Conceptuele werking van inzetten van pompschepen als maatregel om zoutindringing te reduceren.

Transcriptie

1 Notitie / Memo HaskoningDHV Nederland B.V. Rivers, Deltas & Coasts Aan: Pedja Zivojnovic, Cor van der Schelde (HbR) Van: Johan Henrotte, Peter de Vries Datum: Kopie: Mathijs van Ledden, Marcel Bakker, Hans van Leeuwen, Thomas Vijverberg Ons kenmerk: RDCBE2728N001F01 Classificatie: Open Onderwerp: Conceptuele werking van inzetten van pompschepen als maatregel om zoutindringing te reduceren. 1 Inleiding Royal HaskoningDHV heeft op de Waterbouwdag van 2014 een prijs gewonnen voor het innovatieve concept van pompschepen [1,2]. Kern van het idee is om op een flexibele manier de zoutindringing in riviermondingen tegen te gaan door inzet van pompschepen. Deze schepen pompen relatief zout water van nabij de bodem en dit water wordt nabij het oppervlak weer in het water gelaten. Hierdoor wordt de menging bevorderd en vindt er met name tijdens de eb fase van het getij ook extra zeewaarts transport plaats van zout water waardoor de zoutindringing vermindert. Royal HaskoningDHV is na deze presentatie op de Waterbouwdag verder gegaan met het uitwerken van dit concept inzetten van pompschepen als maatregel om zoutindringing te reduceren. Naast het uitwerken van het concept als geheel zijn er onder andere conceptuele berekeningen gedaan met een numeriek model om te onderzoeken in hoeverre het concept pompschepen als kansrijk kan worden beschouwd. Resultaten van deze conceptuele berekeningen zijn op 25 augustus 2015 gepresenteerd aan HbR. Tijdens dit overleg is geconcludeerd dat de resultaten voldoende positieve aanknopingspunten bieden om het concept een stapje dieper uit te werken. HbR is op dit moment bezig met de afronding van het MER Verdieping Nieuwe Waterweg. In dit document zullen mogelijke oplossingen die de toename in zoutindringing kunnen reduceren beschreven worden. Het gaat daarbij om maatregelen die zich in de praktijk bewezen hebben maar ook om innovatieve maatregelen waarvan de daadwerkelijke effectiviteit nog verder aangetoond moet worden. Het concept pompschepen is er één van. Omdat het hier om een relatief nieuw idee gaat is er nog geen achtergrondinformatie beschikbaar waar vanuit het MER naar verwezen kan worden. Het doel van deze notitie is dan ook om de kennis en ervaring die op het gebied van pompschepen is opgedaan door Royal HaskoningDHV samen te vatten. Er zal eerst een algemene beschrijving gegeven worden over het concept pompschepen, de werking en de voor- en nadelen voor het toepassen van deze methode. Vervolgens zullen de opzet, uitvoering en resultaten van de conceptuele hydraulische berekeningen beschreven worden, waarna er een aantal hoofdconclusies wordt samengevat en aanbevelingen worden gedaan voor vervolgonderzoek RDCBE2728N001F01 1/14

