Energieopslag First te Rotterdam

Transcriptie

1 Energieopslag First te Rotterdam Effectenstudie grondwatersysteem Vergunningaanvrager First Rotterdam BV De Cuserstraat 85a Postbus JA Amsterdam T F E T.Bos@Maarsengroep.nl Contactpersoon: dhr. T. Bos jr. Opsteller vergunningaanvraag IF Technology Velperweg 37 Postbus AP Arnhem T F E l.kuil@iftechnology.nl Contactpersonen: mevr. L.A. Kuil MSc. mevr. ir. E.F.W. van Hilten /60326/LH 26 augustus 2011

2

3 Samenvatting Inleiding Het voornemen bestaat om energieopslag in de bodem toe te passen voor de duurzame klimatisering van de nieuwbouw van het multifunctionele complex First aan de Weena te Rotterdam. Energieopslagsysteem De bronnen van het energieopslagsysteem zijn beoogd in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket. Het systeem onttrekt en infiltreert maximaal m³/jaar met een maximaal debiet van 240 m³/uur. Energiebesparing en emissiereductie Door het toepassen van energieopslag kan jaarlijks circa m³ aardgasequivalenten worden bespaard. Deze energiebesparing leidt tot een jaarlijkse emissiereductie van 462 ton CO 2 en 122 kg NO x. Hydrologische effecten Het berekende hydrologische invloedsgebied reikt tot m van de bronnen. Grondwaterstandsveranderingen treden niet op. De stijghoogteverandering bedraagt 4,9 m. Negatieve hydrologische invloed op de grondwatergebruikers en overige belanghebbenden is niet aan de orde. Hydrothermische effecten Het berekende hydrothermische invloedsgebied reikt tot 150 m van de bronnen. Negatieve thermische invloed op de overige grondwatergebruikers treedt niet op. Grondmechanische effecten De maximaal berekende zetting bedraagt 12 mm. Deze geringe zetting en het daarmee gepaard gaande zettingsverhang veroorzaken geen schade aan gebouwen, funderingen, de nabijgelegen spoorbaan of wegen. Effecten op de grondwaterkwaliteit Het zoet-/brakgrensvlak wordt niet beïnvloed. Gezien de geringe temperatuurverschillen bij dit project worden hiervan geen significante effecten verwacht op de chemische en microbiologische samenstelling van het grondwater. Binnen m zijn geen ernstige verontreinigingen aanwezig /60326/LH 26 augustus

4

5 Inhoudsopgave Samenvatting Inleiding Systeembeschrijving Uitgangspunten Grondwatercircuit Energiebesparing en emissiereductie Geohydrologie Bodemopbouw Grondwaterstand en -stroming Grondwaterkwaliteit en -temperatuur Grondwatergebruikers Andere belanghebbenden Bodem- en grondwaterverontreinigingen Hydrologische effecten Uitgangspunten voor de berekeningen Beschrijving computerprogramma Schematisatie Stijghoogteveranderingen Invloed op verticale stroming Invloed op grondwatergebruikers Invloed op andere belanghebbenden Hydrothermische effecten Uitgangspunten voor de berekeningen Temperatuurveranderingen Invloed op overige grondwatergebruikers Grondmechanische effecten Uitgangspunten voor de berekeningen Zettingen /60326/LH 26 augustus

6 7 Effecten op de grondwaterkwaliteit Invloed van de temperatuur Waterkwaliteitsveranderingen in grondwatercircuit Invloed op het zoet-/brakgrensvlak Invloed op bodem- en grondwaterverontreinigingen Literatuur Figuren: 1.1 Projectlocatie 2.1 Principeschema van het energieopslagsysteem 2.2 Locatie van de bronnen 3.1 Isohypsenpatroon REGIS 4.1 Berekende stijghoogteveranderingen in het opslagpakket 4.2 Berekende stijghoogteveranderingen in het opslagpakket (cumulatief) 5.1 Berekende temperaturen in het opslagpakket 5.2 Berekende temperaturen in het opslagpakket (cumulatief) Bijlagen: 1 Kadastrale kaart met bronlocaties 2 Boorbeschrijving nabijgelegen systeem 3 Berekening van de zetting /60326/LH 26 augustus

7 1 Inleiding Het voornemen bestaat om energieopslag in de bodem toe te passen voor de duurzame klimatisering van het multifunctionele complex First. First bestaat uit een mix van kantoren, appartementen en voorzieningen, is gelegen aan de Weena tegenover Rotterdam Centraal Station en heeft de globale coördinaten x= en y= De projectlocatie is weergegeven in figuur 1.1. Figuur 1.1 Projectlocatie Het onttrekken en infiltreren van grondwater ten behoeve van de energieopslag is in het kader van de Waterwet vergunningplichtig. De vergunning dient bij de provincie te worden aangevraagd. De aanvraag dient voorzien te zijn van een studie naar de effecten van het energieopslagsysteem op de omgeving. Nabijgelegen systemen Bij het ontwerp van het grondwatersysteem is rekening gehouden met de aanwezigheid van omliggende vergunde systemen. De bronlocaties en de grootte van het grondwatersysteem zijn zo gekozen dat de beoogde energieopslag geen negatieve invloed heeft op de bedrijfsvoering en het rendement van deze energieopslagsystemen /60326/LH 26 augustus

8 Opzet effectennotitie De voorliggende effectenstudie geeft een overzicht van de effecten van de energieopslag op de bodem en het grondwater en omgevingsbelangen. De kenmerken en dimensionering van de energieopslag zijn beschreven in hoofdstuk 2. Teneinde inschattingen en berekeningen te kunnen maken van de effecten van de energieopslag zijn in hoofdstuk 3 de geohydrologie van de locatie en de omgevingsbelangen beschreven. De berekende hydrologische en hydrothermische effecten zijn beschreven in respectievelijk hoofdstuk 4 en 5. De grondmechanische effecten en de effecten op de grondwaterkwaliteit komen in respectievelijk hoofdstuk 6 en 7 aan de orde /60326/LH 26 augustus

9 2 Systeembeschrijving 2.1 Uitgangspunten Om lange termijn energieopslag in de bodem mogelijk te maken wordt een grondwatersysteem aangelegd. Het grondwatersysteem bestaat uit twee koude en twee warme bronnen waar grondwater aan kan worden onttrokken en in geïnfiltreerd. Tussen de warme en de koude bronnen worden transportleidingen aangelegd, waardoor grondwater van de warme naar de koude bronnen kan worden gepompt en omgekeerd. De transportleidingen worden door de technische ruimte geleid, waar de warmte of koude via warmtewisselaars wordt overgedragen van het grondwatersysteem aan het secundaire systeem. De werking van de energieopslag is schematisch weergegeven in figuur 2.1 en kan worden beschreven aan de hand van onderstaande bedrijfssituaties. Figuur 2.1 Principeschema van het energieopslagsysteem Verwarming Ten behoeve van de warmtelevering wordt grondwater uit de warme bronnen opgepompt. Het opgepompte grondwater staat zijn warmte via warmtewisselaars af aan het water in het secundaire circuit, waar het wordt gebruikt voor verwarming. Door de afgifte van warmte koelt het grondwater af. Het afgekoelde grondwater wordt vervolgens via de koude bronnen in de bodem geretourneerd en opgeslagen voor de zomerperiode /60326/LH 26 augustus

