisch mee te nemen. -`GeoProb-Pipe` neemt het voorland mee en voert geen controle uit op pipegroei. +`GeoProb-Pipe` neemt het voorland mee en voert geen controle uit op pipegroei of kortsluiting van de pipe. -.. TODO: je doelt hier denk ik op de stijghoogtemodellen toch? en met voert geen controe uit op pipegroei -> je bedoelt dat we geen controle uitvoeren op de lengte van de pipegroei ten opzicht van de dijkbasis max? -.. twijfel over dat laatste stukje kun je die iets verduidelijken? 5. *Terugschrijdende erosie: Fijne fractie* De weerstand tegen erosie van zand met veel fijne fractie is theoretisch onderbouwd. Specifiek voor piping in getijdenzand zijn er in Nederland op verschillende schalen ca. 35 -experimenten uitgevoerd om de hypothese te bewijzen en kwantificeren.Uit recente proeven met getijdenzand :cite:`getijdenzand_2023` blijkt dat deze grondsoorten +experimenten uitgevoerd om de hypothese te bewijzen en kwantificeren.Uit recente proeven met +getijdenzand :cite:`getijdenzand_2023` blijkt dat deze grondsoorten een aanzienlijk hogere weerstand tegen terugschrijdende erosie vertonen dan rivierzanden. Dit wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van fijne fracties, slechtere sortering en gedeeltelijke cementatie, die gezamenlijk leiden tot een hogere kritieke gradiënt. -`GeoProb-Pipe` houdt rekening met de aanwezigheid van een fijne fractie in de door het toevoegen van een modelfactor :math:`m_{ff}` naast de modelfactor terugschrijdende erosie :math:`m_{p}`. +`GeoProb-Pipe` biedt de mogelijkheid om rekening te houden met de aanwezigheid van een fijne fractie +door het toevoegen van een modelfactor :math:`m_{ff}` naast de modelfactor terugschrijdende erosie :math:`m_{p}`. 6. *Terugschrijdende erosie: Slechte sortering (korrelgrootteverdeling)* -Er zijn experimentenseries met variaties in uniformiteitscoëfficiënt (Cu). Er is echter geen eenduidig beeld van de invloed van de sortering op het kritiek verval. Dit aspect is daarom niet meegenomen in `GeoProb-Pipe`. +Er zijn experimentenseries met variaties in uniformiteitscoëfficiënt (Cu). Er is echter geen eenduidig beeld van de +invloed van de sortering op het kritiek verval. Dit aspect is daarom niet meegenomen in `GeoProb-Pipe`. 7. *Terugschrijdende erosie: Drukval in opbarstkanaal (hoger of lager dan 0.3d)* De theorie dat er weerstand in het opbarstkanaal aanwezig is, is met veldmetingen en @@ -53,7 +62,8 @@ voorspellen hoe groot de weerstand zal zijn. Gedurende het piping proces zal de in het kanaal veranderen doordat de stroomsnelheid toeneemt en de korrels uit het opbarstkanaal spoelen. De vorm van het opbarstkanaal is ook van grote invloed, echter is het formaat van het opbarstkanaal eveneens moeilijk te voorspellen. -`GeoProb-Pipe` houdt rekening met de weerstand in het opbarstkanaal door de reductieconstante van het verval over de deklaag :math:`r_{c,deklaag}` als een stochast te definiëren. +`GeoProb-Pipe` biedt de mogelijkheid om rekening te houden met de onzekere weerstand in het opbarstkanaal +door de reductieconstante van het verval over de deklaag :math:`r_{c,deklaag}` als een stochast te definiëren. 8. *Terugschrijdende erosie: Heterogeniteit korrelgrootte in baan van de pijp* Het is algemeen bekend dat de ondergrond op korrelschaal heterogeen is. De pipe volgt de @@ -67,8 +77,9 @@ effect moeilijk. `GeoProb-Pipe` biedt de mogelijkheid om de :math:`d_{70}` als een stochast te definiëren. 9. *Terugschrijdende erosie: Fluctuatie van de diepte of helling van de deklaag in de baan van de pipe.* -Het effect van de helling is theoretisch onderbouwd en er is een erosie model dat ook in de rekenregel toegepast zou kunnen worden. Daarnaast zijn er enkele experimenten ter validatie van deze theorie. Toch is deze kennis nog niet -algemeen toepasbaar en te generaliseren, omdat het slechts enkele experimenten betreft. +Het effect van de helling is theoretisch onderbouwd en er is een erosie model dat ook in de rekenregel +toegepast zou kunnen worden. Daarnaast zijn er enkele experimenten ter validatie van deze theorie. +Toch is deze kennis nog niet algemeen toepasbaar en te generaliseren, omdat het slechts enkele experimenten betreft. `GeoProb-Pipe` biedt geen mogelijkheden om dit aspect mee te nemen. @@ -80,7 +91,8 @@ Er is weinig informatie over het effect op grotere schaal, al wordt op basis van verwacht dat de invloed van 3D stroming groter kan zijn leidend tot lager kritiek verval. Op basis van de geohydrologie en experimenten wordt verwacht dat de invloed van het 3D effect kleiner wordt bij doorlatendere achterlanden. -Vanwege de verwachte grote invloed van dit aspect is er in `GeoProb-Pipe` de mogelijkheid om een modelfactor 3D :math:`m_{3D}` te gebruiken. +Vanwege de verwachte grote invloed van dit aspect is er in `GeoProb-Pipe` een aparte modelfactor 3D :math:`m_{3D}` +geïmplementeerd om het effect van 3D stroming mee te nemen in de bepaling van het kritieke verval. 