2 Historie van het concept pompschepen Februari 2013 Tijdens denktanksessies van Rijkswaterstaat over de haalbaarheid van een bellenscherm in de Nieuwe Waterweg komt Marcel Bakker (RHDHV) met het eerste idee over het mengen van zoet en zout water met behulp van schepen. Het idee van pompschepen is verder in beheer van RHDHV uitgewerkt. Juli 2014 Deelname Delta Water Award met het idee pompschepen onder de naam Pompen of Verzilten. In de halve finale strandt het idee. November 2014 Deelname Zeepkistpresentaties Waterbouwdag. Peter de Vries (RHDHV) presenteert het idee en het publiek verkiest de pompschepen als winnaar van de pitchwedstrijd (geldprijs 3000,-). Februari 2015 Artikel in tijdschrift Civiele Techniek [5]. 26 Februari 2015 Overleg RHDHV met RWS WVL (Tom van der Wekken, Yann Friocourt ) over het concept pompschepen. 20 Mei 2015 Overleg RHDHV met Havenbedrijf Rotterdam over het concept pompschepen. HbR heeft in dit overleg aangegeven nog niet voldoende overtuigd te zijn van de effectiviteit van het concept. RHDHV heeft besloten in eigen beheer aanvullende onderzoeken uit te voeren. Juni 2015 Artikel in tijdschrift Land + Water [10]. Jun-Aug 2015 Een aantal conceptuele berekeningen met een numeriek model zijn in beheer van RHDHV gedaan om te onderzoeken in hoeverre het concept pompschepen als kansrijk kan worden beschouwd. 25 Augustus 2015 overleg tussen RHDHV met Havenbedrijf Rotterdam waarin RHDHV de bevindingen van de door hun uitgevoerde conceptuele berekeningen heeft gepresenteerd. Tijdens dit overleg is geconcludeerd dat de resultaten voldoende positieve aanknopingspunten bieden om het concept een stapje dieper uit te werken. September 2015 Rapportage over RHDHV s concept van pompschepen in opdracht van Havenbedrijf Rotterdam voor MER Verdieping Nieuwe Waterweg. November 2015 Svašek heeft een aantal verkennende berekeningen uitgevoerd met het Operationeel Stromingsmodel Rotterdam (OSR) om de conceptuele berekeningen van RHDHV te verifiëren. 2 Beschrijving van het concept pompschepen In de Nieuwe Waterweg is er sprake van menging van zout zeewater met zoet rivierwater vanuit de rivier. Het zoutgehalte in het water neemt langzaam toe richting zee. Vanwege het dichtheidsverschil tussen zout en zoet water is het water in de bovenlaag ook zoeter dan het water nabij de bodem. Deze horizontale en verticale verschillen (of gradiënten) in zoutgehalte zijn niet statisch maar variëren in de tijd als gevolg van de getijdewerking en de rivierafvoer. Vooral bij een lage rivier afvoer kan het zoute zeewater verder landinwaarts dringen. In die situatie is de remmende kracht van de rivier kleiner om het zoute zeewater tegen te houden. Het probleem wordt merkbaar wanneer zoetwaterinnamepunten worden bereikt. Landbouw, drinkwatervoorzieningen, maar ook de procesindustrie kunnen niet zonder zoet water en ontzilten is duur. Een economische oplossing voor dit probleem kan een tijdelijke inzet van pompschepen zijn. Het idee van de pompschepen is simpel en robuust. Zout water wordt nabij de bodem aangezogen en vervolgens in een drijvende bak (pontons) ter grootte van een half voetbalveld gespoten om daar te mengen met het zoete water. Vervolgens sijpelt het water via de poreuze bodem langzaam in de hogere, zoetere RDCBE2728N001F01 2/14

3 waterlaag van de uitstromende rivier. Door de energie van de uitstromende rivier wordt er goed gemengd, waardoor de zoutindringing gehinderd wordt en dus minder ver landinwaarts kan dringen. Figuur 1: Conceptuele weergave verzilting (links) en werking pompschepen (rechts) Een duw- of sleepboot fungeert als pomp door eerst met drie pontons een U te vormen. De boot wordt in de U-vorm gevaren. Aan de onderzijde hangt een bundel van pijpen die het zoute water opzuigen bij de bodem. De open zijde van de U-vorm (achterkant boot) wordt dichtgemaakt met een plaat waar alleen pijpen doorsteken die bijna tot over de schroeven van de boot reiken. Door het wegstuwen van het water ontstaat er een onderdruk welke voldoende is om het zoute water onder aan de pijpenbundel aan te zuigen. Het water komt vervolgens in de drijvende bak (pontons) ter grootte van een half voetbalveld waarin het kan mengen met het zoete water en sijpelt via de poreuze bodem langzaam in de hogere, zoetere waterlaag van de uitstromende rivier. De pompschepen liggen net buiten de vaargeul en zuigen het zoute water op onderuit de waterkolom. Figuur 2: Doorsnede pompschip RDCBE2728N001F01 3/14