10 Koeling Als behoefte is aan koeling wordt grondwater opgepompt uit de koude bronnen. Het opgepompte grondwater staat zijn koude via warmtewisselaars af aan het water in het secundaire circuit, waar het wordt ingezet voor koeling. Het opgewarmde grondwater wordt vervolgens via de warme bronnen in de bodem geretourneerd en opgeslagen voor het winterseizoen. Verplaatste grondwaterhoeveelheden De maximale hoeveelheid grondwater die per jaar wordt verpompt bedraagt m³; in de zomer en de winter m³. In verband met preventief onderhoud van de bronnen worden deze een aantal keer per jaar gespuid. Bij deze actie wordt uit de bron enige tijd grondwater onttrokken met het maximale debiet. Per jaar zal niet meer dan m³ grondwater worden gespuid. De belangrijkste uitgangspunten voor de vergunningaanvraag van het energieopslagsysteem zijn in tabel 2.1 samengevat. Tabel 2.1 Uitgangspunten voor de energieopslag parameter eenheid winter zomer maximale waterhoeveelheid [m³/jaar] gemiddelde waterhoeveelheid [m³/jaar] maximaal debiet [m³/uur] gemiddelde infiltratietemperatuur [ C] 7 17 minimale/maximale infiltratietemperatuur [ C] 5 30 gemiddelde energiehoeveelheid [MWh t /jaar] Grondwatercircuit Het grondwater systeem bestaat uit vier bronnen (twee doubletten). De locaties van de bronnen zijn weergegeven in figuur 2.2. In bijlage 1 zijn de bronlocaties ingetekend op de kadastrale kaart. De afstand tussen de koude en warme bronnen bedraagt circa 120 m. Voor het bepalen van de effecten is in deze studie uitgegaan van een minimale filterlengte van 55 m per filter. Het warme en het koude filter zullen worden geplaatst in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket, in het traject van m-mv. De werkelijk geplaatste filterlengte en de definitieve filterstelling hangen af van de bodemopbouw ter plaatse van de bron. De precieze filterstelling is afhankelijk van het aantal en de locatie van slecht doorlatende lagen in bovengenoemd traject. Daardoor kan de werkelijk geplaatste hoeveelheid filterlengte groter zijn dan 55 m-mv. Voor de berekeningen in deze effectenstudie is een globale inschatting gemaakt van de boorgatdiameter van de bronnen. De grootte van de boorgatdiameter heeft geen invloed op de grootte van de effecten van de energieopslag op de omgeving /60326/LH 26 augustus

11 Het grondwatercircuit wordt luchtdicht en onder een overdruk ten opzichte van de atmosfeer gehouden, zodat geen lucht in het grondwatercircuit kan toetreden. 2.3 Energiebesparing en emissiereductie Voor het bepalen van de maximale energiebesparing en de maximale emissiereductie wordt de warmte- en koudelevering met energieopslag en warmtepompen vergeleken met een referentie situatie. Referentie situatie Normaal gesproken bestaat een referentiesituatie uit gasgestookte CV-ketels voor verwarming en elektrische compressiekoelmachines voor koeling. In het centrum van Rotterdam ligt echter stadsverwarming. Stadsverwarming levert net als energieopslag met warmtepompen op duurzame wijze verwarming. Derhalve wordt in de berekeningen aangenomen dat energieopslag met warmtepompen niet bijdraagt aan energiebesparing voor verwarming maar alleen voor koeling. Duurzame energievoorziening De koudevraag wordt volledig geleverd door het grondwatersysteem. Indien jaarlijks MWh t aan koude wordt geleverd met het grondwatersysteem in plaats van koelmachines, bedraagt de besparing in het primair aardgasverbruik m³ aardgasequivalenten per jaar. Dit komt neer op een primaire energiebesparing van 91%. Deze energiebesparing resulteert in een jaarlijkse emissiereductie van 462 ton (91%) koolstofdioxide (CO 2 ) en 122 kg (91%) stikstofoxiden (NO x ) /60326/LH 26 augustus

12

13 3 Geohydrologie 3.1 Bodemopbouw De bodemopbouw in de directe omgeving van de locatie is beschreven op basis van de volgende gegevens: a. Grondwaterkaart van Nederland; b. Regionaal Geohydrologisch Informatie Systeem (REGIS); c. Boorbeschrijvingen uit het archief van TNO Bouw en Ondergrond via DINOLoket; Representatieve boorbeschrijvingen: - B37F0183; - B37F0463; - B37H0984. d. Boorbeschrijvingen van het Groot Handelsgebouw (zie bijlage 2, alleen bron K3 is ter illustratie opgenomen, alle zes bronnen zijn echter beschouwd). Op basis van deze gegevens is de bodemopbouw geschematiseerd in een aantal watervoerende pakketten en scheidende lagen (tabel 3.1). Tabel 3.1 Geohydrologische schematisatie diepte [m-mv]* lithologie geohydrologische benaming doorlaatvermogen [m²/d] of weerstand [d] 0-17 klei, leem, veen deklaag d fijn tot zeer grof zand 1 e watervoerende pakket 250 m²/d klei met fijne zand lagen 1 e scheidende laag d zeer fijn tot matig grof zand 2 e /3 e watervoerende pakket m²/d * Het maaiveld bevindt zich op circa 1 m-nap. Met behulp van de formule van Shepherd [Lit. 1] en gegevens van pompproeven in Rotterdam is een gemiddelde doorlatendheid van het eerste en het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket bepaald. Op basis van de bovengenoemde boorbeschrijvingen is de weerstand van de deklaag en de eerste en tweede scheidende laag ingeschat. Hierbij is gezocht naar een balans tussen de boorbeschrijvingen van meest nabijgelegen energieopslagsysteem (Groot Handelsgebouw, 75 m ten noorden), de dichtstbijzijnde boringen uit DINOloket (afstand 500 m) en beschikbare informatie van verder weg gelegen gerealiseerde energieopslagsystemen in Rotterdam. Voor de weerstand is uitgegaan van gemiddeld 100 d/m voor klei, 65 d/m voor leem en 200 d/m voor veen /60326/LH 26 augustus