11. *Terugschrijdende erosie: Tijdsafhankelijkheid* @@ -90,7 +102,9 @@ er is een statistisch uitgewerkte methode voorgesteld. Voor de toepassing op gro zijn er nog onzekerheden. Het is soms lastig vast te stellen of er nog oude pipes aanwezig zijn en 3D numerieke modellen geven op grote schaal onverwachte resultaten voor het kritiek verval. -`GeoProb-Pipe` heeft geen implementatie van dit aspect. Wel zou via een modelfactor terugschrijdende erosie :math:`m_{p}` gebruikt kunnen worden om gevoeligheidsberekeningen te doen. +`GeoProb-Pipe` heeft geen implementatie van dit aspect omdat de modelopzet geen informatie heeft over de duur van een +hoogwater. Wel zou via een modelfactor terugschrijdende erosie :math:`m_{p}` gebruikt kunnen worden om +gevoeligheidsberekeningen te doen. 12. *Terugschrijdende erosie: Anisotropie van de doorlatendheid* @@ -98,7 +112,8 @@ Grondwaterstromingstheorie met anisotropie is goed bekend: voor het bepalen van op stroming kunnen daarom numerieke berekeningen uitgevoerd worden. Daarnaast is er een toevoeging op de rekenregel van Sellmeijer, waarmee een eerste inschatting gemaakt kan worden van de invloed van anisotropie. Experimentele validatie met anisotrope ondergrond ontbreekt tot op heden -`GeoProb-Pipe` biedt de mogelijkheid om het effect van anisotropie op het kritieke verval te verrekenen door middel van een modelfactor :math:`m_{aniso}`. +`GeoProb-Pipe` biedt de mogelijkheid om het effect van anisotropie op het kritieke verval te verrekenen door +middel van een modelfactor :math:`m_{aniso}`. 13. *Terugschrijdende erosie: Meerlaagsheid watervoerend pakket (ten opzichte van gewogen gemiddelde)* @@ -112,7 +127,11 @@ analyses meegenomen wordt. 14. *Vervolgprocessen: Duur van het bezwijkproces* Op globale lijn zijn de vervolgprocessen bekend. Tijdens de IJkdijkproeven is het -proces geobserveerd. De duur en observaties staan beschreven. Maar deze resultaten zijn niet te generaliseren, er is geen hypothese of model voor de duur van deze vervolgprocessen bij dijken in de praktijk. Internationaal zijn er numerieke modellen waarmee de duur van het bezwijkproces bij dammen berekend kan worden, echter zijn deze niet gevalideerd voor dijken zoals we die in Nederland hebben. Daarom is dit aspect niet meegenomen in `GeoProb-Pipe`. +proces geobserveerd. De duur en observaties staan beschreven. +Maar deze resultaten zijn niet te generaliseren, er is geen hypothese of model voor de duur van deze +vervolgprocessen bij dijken in de praktijk. Internationaal zijn er numerieke modellen waarmee de duur van het +bezwijkproces bij dammen berekend kan worden, echter zijn deze niet gevalideerd voor dijken zoals we die in +Nederland hebben. Daarom is dit aspect niet meegenomen in `GeoProb-Pipe`. diff --git a/docs/rekenmethodiek/uittredepuntenmethode.rst b/docs/rekenmethodiek/uittredepuntenmethode.rst index 2107a4af..087f6c12 100644 --- a/docs/rekenmethodiek/uittredepuntenmethode.rst +++ b/docs/rekenmethodiek/uittredepuntenmethode.rst @@ -20,6 +20,3 @@ De rekenmethodiek volgt de schematiseringshandleiding :cite:t:`sh_piping_2021` e * Eigenschappen van de ondergrond worden, afhankelijk van de beschikbare data, op verschillende manieren gekoppeld aan de uittredepunten. Dit kan zijn door uitgangspunten op vakniveau te definiëren, of door gebruik van grids. * Het combineren van de verschillende uitgangspunten heeft tot doel om een passende schematisatie per uittredepunt te maken. - - -Meer informatie over de rekenmethodiek is te vinden in de :ref:`Rekenmethodiek `. \ No newline at end of file diff --git a/geoprob_pipe/cmd_app/cmd.py b/geoprob_pipe/cmd_app/cmd.py index 8fd5d9e8..7f7d4bed 100644 --- a/geoprob_pipe/cmd_app/cmd.py +++ b/geoprob_pipe/cmd_app/cmd.py @@ -111,8 +111,8 @@ def startup_geoprob_pipe(): """ Welkom bij GeoProb-Pipe! Deze applicatie voert probabilistische pipingberekeningen uit met de uittredepuntenmethode en een geohydrologisch model naar keuze (zoals model4a). GeoProb-Pipe maakt gebruik van de probabilistische bibliotheek -van Deltares, die onder de motorkap de PTK-tool aanstuurt. Met de onderstaande interactieve vragenmodule neemt -GeoProb-Pipe je stap voor stap mee door het opzetten van de invoer en het uitvoeren van de berekeningen. +van Deltares. Met de onderstaande interactieve vragenmodule neemt GeoProb-Pipe je stap voor stap mee door het +opzetten van de invoer en het uitvoeren van de berekeningen. """, title=f"GeoProb-Pipe ({get_geoprob_pipe_version_number()}{debug_label})".upper(), title_align="left",