4 half voetbalveld Figuur 3: Bovenaanzicht pompschip Rijkswaterstaat kan een week van tevoren voorspellen of de indringing van het zoute water te veel landinwaarts komt. Binnen deze tijd zullen de (huur)pontons met hulpstukken voor de onderzijde en achterzijde gemonteerd en wel op hun plek moeten liggen. De inzet is dus zeer flexibel te maken in het aantal boten, maar ook wat betreft de locatie in de rivier. Afhankelijk van de situatie is er een optimale plek aan te wijzen om te mengen. En afhankelijk van de zoutindringing landinwaarts wordt het aantal in te zetten pompschepen bepaald. 3 Hydraulische analyse concept pompschepen Een eerste stap in de nadere uitwerking van het concept is om te onderzoeken in hoeverre het concept pompschepen als kansrijk kan worden beschouwd vanuit een hydraulisch oogpunt. Om hier een eerste grove schatting voor te maken zijn er conceptuele berekeningen uitgevoerd met een numeriek model. Doel van deze aanpak was om op een relatief simpele wijze in beeld te brengen: 1) Of onttrekken onder in de waterkolom en het opnieuw lozen bovenin de waterkolom effectief is als maatregel om zoutindringing te reduceren, en; 2) Een orde grootte geven van hoeveel pompschepen er nodig lijken te zijn om het effect van verdieping van de Nieuwe Waterweg met 1m 1 op zoutindringing te mitigeren. 3.1 Beschrijving van het conceptuele Delft3D model Er is gekozen om een sterk geschematiseerd conceptueel Delft3D model op te zetten met de volgende eigenschappen: Rekenrooster: Het model bestaat uit een rechthoekig rekenrooster (26x400 cellen). Het model is in 3D opgezet met een uniforme verticale verdeling van 10 lagen, waarbij elke laag 10% van de waterdiepte bedraagt (sigma verdeling). De breedte van het model is orde 500m en de lengte 60 km. Bodem: De bodem is geschematiseerd als een trapjeslijn (zie Figuur 4 en Figuur 5). Hierbij varieert de diepte van 16 m tot 8m onder NAP, en is uniform over de breedte van de rivier geschematiseerd. De huidige bodemligging wijkt op veel plaatsen af van de trapjeslijn. Deze eenvoudige schematisatie is gekozen als conceptueel model om een eerste indruk te krijgen van het effect van pompschepen. 1 Er zijn plannen om de Nieuwe Waterweg en de Nieuwe Maas tussen de monding en de monding te verdiepen [11]. Binnen deze studie is een verdieping van dit deel met circa 1 m aangehouden. RDCBE2728N001F01 4/14

5 Figuur 4:Trapjeslijn rond de periode van aanleg [3] Figuur 5: Langsdoorsnede bodemschematisatie conceptueel Delft3D model met in zwart de referentiebodem en in rood de verdiepte bodem. Modelranden: Er is gekozen om aan de westzijde (zeezijde) alleen een M2-getij op te leggen, dit om sneller een dynamisch evenwicht te bereiken. Aan de oostzijde is gekozen om een constant debiet op te leggen van 700 m 3 /s op de Nieuwe Waterweg. Dit komt overeen met een droogtesituatie die tussen de 1/1 jaar en 1/10 jaar voorkomt. De pompschepen zijn geschematiseerd als een aantal onttrekkingen onderin de waterkolom (in laag 9 van de verticaal) en lozingen bovenin de waterkolom (in laag 1) op 10 km van de zeerand. Dit komt overeen met kilometernummer 1022 in Figuur 4. Tijdschaal: De berekeningen zijn uitgevoerd voor een looptijd van ongeveer een maand om ervoor te zorgen dat het model volledig is ingespeeld. De resultaten van de berekeningen worden op twee manieren gepresenteerd: 1) het zoutgehalte (in ppt) in de langsdoorsneden waarbij de maximale concentratie in de tijd is gepresenteerd, en 2) het zoutgehalte in de tijd voor een zestal locaties (bovenin (laag 2) en beneden (laag 9) in de waterkolom op 12km, 23 km en 38 km afstand van de zeerand). Er zijn een aantal situaties doorgerekend, waarbij gevarieerd is met de bodem (met en zonder verdieping van de Nieuwe Waterweg met 1m, zie Figuur 5) en met de inzet van de pompcapaciteit van de pompschepen (0 m 3 /s, 300 m 3 /s, 600 m 3 /s en 3000 m 3 /s). RDCBE2728N001F01 5/14