14 De weerstand van de deklaag ligt op basis van de beschikbare informatie tussen de 800 en dagen. De weerstand van de eerste scheidende laag wordt ingeschat tussen de dagen. 3.2 Grondwaterstand en -stroming Grondwaterstand De grondwaterstand op de locatie is gemiddeld 2,7 m-nap en varieert tussen 2,9 en 2,5 m-nap (peilbuis P , 50 m ten zuiden van de projectlocatie aan de West- Kruiskade). Over het algemeen is de grondwaterstand aan het einde van de zomer laag en aan het einde van de winter hoog. De stijghoogte in het eerste watervoerende pakket bedraagt gemiddeld 1,4 m-nap (B37F0540) en varieert tussen 1,6 en 1,3 m-nap. De stijghoogte in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket bedraagt circa 3 m-nap (boringen Groot Handelsgebouw). De variatie is onbekend; in de omgeving (3.000 m) zijn geen peilbuizen aanwezig met filters tot in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket. Horizontale stroming De snelheid van de regionale horizontale grondwaterstroming in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket bedraagt minder dan 5 m/jaar. Uit het isohypsenbeeld (zie figuur 3.1) volgt dat het grondwater in noordnoordoostelijke richting stroomt. Verticale stroming De verticale grondwaterstroming is bepaald met behulp van grondwater- en stijghoogtemetingen. Tabel 3.2 Stijghoogtegegevens pakket peilbuis h x [m-nap] deklaag P ,7 (grondwatermeetnet Rotterdam) eerste watervoerende pakket B37F0540 1,4 gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket boringen Groot Handelsgebouw 3,0 Op basis van de gemiddelde grondwaterstand en stijghoogtes in de watervoerende pakketten is de verticale stroming over de deklaag en de scheidende laag berekend. De opwaartse stroming door de deklaag bedraagt circa 4,6 mm/d, wanneer uitgegaan wordt van 800 dagen weerstand. De neerwaartse stroming door de eerste scheidende laag bedraagt circa 1,8 mm/d, wanneer uitgegaan wordt van dagen weerstand. Oppervlaktewater Op en in de omgeving van de projectlocatie is geen oppervlaktewater aanwezig /60326/LH 26 augustus

15 3.3 Grondwaterkwaliteit en -temperatuur Volgens REGIS is het grondwater in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket zout. Het zoet-/brakgrensvlak (chloridegehalte van 150 mg/l) bevindt zich op circa 10 m-mv in de deklaag. Het brak-/zoutgrensvlak (chloridegehalte mg/l) bevindt zich op circa 60 m-mv in de eerste scheidende laag. De temperatuur van het grondwater in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket bedraagt circa 13 C [Lit. 2]. 3.4 Grondwatergebruikers Bij de provincie is een overzicht opgevraagd van grondwatergebruikers binnen m van de projectlocatie. Uit het overzicht komt naar voren dat zich één permanente grondwatergebruiker binnen het invloedsgebied bevindt, die water onttrekt uit het eerste watervoerende pakket. Het gaat om een onttrekking (De Doelen) ten behoeve van koelwater op circa 370 m ten zuidoosten van de locatie met een maximaal debiet van 130 m³/uur en een waterhoeveelheid van m³/jaar. Verder bevinden zich een tiental permanente grondwatergebruikers in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket. Deze zijn opgenomen in onderstaande tabel. Tabel 3.3 bedrijfsnaam Grondwatergebruikers binnen m rondom de projectlocatie afstand en richting t.o.v. maximaal waterhoeveelheid projectlocatie debiet [m³/jaar] [m³/uur] Groot Handelsgebouwen 100 m ten noorden Caplypso 220 m ten zuidoosten Openbaarvervoer terminal 320 m ten noorden NSP Rotterdam Forum* 700 m ten zuidoosten Boijmans van Beuningen 900 m ten zuiden museum COM Wonen m ten oosten Gemeentelijke Archiefdienst m ten noordoosten Hogeschool Rotterdam m ten zuiden (museumpark) Markthal/ Blaak m ten zuidoosten Rotta Nova m ten zuidoosten Woontoren Laurenshof m ten zuidoosten Erasmus Medisch Centrum m ten zuiden Blaaktoren m ten zuidoosten * de vergunningprocedure loopt nog /60326/LH 26 augustus

16 3.5 Andere belanghebbenden Functiegebieden De projectlocatie is niet gelegen in een boringsvrije zone, grondwaterbeschermingsgebied of waterwingebied. De projectlocatie ligt niet in een Vogel- en/of Habitatrichtlijngebied of Milieubeschermingsgebied. Archeologie De projectlocatie bevindt zich in een gebied met een hoge trefkans voor archeologische sporen van een stadskern. Funderingen De locatie bevindt zich direct ten noorden van een gebied waar 5 tot 30 % van het aantal panden problemen heeft met houten paalfunderingen. Infrastructuur De locatie ligt 200 m ten zuiden van het Centraal Station van Rotterdam. Op circa 200 m van de locatie bevinden zicht spoorlijnen, metrolijnen en trambaan. Tevens ligt een tramlijn circa 40 m ten oosten van de locatie (RET). 3.6 Bodem- en grondwaterverontreinigingen Op basis van de internetsite van de Gemeentewerken Rotterdam is een inventarisatie van bodem- en grondwaterverontreinigingen in de omgeving van de projectlocatie gemaakt. Hieruit blijkt dat in een straal van m rondom de projectlocatie een aantal verontreinigde locaties aanwezig zijn. Deze verontreinigingen zijn niet ernstig of doorgedrongen tot in het eerste watervoerende pakket /60326/LH 26 augustus

17 4 Hydrologische effecten 4.1 Uitgangspunten voor de berekeningen Beschrijving computerprogramma Om de hydrologische effecten van de energieopslag te berekenen, is gebruik gemaakt van het hydrologische softwarepakket MLU for Windows (Multi Layer Unsteady state). Het MLU programma berekent op basis van een analytische oplossingsmethode de effecten van putstroming in afgesloten, gedeeltelijk afgesloten en freatische watervoerende pakketten. In het model wordt de bodemopbouw geschematiseerd tot een aantal homogene watervoerende en scheidende lagen. In MLU wordt de horizontale stromingscomponent in de watervoerende lagen berekend en de verticale stromingscomponent in de scheidende lagen. Meer informatie over MLU is te vinden op: Schematisatie De bodemopbouw in het model is gebaseerd op de geohydrologische schematisatie in tabel 3.1. Uitgangspunt is dat de bodemopbouw geldt voor het totale gemodelleerde gebied. In tabel 4.1 is deze schematisatie weergegeven. Tabel 4.1 Schematisatie bodemopbouw voor modellering met MLU diepte toelichting doorlaat- weerstand [m-mv] vermogen [m² /d] [d] 2,9* gesloten bovenrand - 2,9-3 fictief freatisch watervoerende pakket deklaag e watervoerende pakket e scheidende laag deellaag 2 e / 3 e watervoerende pakket boven bronfilter fictieve scheidende laag deellaag 2 e /3 e watervoerende pakket (opslagpakket) fictieve scheidende laag deellaag 2 e /3 e watervoerende pakket onder bronfilter > 240 hydrologische basis - * Uit stijghoogtemetingen in een nabijgelegen peilbuis (peilbuis P ) blijkt dat de laagstgemeten grondwaterstand 2,9 m-mv is /60326/LH 26 augustus