6 Figuur 6: Schematische weergave van dwarsdoorsnede van het conceptuele delft3d model, de locatie van onttrekking en lozing in rood en de uitvoerpunten in zwart 3.2 Beperkingen van de aanpak Ondanks dat een conceptuele analyse met een numeriek model veel inzicht kan geven in de werking en effectiviteit van een maatregel, dient wel rekening gehouden te worden met de beperkingen die deze aanpak met zich meebrengt. Beperkingen waar in verdere analyses rekening mee gehouden dient te worden, zijn: De topografie en geometrie van de Nieuwe Waterweg is in het conceptueel model zeer sterk geschematiseerd als een lang recht kanaal. Dit betekent dat lokale effecten van havenbekkens, zij instromen, rivierbochten etc. niet zijn meegenomen in het model. Vergelijken van modelresultaten op bepaalde locaties met daadwerkelijke geografische locaties is daarom niet mogelijk. De bodem is zeer schematisch aangenomen, zowel in de lengte (getrapt) als in de breedte (uniform). In werkelijkheid verloopt dit veel grilliger en zal er een talud aan weerszijden van de rivier aanwezig zijn. Dit kan effect hebben op de mate van zoutindringing. De daadwerkelijke situatie en positie van de zoutverdeling in de Nieuwe Waterweg zal behoorlijk verschillen van hoe deze nu in de modelschematisatie zit. De mate van stratificatie is van zeer grote invloed op de effectiviteit van de pompschepen. Het is daarom belangrijk om dit zo goed mogelijk in het model te krijgen. In de simulaties is alleen M2 getij meegenomen om de analyse zo conceptueel mogelijk te houden. Variatie in getij heeft uiteraard ook effect op de mate van zoutindringing. Dit is niet meegenomen in de analyses. Een belangrijk onderdeel in het concept pompschepen is de menging van het water in de uitstroombak aan de oppervlakte. Het idee van de uitstroombak is dat hierin de menging van het zoute met het zoete water op efficiënte wijze kan plaatsvinden. Dit is niet meegenomen in de modelschematisatie. In het conceptuele model wordt het zoute water dat opgepompt wordt onderin de waterkolom rechtstreeks geloosd (zonder verdunning) bovenin de waterkolom. In werkelijkheid zal die concentratie lager zijn en kunnen de analyses met het conceptueel op dit vlak dus als conservatief beschouwd worden. De grootte en effectiviteit van de uitstroombak is op dit moment nog niet nader onderzocht en zal in een later stadium bepaald moeten worden. Er zijn wellicht ook alternatieve oplossingen te bedenken. RDCBE2728N001F01 6/14