18 Deklaag Voor het berekenen van de effecten is voor de deklaag een weerstand aangenomen van 800 dagen (worstcase). In de deklaag (een scheidende laag) kunnen met MLU geen grondwaterstandveranderingen worden berekend (zie paragraaf 4.1.1). Het definiëren van een fictief watervoerend pakket is een gebruikelijke methode in grondwatermodellen om grondwaterstandveranderingen in de deklaag te kunnen berekenen. In werkelijkheid is deze laag niet aanwezig. De grondwaterstandveranderingen in de deklaag zijn berekend door voor het fictief freatisch watervoerende pakket een doorlaatvermogen van 10 m²/d in te voeren. Het doorlaatvermogen is gelijk aan het geschatte doorlaatvermogen in de deklaag. Eerste scheidende laag Voor het berekenen van de effecten is voor de eerste scheidende laag een weerstand aangenomen van dagen (worstcase). Gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket Omdat de filters van de bronnen slechts een gedeelte van het watervoerende pakket beslaan, is het pakket met behulp van fictieve scheidende lagen in een aantal sublagen onderverdeeld. In werkelijkheid zijn de fictieve lagen niet aanwezig. Door het onderverdelen van het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket in een aantal sublagen moet per sublaag een doorlaatvermogen worden ingevoerd. Aangenomen wordt dat de doorlatendheid ter hoogte van het filtertraject groter is dan in het overige pakket, aangezien de filters in de grove zandlagen zullen worden geplaatst. De weerstanden van de fictieve scheidende lagen zijn berekend met de formule: weerstand = D/k v, waarbij D de som is van de helft van de dikten van de boven- en onderliggende lagen en k v de verticale doorlatendheid. De verticale doorlatendheid in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket bedraagt circa 25 % van de horizontale doorlatendheid. Oppervlaktewater In de omgeving van de locatie is geen oppervlaktewater aanwezig. In het grondwatermodel is daarom een gesloten bovenrand (oneindige weerstand) gedefinieerd. Schematisatie in tijd Om de stijghoogte- en grondwaterstandveranderingen te berekenen is een stationaire berekening uitgevoerd, waarbij het systeem op maximaal debiet draait. Het maximale debiet in de winter en de zomer is 240 m³/uur. In de praktijk zal het energieopslagsysteem slechts gedurende een zekere periode op maximaal debiet draaien. De stationaire situatie met betrekking tot de grondwaterstand wordt daardoor niet bereikt. De resultaten van de berekeningen zijn daarom een overschatting van de werkelijk optredende effecten /60326/LH 26 augustus

19 4.2 Stijghoogteveranderingen De hydrologische berekeningen zijn uitgevoerd om inzicht te krijgen in de veranderingen van de grondwaterstand en de stijghoogten in de verschillende watervoerende pakketten ten gevolge van de energieopslag. Tevens is bepaald tot welke afstand in de omgeving van de energieopslag grondwaterstand- en stijghoogteveranderingen merkbaar zijn. Dit is het zogenaamde invloedsgebied, dat wordt gedefinieerd als het gebied waar de berekende veranderingen groter zijn dan 0,05 m. Effecten energieopslag In figuur 4.1 zijn de stijghoogteveranderingen in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket (opslagpakket) in de zomersituatie gepresenteerd. De maximale grondwaterstand- en stijghoogteveranderingen in de watervoerende pakketten zijn in tabel 4.2 weergegeven. De grootte van de invloedsgebieden in de verschillende pakketten worden in tabel 4.3 vermeld. In de zomer- en wintersituatie zijn de grondwater- en stijghoogteveranderingen even groot, maar tegengesteld. Tabel 4.2 Maximale grondwaterstand- en stijghoogteveranderingen watervoerende laag eenheid zomer- en wintersituatie freatisch [m] 0,04 1 e watervoerende pakket [m] 0,04 2 e /3 e watervoerende pakket (opslagpakket) [m] 4,9 De maximale verandering van de grondwaterstand en de stijghoogte in het eerste watervoerende pakket is kleiner dan 0,05 m. Derhalve zijn deze veranderingen niet in figuren weergegeven. Tabel 4.3 Grootte invloedsgebieden watervoerende laag eenheid zomer- en wintersituatie deklaag [m] - 1 e watervoerende pakket [m] - 2 e /3 e watervoerende pakket (opslagpakket) [m] Cumulatieve effecten Voor de berekening van de cumulatieve grondwaterstand- en stijghoogteveranderingen zijn de in paragraaf 3.5 genoemde grondwatergebruikers gemodelleerd, inclusief de grondwatersystemen van Hogeschool Rotterdam (Museumpark, Academieplein, P. de Hoochweg), de Gemeentelijke Archiefdienst, Erasmus Medisch Centrum, de Rotterdam, Maastoren, Cité, Kop van Zuid, UWV, Politie Rotterdam, HD projecten, COM wonen en Havenbaron. Het maximale cumulatieve effect bij het opslagsysteem van First bedraagt 4,7 m. De maximale stijghoogte- en grondwaterstandsverandering in het eerste watervoerende pakket en de deklaag bedragen in de cumulatieve situatie beide 1,04 m ter plaatse van First. Dit komt voornamelijk door de grondwateronttrekking in het eerste watervoerende pakket op circa 270 m afstand /60326/LH 26 augustus

20 Wanneer het model cumulatief doorgerekend wordt zonder de bronnen van First, bedragen de stijghoogte- en grondwaterstandverandering in het eerste watervoerende pakket, beide 1,06 m ter plaatse van First. Hieruit blijkt dat de effecten van het beoogde energieopslagsysteem op de cumulatieve situatie minimaal zijn voor het eerste watervoerende pakket en de deklaag. 4.3 Invloed op verticale stroming Gezien de zeer geringe effecten op de grondwaterstand en de stijghoogte in het eerste watervoerende pakket heeft de energieopslag geen invloed op de verticale grondwaterstroming door de deklaag. De neerwaartse verticale grondwaterstroming door de eerste scheidende laag bedraagt in de natuurlijke situatie 0,7 m per jaar. Als gevolg van de energieopslag treedt er een extra verticale stroming op van 1,6 m per seizoen. De grootte van de verticale stroming is in de zomer gelijk aan de winter, alleen de richting is tegengesteld. Derhalve is de nettoverplaatsing op jaarbasis gelijk aan de natuurlijke situatie. 4.4 Invloed op grondwatergebruikers Binnen het berekende hydrologische invloedsgebied van het beoogde energieopslagsysteem zich diverse andere energieopslagsystemen (zie figuur 4.1). De maximale stijghoogteverandering ter plaatse van deze energieopslagsystemen is weergegeven in tabel 4.4. De grootste grondwaterstandveranderingen treden op bij het nog niet gerealiseerde energieopslagsysteem van Calypso (0,57 m). De in de tabel weergegeven stijghoogteveranderingen zijn dermate gering dat deze in de praktijk geen effect hebben op de bedrijfsvoering en het rendement van de energieopslagsystemen. Tabel 4.4 Overzicht grondwatergebruikers en de stijghoogteveranderingen ten gevolge van het beoogde energieopslagsysteem bedrijfsnaam stijghoogteverandering [m] Calypso 0,57 Groot Handelsgebouw 0,46 Forum 0,12 Woontoren Laurenshof 0, hoog 0,07 Markthal/Blaak 0,07 Rotta nova 0,07 Museum Boijmans van Beuningen 0,06 Blaaktoren 0,06 OV Terminal 0, Invloed op andere belanghebbenden De berekende grondwaterstand- en stijghoogteveranderingen zijn zodanig klein (beide maximaal 0,04 m) dat geen droogte- of vernattingsschade optreedt. Ook van schade aan monumenten, archeologie, infrastructuur of openbaar groen zoals beschreven in hoofdstuk 3.5 is geen sprake /60326/LH 26 augustus