7 3.3 Resultaten van de conceptuele berekeningen De berekeningen zijn uitgevoerd voor een periode van ongeveer 1 maand om te zorgen dat het model voldoende ingespeeld is. De analyse is uitgevoerd voor een deel van de tijdserie waarbij min of meer een dynamisch evenwicht in saliniteit was bereikt. Vervolgens is er een analyse gedaan op de modelresultaten welke in deze notitie op twee manieren gepresenteerd zijn: 1) langsdoorsnede over het model, waarbij de maximale saliniteit over de tijd bepaald is op verschillende dieptes, en 2) een tijdserie met het verloop in saliniteit op een aantal locaties. De locaties zijn gepresenteerd als afstand t.o.v. de zeerand, waarbij de zeerand beschouwd kan worden als km 1032 uit Figuur 4. Km 10 in het model kan dus beschouwd worden als 10 km bovenstrooms van de zeerand (~kmnr 1022). Effect van onttrekkingsdebiet pompschepen In Figuur 7 is de variatie in saliniteit in de langsdoorsnede van het model weergegeven voor boven in de waterkolom (figuur boven) en onder in de water kolom (figuur beneden). De onttrekkingen en lozingen zijn rond km 10 van de zeerand gesitueerd. De verschillende kleuren geven de verschillende hoeveelheid onttrekkingen weer. Als uitgangspunt is hierbij genomen dat 1 pompschip 50 m 3 /s kan rondpompen [9]. Dit betekent dat voor de verschillende doorgerekende scenario s orde 6 (300 m 3 /s), 12 (600 m 3 /s) en 60 (3000 m 3 /s) schepen zijn beschouwd. Hierbij dient opgemerkt te worden dat 60 schepen als onrealistisch hoog beschouwd kan worden, maar toch in de analyse is meegenomen als een bovengrens. RDCBE2728N001F01 7/14

8 Figuur 7: Langsdoorsnede met berekende maximale (over tijd) saliniteit bovenin water kolom (laag 2) en beneden in de waterkolom (laag 9) voor verschillende onttrekkingen door Pompschepen Resultaten van de berekeningen laten zien dat in de toplaag ter hoogte van de onttrekking (~km 10) de saliniteit toeneemt ten opzichte van de referentiesituatie voor alle 3 de scenario s waar een pompschip ingezet wordt. Dit is te verwachten aangezien er in dit deel van het profiel zouter water wordt toegevoegd dan in de referentie situatie (zwarte lijn) het geval is. Hoe hoger de pompcapaciteit, hoe zouter dit deel van de waterkolom wordt. Vervolgens is te zien dat verder bovenstrooms de onttrekking in een zeer beperkte reductie in saliniteit resulteert. Onderin de waterkolom is vanaf km 10 in bovenstroomse richting een reductie in saliniteit waarneembaar. Deze reductie is al waarneembaar (al is het beperkt) voor een onttrekking van 300 m 3 /s. Naarmate de pompcapaciteit verhoogd wordt, neemt het effect in reductie ook toe. RDCBE2728N001F01 8/14

9 Vergelijking effect van pompschepen met effect van verdieping Om te toetsen of het effect van de pompschepen in deze conceptuele situatie de effecten van de verdieping kan mitigeren is een vergelijking gemaakt tussen de volgende situaties (Figuur 8): Situatie met de huidige (onverdiepte) trapjeslijn zonder inzet van pompschepen ( ref trapjeslijn ); Situatie met de verdiepte trapjeslijn zonder inzet van pompschepen ( ref trapjeslijn verdiept ); Situatie met de verdiepte trapjeslijn met inzet van pompschepen met totale capaciteit van 600m 3 /s ( ref trapjeslijn verdiept + Q=600 ) 2.. Figuur 8: Langsdoorsnede met berekende maximale (over tijd) saliniteit bovenin water kolom (laag 2) en beneden in de waterkolom (laag 9) voor verschillende onttrekkingen door Pompschepen 2 In deze analyse is alleen een pompcapaciteit van 600 m 3 /s gepresenteerd. Uit een vergelijking van de resultaten bleek dat deze capaciteit orde grootte vergelijkbaar was met het effect van de verdieping van 1m. RDCBE2728N001F01 9/14