21 Funderingen De projectlocatie ligt direct ten noorden van een gebied waarin sommige panden problemen ondervinden met houten paalfunderingen. Zoals de stijghoogte berekeningen (paragraaf 4.2) aantonen is de invloed van het beoogde energieopslagsysteem op het eerste watervoerende pakket en de deklaag minimaal (maximaal 0,04 m). Tevens gaat het in het geval van energieopslag om een fluctuatie in de grondwaterstand, welke afhankelijk is van het seizoen. De energieopslag heeft niet een permanent daling van de grondwaterstand tot gevolg. Aangezien worstcase (oneindige onttrekking op maximaal debiet) is gerekend zullen de effecten in de praktijk minder zijn. Schade aan houten paalfunderingen als gevolg van de energieopslag zal derhalve niet optreden /60326/LH 26 augustus

22

23 5 Hydrothermische effecten 5.1 Uitgangspunten voor de berekeningen Het berekenen van de thermische effecten van de energieopslag is uitgevoerd met het programma HstWin-2D. Met het programma HstWin-2D kunnen warmte- en stoftransport worden berekend in een verzadigd 2-dimensionaal grondwatersysteem. De randvoorwaarden in het HstWin-2D-model zijn gebaseerd op de geohydrologische beschrijving in hoofdstuk 3. HstWin-2D simuleert de grondwaterstroming en het warmtetransport in één laag. De dikte van deze laag is gelijk gekozen aan de effectieve filterlengte (55 m). In deze berekening is het watervoerende pakket als afgesloten beschouwd (geen verticale voeding). Wel vindt warmte-uitwisseling met boven- en onderliggende lagen plaats door middel van geleiding. In tabel 5.1 zijn de belangrijkste geohydrologische en geothermische invoerparameters opgenomen die bij de berekeningen zijn gebruikt. De warmtegeleidingscoëfficiënten en de warmtecapaciteiten zijn ontleend aan de VDI 4640, Blatt 1/part 1 [Lit. 3]. Tabel 5.1 Modelschematisatie HstWin-2D laagnaam dikte [m] horizontale doorlatend heid [m/d] verhang [ ] warmtegeleidingscoëfficiënt [W/(mK)] geleidende toplaag ,7 2,5 opslagpakket ,38 2,4 2,5 geleidende onderlaag ,4 2,5 volumetrische warmtecapaciteit [MJ/(m³K)] Op basis van het onttrekkings-/infiltratiepatroon weergegeven in tabel 5.2 is het grondwatersysteem thermisch doorgerekend met het programma HstWin-2D. Tabel 5.2 Onttrekkings-/infiltratiepatroon (gemiddelde situatie) seizoen bedrijfstoestand onttrekken uit infiltreren in waterhoeveelheid [m³/jaar] winter warmtelevering W K lente rust zomer koudelevering K W herfst rust infiltratietemperatuur [ C] /60326/LH 26 augustus

24 5.2 Temperatuurveranderingen De koude bel is gedefinieerd als het gebied waarbinnen de grondwatertemperatuur in het opslagpakket minimaal 0,5 C lager is dan de natuurlijke grondwatertemperatuur. De warme bel is gedefinieerd als het gebied waarbinnen de grondwatertemperatuur in het opslagpakket minimaal 0,5 C hoger is dan de natuurlijke grondwatertemperatuur. De natuurlijke grondwatertemperatuur van het opslagpakket bedraagt 13 C. De berekende temperaturen na 20 jaar energieopslag zijn weergegeven in figuur 5.1. Het contourinterval is 0,5 C. Na 20 jaar is een temperatuurverandering van 0,5 C in het opslagpakket mogelijk tot maximaal 150 m vanaf de bronnen. 5.3 Invloed op overige grondwatergebruikers De thermische invloed van de nieuwe energieopslag van First op de bestaande energieopslag bij Groot Handelsgebouw en bij Calypso is bepaald door vier situaties te vergelijken: 1. energieopslag alleen bij Groot Handelsgebouw; 2. energieopslag bij Groot Handelsgebouw en First; 3. energieopslag alleen bij Calypso; 4. energieopslag bij Calypso en First. Een eventuele thermische beïnvloeding van de beoogde energieopslag op de bestaande energieopslagsystemen zal merkbaar zijn aan het temperatuurverloop van het onttrokken water uit de dichtstbijzijnde warme bron en koude bron bij Groot Handelsgebouw en bij de warme bron van Calypso. In figuur 5.2 is het temperatuurverloop van de dichtstbijzijnde warme bron en dichtstbijzijnde koude bron van Groot Handelsgebouw weergegeven voor situatie 1 en Groot Handelsgebouw - dichstbijzijnde warme en koude bron Temperatuur in C GHG_K3_referentie GHG_K3_cumulatief GHG_W3_referentie GHG_W3_cumulatief Tijd in jaren Figuur 5.2 Temperatuurverloop in de meest nabijgelegen warme en koude bron van Groot Handelsgebouw na 20 jaar energieopslag bij huidige en nieuwe situatie op basis van gemiddelde waterhoeveelheden /60326/LH 26 augustus