10 Te zien is dat de verdieping een verhoging in maximale (over tijd) saliniteit laat zien ten opzichte van de situatie zonder verdieping. De inzet van de pompschepen reduceert deze situatie tot de huidige situatie en verder bovenstrooms zelfs tot iets onder de referentiesituatie. De resultaten van de modelberekeningen wijzen in de richting dat het effect van de verdieping met één meter ongeveer in de orde grootte ligt van de inzet van pompschepen met een totale capaciteit van 600 m 3 /s bij deze lage rivierafvoer. 3.4 Berekeningen met Operationeel Stromingsmodel Rotterdam (OSR) Zoals gesteld in hoofdstuk 3.2 zitten er beperkingen aan de toepasbaarheid en nauwkeurigheid van het conceptuele model. Een aantal van deze beperkingen kunnen weggenomen worden door gebruik te maken van een afgeregeld en meer gedetailleerd model van de Rijn- Maasmonding. Dit model is beschikbaar namelijk het Operationeel Stromingsmodel Rotterdam (OSR). Svašek Hydraulics heeft in opdracht van Havenbedrijf Rotterdam met dit OSR een aantal berekeningen uitgevoerd om de effectiviteit van de maatregel te verkennen en hiermee de conclusies van de conceptuele analyse te verifiëren. De resultaten van deze analyse zijn beschreven in [12]. Met het gebruik van dit OSR wordt een aantal onzekerheden in de uitkomsten van de conceptuele berekeningen weggenomen die nu gerelateerd zijn aan de modelschematisatie: Het OSR bevat de juiste bodem en topografie, hetgeen niet aanwezig was in het conceptueel model. Hiermee kan op specifieke locaties het effect in beeld gebracht worden van pompschepen; Met het OSR is het mogelijk om een realistische huidige situatie van de zoutindringing te simuleren. De mate van stratificatie van de zoutindringing is cruciaal in de effectiviteit van de pompschepen; Naast de referentiesituatie en de situatie met 1m verdieping van de vaargeul zijn de volgende scenario s met het OSR doorgerekend: Inzet Pomp 1: inzet van 12 pompschepen van 50 m 3 /s (totaal 600 m 3 /s) buiten de boeienlijn; Inzet Pomp 2: inzet van 12 pompschepen van 50 m 3 /s (totaal 600 m 3 /s) midden in de vaargeul. Resultaten van de gemiddelde chloride concentraties zijn voor de verschillende scenario s gepresenteerd in Figuur 9. RDCBE2728N001F01 10/14

11 Figuur 9 Effect van pompschepen langs de rivier berekend met het OSR [12]. (Pomp1=pompschepen buiten de boeienlijn, Pomp 2= pompschepen midden in de vaargeul) De modelresultaten van het OSR laten zien dat bij een inzet van pompschepen met 600 m 3 /s het zoutgehalte (chloride concentraties) afneemt ten opzichte van de referentiesituatie. Uit Figuur 9 blijkt dat zeker voor het gebied van de verdieping tot circa kilometer 35 het Pomp 1 scenario een effect heeft dat min of meer gelijk aan dat van de verdieping zelf is. Het Pomp 2 scenario heeft ongeveer een twee keer zo groot effect. De berekeningen met het OSR lijken hiermee de conclusies van de conceptuele modelberekeningen op hoofdlijnen te onderschrijven. 3.5 Optimalisatiemogelijkheden vanuit hydraulisch oogpunt In de nu uitgevoerde analyse zijn een aantal basisberekeningen uitgevoerd met zowel het conceptuele als het gedetailleerde OSR model. Naast technische optimalisaties van de pompschepen zijn er ook vanuit hydraulisch oogpunt optimalisaties in het concept mogelijk. Mogelijke optimalisaties vanuit hydraulisch oogpunt zijn: In de huidige analyse is uitgegaan van een constante continue onttrekking van water onder in de waterkolom en een continue lozing boven in de waterkolom. Vanuit hydraulisch oogpunt zijn hier wellicht wat optimalisaties in mogelijk. Te denken valt om bijvoorbeeld alleen de pompschepen in te zetten als het water naar binnen stroomt (tijdens vloedstroom). Of om zelfs de richting van het pompen om te draaien bij een andere stroomrichting. Hierbij kan optimaal gebruik gemaakt worden van het verschil in dichtheid en stroomrichting onder en bovenin de waterkolom en wellicht de effectiviteit verhoogd worden. RDCBE2728N001F01 11/14