25 Uit de verlopen blijkt dat de temperatuur van het onttrokken water uit de dichtstbijzijnde warme bron van Groot Handelsgebouw aan het eind van het zomerseizoen maximaal 0,3 C lager is ten gevolge van de beoogde opslag bij First. Daarnaast is zichtbaar dat de temperatuur van de koude bron aan het eind van het winterseizoen maximaal 0,25 C lager is ten gevolge van de beoogde energieopslag. In figuur 5.3 is het temperatuur verloop in de warme bron van Calypso weergegeven voor situatie 3 en 4. Uit de verlopen blijkt dat de temperatuur van het ontrokken water uit de warme bron aan het eind van het zomerseizoen maximaal 0,1 C hoger is ten gevolge van het beoogde opslag bij First. Figuur 5.3 Temperatuurverloop in de warme bron van Calypso na 20 jaar energieopslag bij huidige en nieuwe situatie op basis van gemiddelde waterhoeveelheden Uit de berekeningen blijkt dat de onttrekkingtemperaturen in de bronnen van Groot Handelsgebouw en Calypso zeer beperkt worden beïnvloed door het opslagsysteem van First. In het geval van de koude bron van Groot Handelsgebouw en de warme bron van Calypso leidt de beïnvloeding tot een versterking van de koude, respectievelijke warme bel. Bij de dichtstbijzijnde warme bron van Groot Handelsgebouw vindt maximaal een temperatuurverlaging plaats van 0,3 C. Deze geringe temperatuurdaling van het grondwater bij één van de drie warme bronnen zal geen significant negatief effect hebben op het functioneren van de energieopslag. De overige in paragraaf 3.5 genoemde energieopslagsysteem liggen buiten het thermische invloedsgebied van de energieopslag van First. Derhalve worden deze niet thermisch beïnvloed door de energieopslag van het beoogde energieopslagsysteem van First /60326/LH 26 augustus

26 Geconcludeerd wordt dat het opslagsysteem van First geen significante thermische invloed heeft op de overige energieopslagsystemen in de omgeving /60326/LH 26 augustus

27 6 Grondmechanische effecten 6.1 Uitgangspunten voor de berekeningen De stijghoogteveranderingen als gevolg van de energieopslag kunnen een zekere zetting teweegbrengen. In welke mate deze zettingen daadwerkelijk optreden, hangt af van de zettingsgevoeligheid van de aanwezige bodemlagen en van de grootte van de stijghoogteveranderingen. Daarnaast zijn de eerder opgetreden bodembelastingen van belang. In de Nederlandse Norm Geotechniek van 1990 (NEN 6740) [Lit. 4] zijn normen opgenomen om een ongewenst verlies aan bruikbaarheid, schade of hoge onderhoudskosten aan infrastructuur en constructies te voorkomen. Volgens deze NEN-norm mag de zetting niet groter zijn dan 150 mm en mag het zettingsverhang (rotatie) niet groter zijn dan 1:300. Bij de aanwezigheid van ondiepe zettingsgevoelige bodemlagen, zoals een deklaag, kunnen verschillen in de samenstelling van de betreffende laag aanleiding geven tot verschilzettingen aan maaiveld. Wanneer de veroorzaakte zetting in de deklaag groter is dan 15 mm, dan kunnen effecten van betekenis optreden [Lit. 5]. De mogelijke zetting van de bodem is berekend met de formule van Koppejan. Hiervoor is de bodem geschematiseerd conform tabel 4.1. De zettingsconstanten zijn ontleend aan NEN-blad bladzijde 20 [Lit. 4]. Via deze methode wordt een eindzetting berekend, dat wil zeggen een zetting die zal optreden bij een onttrekking van oneindig lange duur. Voor de deklaag en de eerste scheidende laag is een tijdsafhankelijke berekening van de zetting [Lit. 6] uitgevoerd, omdat deze laag het grootste aandeel in de totale zetting heeft (zie bijlage 3). Om de zetting op een locatie te kunnen berekenen dienen de ter plaatse optredende grondwaterstand- en stijghoogteveranderingen in de formule te worden ingevoerd. Deze zijn voor de verschillende lagen berekend met MLU bij het maximale debiet (zie hoofdstuk 4). Aangezien de berekende stijghoogteveranderingen enigszins een overschatting zullen zijn van de werkelijke effecten, is de berekende zetting eveneens in enige mate een overschatting van de werkelijk optredende zetting. In de berekening is geen rekening gehouden met de uitdempende effecten die de lagen tussen 35 m-mv (= top scheidende laag) en het funderingsniveau hebben op de zettingen op funderingsniveau. Deze effecten zullen direct rond de bronnen de absolute grootte van de zetting op funderingsniveau en het zettingsverhang verminderen /60326/LH 26 augustus

28 6.2 Zettingen Op basis van de bovengenoemde uitgangspunten is een maximale totaalzetting van 12 mm berekend voor het gebied direct naast de bronnen (zie bijlage 3). Aan de rand van het berekende hydrologische invloedsgebied bedraagt de berekende maximale totaalzetting 2 mm. Het zettingsverhang bedraagt in de directe nabijheid van de bronnen (binnen 10 m rondom de bronnen) maximaal 1 m per m. Deze geringe zetting, welke hoofdzakelijk plaatsvindt in de scheidende laag op m- mv, en de daarmee gepaard gaande verschilzetting veroorzaakt geen schade aan gebouwen, funderingen, wegen of constructies. Het energieopslagsysteem is gelegen nabij het station van Rotterdam en nabij een tramlijn. De tramlijn is het meest nabijgelegen en ondervindt de grootste stijghoogteverandering. Derhalve zijn voor de tramlijn zettingsberekeningen gedaan. De maximale totaalzetting ter hoogte van de tramlijn bedraagt 8 mm. Het zettingsverhang bedraagt maximaal 1 m per m. De norm voor zetting bij een tramspoor is niet bekend. Daarom wordt de berekende zetting vergeleken met de norm die ProRail hanteert voor het spoor. Deze norm bedraagt een maximaal zettingsverhang van 1 m per m. Het berekende zettingsverhang van 1 m per m zal derhalve geen schade aan het tramspoor veroorzaken. Uit de cumulatieve hydrologische berekeningen blijkt dat de cumulatieve stijghoogte veranderingen in het eerste watervoerende pakket en de deklaag zonder First groter zijn dan met het beoogde systeem van First (1,04 m met First en 1,06 m zonder First). De cumulatieve theoretische zettingen zijn derhalve kleiner dan de huidige vergunde situatie /60326/LH 26 augustus

29 7 Effecten op de grondwaterkwaliteit 7.1 Invloed van de temperatuur Een verandering van de temperatuur van het grondwater kan het chemisch evenwicht van reacties veranderen. In het kader van onderzoek naar warmteopslag in de bodem is veel onderzoek gedaan naar het gedrag van water en sediment bij verwarming. Uit deze onderzoeken is gebleken dat de invloed van de temperatuurverandering die optreedt bij energieopslag (in het algemeen minder dan 10 C) op de watersamenstelling veelal verwaarloosbaar klein is [Lit. 5, 7]. Een toename van de temperatuur kan een versnelde groei van micro-organismen veroorzaken, een daling van de temperatuur een vertraagde groei. Echter van groot belang voor de groei van micro-organismen is het voedselaanbod. Dit voedselaanbod bestaat uit het gedeelte van het organisch koolstof dat door micro-organismen afbreekbaar is (AOCgehalte: Assimileerbaar Organisch Koolstof). De watervoerende pakketten die in Nederland gebruikt worden voor energieopslag zijn over het algemeen oligotroof (voedselarm) [Lit. 7]. Dit verklaart mede de lage microbiologische activiteit die geconstateerd is bij in Nederland uitgevoerde energieopslagprojecten. Ook komen in de Nederlandse ondergrond over het algemeen geen pathogenen voor, aangezien het zand in de Nederlandse ondergrond een filterende werking heeft voor deze organismen [Lit. 8]. In een rapport over de effecten van temperatuurveranderingen op de grondwaterkwaliteit [Lit. 7] zijn vier onderzoeken naar pathogene micro-organismen en vier onderzoeken naar de invloed op de natuurlijke grondwaterflora samengevat. Het temperatuurbereik waarvoor onderzoek is verricht ligt tussen 6 C en meer dan 100 C. Bij geen van de beschreven onderzoeken is een toename van pathogene micro-organismen gevonden, waarbij onder andere onderzoek is gedaan naar legionella, colibacteriën, thermotolerante bacteriën en faecale streptokokken. Wel blijkt dat de verstoring van de bodem tijdens het boren van de bronnen tijdelijk een sterk stimulerende werking kan hebben op de groei van micro-organismen doordat bij het boren voedsel beschikbaar komt. Na enige tijd zakt het aantal micro-organismen weer naar het oorspronkelijke niveau. Uit de onderzoeken naar de gevolgen van temperatuurveranderingen op de chemische en microbiologische processen in het grondwater, blijkt dat het effect van temperatuurveranderingen op de grondwaterkwaliteit bij de meeste praktijkexperimenten kleiner is dan de variatie in de kwaliteit van het toestromende grondwater. Ook bij dit project zal de kwaliteit van het grondwater niet negatief worden beïnvloed door de temperatuurveranderingen /60326/LH 26 augustus

30 7.2 Waterkwaliteitsveranderingen in grondwatercircuit Het grondwatercircuit zal van het gebouwcircuit door middel van warmtewisselaars volledig gescheiden worden gehouden. Het gebouwcircuit wordt gevuld met drinkwater. Indien door slijtage aan de warmtewisselaar een lekkage zou ontstaan waarbij water van het secundaire circuit naar het grondwatercircuit zou kunnen lekken, zal dit direct worden gesignaleerd door een drukdaling in het secundaire circuit. Overigens komt het grondwater alleen in aanraking met leidingen, pompen en andere standaard componenten. Deze componenten bestaan uit HDPE, PVC, roestvast staal, brons, rubber en kunststof coatings. Deze materialen zullen geen significante verandering in de samenstelling van het grondwater teweeg brengen [Lit. 5]. Bovendien wordt het grondwatercircuit luchtdicht en onder overdruk gehouden, zodat contact van het grondwater met de atmosfeer is uitgesloten. Dit betekent dat het in het grondwater aanwezige ijzer in oplossing zal blijven. In het grondwatercircuit ontstaat derhalve geen verandering van de grondwaterkwaliteit. 7.3 Invloed op het zoet-/brakgrensvlak Gezien de afstand en de aanwezigheid van een goed ontwikkelde scheidende laag tussen de bronfilters en het zoet-/brakgrensvlak, zal deze niet worden beïnvloed door de energieopslag. 7.4 Invloed op bodem- en grondwaterverontreinigingen Gezien de zeer geringe effecten op de stijghoogte in het ondiepe watervoerende pakket en de deklaag zullen eventuele aanwezige verontreinigingen in de deklaag of het ondiepe pakket niet worden aangetrokken of verplaatst ten gevolge van de beoogde energieopslag /60326/LH 26 augustus

31 Literatuur [1] Shepherd, R.G., Correlations of permeability and grain size. Ground Water. Volume 27. Issue 5. [2] Stolk, P., Analyse van temperatuurmetingen in de Nederlandse ondergrond ( m beneden maaiveld) in relatie tot hydrologische en meteorologische omstandigheden in heden en verleden. IF Technology/Vrije Universiteit. Arnhem en Amsterdam. [3] VDI, VDI-Richtlinien. Thermische Nutzung des Untergrundes. Grundlagen, Genehmigungen, Umweltaspekte. Düsseldorf. [4] NEN, Geotechniek Basiseisen en belastingen + Wijzigingsblad NEN 6740/A1 (1997). Nederlandse Norm. [5] IF Technology en Krachtwerktuigen, Koudeopslag in de bodem. Vergunningverlening in het kader van de Grondwaterwet. Arnhem, Amersfoort. [6] Drijver, drs. B.C., Zettingen bij afwisselend onttrekken/infiltreren en variërende onttrekkingen. H2O. Volume 18. [7] IF Technology, Temperatuureffecten op grondwaterkwaliteit. Samenvatting bestaande kennis. Rapport in opdracht van NOVEM. Arnhem. [8] Heidemij Adviesbureau, Literatuurstudie micro-biologische aspecten van de toepassing van warmteopslag in aquifers. Arnhem /60326/LH 26 augustus

32 Figuren /60326/LH 26 augustus 2011

33 K2 K1 W1 W Project: Energieopslag First te Rotterdam Datum: A: B: Onderwerp: Locaties van de bronnen Figuur: 2.2 Status: definitief Stadium: effectenstudie Referentie: 60326/LH Getek.: JU Schaal: - Maat: m Form.: A4

34 Isohypsenkaart NL (REGIS I)* Projectlocatie LEGENDA: WVP 1 WVP 2 WVP 3 *stijghoogte in m +NAP op 25 april 1995 Project: Energieopslag First te Rotterdam Onderwerp: Figuur: 3.1 Isohypsenpatroon 1e, 2e en 3e watervoerende pakket Bron: Regis-I Status: definitief Stadium: effectenstudie Datum: A: B: Referentie: 60326/LH Getek.: JU Schaal: - Maat: m Form.: A4

35 Politie Rotterdam-Rijnmond Gemeentelijke Archiefdienst COM Wonen OV Terminal Groothandelsgebouwen Stadswonen De Doelen Laurenshof Calypso Markthal Blaaktoren Forum 100Hoog Museum Boijmans van Beuningen Hogeschool Rotterdam EMC Hogeschool Rotterdam De Havenbaron HD Projecten Maastoren Cité Hogeschool Rotterdam De Rotterdam Kop van Zuid Topografische Dienst Kadaster, Emmen [2011] Datum: Project: Energieopslag First te Rotterdam Onderwerp: Berekende stijghoogteveranderingen in het opslagpakket A: B: Figuur: 4.1 Status: definitief Stadium: effectenstudie Referentie: 60326/LH Getek.: JU Schaal: - Maat: m Form.: A4 UWV

36 Topografische Dienst Kadaster, Emmen [2011] Datum: Project: Energieopslag First te Rotterdam Onderwerp: Berekende stijghoogteveranderingen in het opslagpakket (cumulatief) A: B: Figuur: 4.2 Status: definitief Stadium: effectenstudie Referentie: 60326/LH Getek.: JU Schaal: - Maat: m Form.: A4