12 De positie van de pompschepen in de lengterichting van de rivier (km 10 vanaf de zeerand) is nu gebaseerd op een eerdere inschatting van de eerdere studies. De positie, zowel de afstand vanaf de zeerand als de positie in de verticaal zou nader onderzocht moeten worden. De verwachting is dat de effectiviteit van de pompschepen het grootst is in gebieden waar de gradiënt in saliniteit het grootst is. 3.6 Conclusies De conceptuele analyse met het Delft3D model en de verkennende berekeningen uitgevoerd met het OSR laat een reductie in saliniteit zien bij de toepassing van pompschepen; De effecten van pompschepen op de saliniteit berekend met het model zijn relatief klein, maar mogelijk zelfde orde grootte als het effect van een verdieping van 1m; Een onttrekking van 600 m 3 /s (~12 schepen) lijkt volgens de modelberekeningen het effect van 1m verdieping te mitigeren; Extra menging in de uitstroombak is niet meegenomen in de analyses. Deze extra mening kan de effectiviteit van de pompschepen positief beïnvloeden. 4 Conclusies en aanbevelingen voor vervolgstappen Algemene conclusies: Ten opzichte van alternatieve oplossingen (zoals een bellenscherm) kunnen pompschepen een relatief goedkope en flexibele oplossing zijn om zoutindringing in de Nieuwe Waterweg tegen te gaan. Op basis van de conceptuele hydraulische analyse wordt ingeschat dat het effect op de zoutindringing van de inzet van een pompcapaciteit van orde 600 m 3 /s (wat gelijk staat aan ~12 pompschepen) orde grootte vergelijkbaar kan zijn met die van een verdieping van de Nieuwe Waterweg met 1m. Zowel technisch als hydraulisch zijn er optimalisatiemogelijkheden. Resultaten van een conceptuele analyse laten zien dat er voldoende positieve aanknopingspunten bieden om het concept een stap dieper uit te werken. Aanbevelingen voor vervolgstappen in de tijd (met go-no go beslissingen tussendoor): Verkennende studie naar de haalbaarheid van Pompschepen: Als eerste dient een verkennende studie uitgevoerd te worden naar de haalbaarheid van het hier gepresenteerde concept van RHDHV. De volgende ingrediënten worden voorzien in deze studie: 1. De haalbaarheid van een pompcapaciteit van 50 m 3 /s per pompschip en bepalen pomprendement (nu conservatief aangenomen 10-20%) dient nader onderzocht te worden. Overleg met leveranciers grote pompen is aan te bevelen zodat optimalisaties ingevoerd worden. 2. In kaart brengen of er risico s zijn op gebied van nautische aspecten. Te denken valt aan mogelijk hinderlijke (dwars)stroming als gevolg van de inzet van pompschepen. 3. Optimalisatie en effectiviteit van de uitstroombakken, en alternatieve mogelijkheden hiervoor dient nadere uitgewerkt te worden. Een reductie van de grootte van deze uitstroombakken kan de flexibiliteit van de pompschepen vergroten. 4. Uitvoeren van hydraulische berekeningen om te onderzoeken wat de tijdsduur is die nodig is voordat de pompschepen voldoende effect hebben op de zoutconcentratie op de interesselocaties. Daarnaast kunnen de berekeningen gebruikt worden om de effectiviteit van RDCBE2728N001F01 12/14