37 situatie einde zomer situatie einde winter Topografische Dienst Kadaster, Emmen [2011] Project: Onderwerp: Energieopslag First te Rotterdam Berekende temperaturen in het opslagpakket Datum: A: B: Figuur: 5.1 Status: definitief Stadium: effectenstudie Referentie: 60326/LH Getek.: JU Schaal: - Maat: m Form.: A4

38 situatie einde zomer situatie einde winter Topografische Dienst Kadaster, Emmen [2011] Project: Energieopslag First te Rotterdam Onderwerp: Figuur: 5.2 Berekende temperaturen in het opslagpakket (cumulatief) Status: definitief Stadium: effectenstudie Datum: A: B: Referentie: 60326/LH Getek.: JU Schaal: - Maat: m Form.: A4

39 Bijlage 1 Kadastrale kaart met bronlocaties /60326/LH 26 augustus 2011

40 koude bronnen warme bronnen Project: Onderwerp: Energieopslag First te Rotterdam Kadastrale kaart met bronlocatie Datum: A: B: Bijlage: 1 Status: definitief Stadium: effectenstudie Referentie: 60326/LH Getek.: JU Schaal: Maat: Form.: A4

41 Bijlage 2 Boorbeschrijving van een nabijgelegen systeem /60326/LH 26 augustus 2011

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56 Bijlage 3 Berekening van de zetting (tijdsafhankelijk) /60326/LH 26 augustus 2011

57 Zettingsberekening Versie 29 september 2004 Berekening van eindzetting volgens de methode van Koppejan (combinatie van Terzaghi en Keverling Buisman) Projectnaam: Projectnummer: Datum berekening: Opmerking(en): First zetting nabij de bronnen; de zetting voor klei is tijdsafhankelijk berekend. GLG: 2,9 m-mv Gebruikte formule van Terzaghi: D s k Ds k z ln C s De methode van Koppejan is een combinatie van de formules van Terzaghi en Keverling Buisman. De gecombineerde forumule luidt: p [m-mv] [m] [-] [-] [-] [kg/m3] [N/m²] [N/m²] [mm] C s k Materiaal diepte Dikte H Cp Cs Conein r sk Dsk Z Bron: Grondmechanica met beginselen van de 0 funderingstechniek. Uitgeverij Waltman, Delft, Onverz.zone 3 0, (in CT-Bieb te vinden onder ct.stud.002) Klei , ,15 1 Deze formule kan worden omgeschreven naar de formule van Terzaghi door een C onein te Zand 18 0, ,00E ,58 0 definieren en voor t een waarde van dagen (= ca. 30 jaar) in te vullen, zodat log t gelijk is aan 4: Klei , Zand 5 2, ,00E , C onein C p C s Zand 55 4, ,00E , De verkregen waarde voor C onein kan worden ingevuld in de formule van Terzaghi. Zand 90 0, ,00E , D sk Ds k z ln C onein sk k 1 z D ( C log t sk Ds k ) ln s Verklaring van de parameters: symbolen verklaring eenheid D = Dikte [m] H = Stijghoogteverandering [m] Cp = Primaire zettingsconstante [-] Cs = Seculaire zettingsconstante [-] Conein = Totale zettingsconstante [-] r = Bulkdichtheid [kg/m 3 ] sk = Korrelspanning [N/m 2 ] Dsk = Verandering korrelspanning [N/m 2 ] Z = Zetting [mm] GLG = Gemiddelde laagste grondwaterstand [m-mv] Totale zetting [mm] 12 IF Technology bv Zettingsberekening1-a

58 Diepte vanaf onderzijde kleilaag [%] Zettingsberekening Tijdsafhankelijke berekening van de maximale zetting; versie datum: 29 september 2004 Projectnaam: First Projectnummer: Datum: 12-aug-11 Bijlage: 3 Opmerking(en): tijdsafhankelijke zettingsberekening voor de deklaag Parameters bovenzijde scheidende laag 3 m-mv onderzijde scheidende laag 17 m-mv GLG 2,9 m-mv verlaging aan bovenzijde 0,01 mwk verlaging aan onderzijde 0,02 mwk primaire zettingsconstante Cp 15 seculaire zettingsconstante Cs 160 samendrukkingsconst. C_oneindig 10,91 doorlatendheid (vert.) kv 2,00E-09 m/s = 0, m/d volumegewicht van water 1000 kg/m3 verzadigd volumegewicht bovenliggende lagen 2000 kg/m3 tijdstip ti 140 d = 0,38 j Enkelzijdig gedeelte eindzetting 0,48 mm hydrodynamische periode 7,84E+03 d = 21,49 j zetting op t=ti 31 % van eindzetting zetting op t=ti 0,15 mm Dubbelzijdig gedeelte eindzetting 1,24 mm hydrodynamische Periode Th 5,02E+03 d = 13,75 j zetting op t=ti 30 % van eindzetting zetting op t=ti zt = 0,38 mm Berekening zetting na oneindig lange belasting zetting op t = ti 1,72 mm 0,53 mm Verandering Korrelspanning [mwk] ,005 0,01 0,015 0,02 0, Situatie t = ti Evenwichtssituatie

59 Diepte vanaf onderzijde kleilaag [%] Zettingsberekening Tijdsafhankelijke berekening van de maximale zetting; versie datum: 29 september 2004 Projectnaam: First Projectnummer: Datum: 10-aug-11 Bijlage: 3 Opmerking(en): tijdsafhankelijke zettingsberekening voor de scheidende laag Parameters bovenzijde scheidende laag 35 m-mv onderzijde scheidende laag 90 m-mv GLG 2,9 m-mv verlaging aan bovenzijde 0,02 mwk verlaging aan onderzijde 2,448 mwk primaire zettingsconstante Cp 50 seculaire zettingsconstante Cs 600 samendrukkingsconst. C_oneindig 37,50 doorlatendheid (vert.) kv 2,50E-09 m/s = 0, m/d volumegewicht van water 1000 kg/m3 verzadigd volumegewicht bovenliggende lagen 1900 kg/m3 tijdstip ti 140 d = 0,38 j Enkelzijdig gedeelte eindzetting 27,52 mm hydrodynamische periode 5,77E+03 d = 15,81 j zetting op t=ti 39 % van eindzetting zetting op t=ti 10,69 mm Dubbelzijdig gedeelte eindzetting 0,54 mm hydrodynamische Periode Th 3,43E+03 d = 9,40 j zetting op t=ti 34 % van eindzetting zetting op t=ti zt = 0,18 mm Berekening zetting na oneindig lange belasting zetting op t = ti 28,05 mm 10,87 mm Verandering Korrelspanning [mwk] ,5 1 1,5 2 2, Situatie t = ti Evenwichtssituatie