13 pompschepen nader te optimaliseren. Te denken valt aanpassen van pompregime, andere locaties van de pompschepen. 5. Met bovenstaande ingewonnen kennis het uitvoeren van een gedetailleerdere kosten baten analyse op basis van Life Cycle Costs waarin toekomstige ontwikkelingen met klimaatverandering ook worden meegenomen. Tevens uitvoeren van gevoeligheidsanalyse / probabilistische raming waarmee risico s en onzekerheden in beeld worden gebracht. 6. Brede expertsessie over werking en haalbaarheid van pompschepen, en waar/hoe in te zetten afhankelijk van situatie. Rapportage van de stappen 1 t/m 5 kan als input dienen voor deze expertsessie. Uitvoeren van Pilot Pompschepen (na go-no go stap 1 t/m 6): 7. Indien blijkt uit de stappen 1 t/m 6 dat het idee voldoende levensvatbaar is, dan zou een pilot uitgevoerd kunnen worden. Voor deze pilot is het nodig om een draaiboek te ontwikkelen voor een laagwatersituatie inclusief opbouw en inzet van deze schepen. Verder zal een monitoringsplan gemaakt moeten worden om de effectiviteit van de pompschepen te meten. 8. Na afloop van de pilot zullen de meetgegevens geanalyseerd moeten worden om de effectiviteit van de pompschepen vast te stellen. Verder zal de situatie ook doorgerekend moeten worden met het gedetailleerde stromingsmodel om het model verder te verifiëren. Ook zal bekeken moeten worden hoe de operationele inzet van de pompschepen is verlopen tijdens de pilot en hoe dat verder geoptimaliseerd kan worden. Detaillering inzet Pompschepen (na go-no go stap 7-8): 9. Indien ook in de pilot meerwaarde is aangetoond is een gedetailleerd protocol van de praktische inzet van pompschepen nodig. Vanaf het eerste signaal voor lage rivierafvoeren, het opbouwen en inzetten van de schepen tot en met het weer afbouwen van de schepen. Dit zal in overleg met rederijen/aannemers moeten gebeuren, welke het materieel voor de pompschepen beschikbaar hebben. RDCBE2728N001F01 13/14

14 5 Referenties [1] Royal HaskoningDHV, 2014, Innovatieve zoet-zoutscheiding in de Nieuwe Waterweg door middel van pompschepen inzending zeepkistpresentaties Waterbouwdag, 13 november 2014 [2] Royal HaskoningDHV (Peter de Vries), 2014, presentatie Pompen of Verzilten, Waterbouwdag 2014, 13 november 2014 [3] Deltares, 2010, Herstel van de trapjeslijn in de Nieuwe Waterweg en de Nieuwe Maas (Fase 2), , 3 mei 2010 [4] Deltares, 2010, Kwantificering effect zoutbeperkende maatregelen Rijmond, , 8 November 2010 [5] Civiele Techniek 2015, Brakke buffer tegen oprukkend zout Pompen of verzilten, nummer 1/ [6] HbR, MinlenM, Rijkswaterstaat, 2012, Haalbaarheid luchtbellenscherm als maatregel tegen zoutindringing in de Rijn-Maasmonding [7] Van Beek et al, 2008, Verkenning kosteneffectiviteit van grootschalige maatregelen tegen droogteschade als gevolg van G+ en W+ klimaatscenario s, Deltares Delft [8] Royal HaskoningDHV, 2013, Kostenrapport LCC berekening bellenscherm Nieuwe Waterweg, Rijkswaterstaat (DZH) [9] Stapel, 2013, Memo alternatieve maatregel zoutindringing Nieuwe Waterweg, Royal HaskoningDHV [10] Land + Water, 2015, Pompschepen verminderen verzilting met waterbuffer, nr. 6, juni 2015 [11] Deltares, 2015, Effect verdieping Nieuwe Waterweg tot -16.3m NAP op vaargeulonderhoud - verkenning, ZKS-0001, 30 januari 2015 [12] Svašek, 2015, Verkenning mitigatie verzilting door pompschepen, 1712/U15424/A/BvL, 6 November 2015 RDCBE2728N001F01 14/14