WINDPARK OOSTPOLDERDIJK MEMO WATERVEILIGHEID - SAMENVATTING RWE INNOGY WINDPOWER NETHERLANDS BV

Transcriptie

1 MEMO WATERVEILIGHEID - SAMENVATTING RWE INNOGY WINDPOWER NETHERLANDS BV 12 MEI 2016

2 Contactpersonen IR. R.H.C. (ROLAND) HOIJINCK Senior adviseur T M E roland.hoijinck@arcadis.nl Arcadis Nederland B.V. Postbus AE Rotterdam Nederland 2

3 INHOUDSOPGAVE 1 AANLEIDING, DOEL EN AANPAK Aanleiding en doel Voorgenomen activiteit Onderzoeksmethodiek Dijkversterking, veiligheidseisen en referentie ontwerp Dijkversterking Eemshaven Delfzijl Veiligheidseisen Referentieontwerp Onderzoeksresultaten en effectbeoordeling Ondergrondse invloed Bovengrondse calamiteiten Conclusies en advies 12 3

4 1 AANLEIDING, DOEL EN AANPAK 1.1 Aanleiding en doel Op dit moment wordt door Waterschap Noorderzijlvest de aanbesteding van de versterking van de dijk tussen Delfzijl en Eemshaven voorbereid. RWE heeft het voornemen om op een gedeelte van deze dijk, te weten op de Oostpolderdijk nabij de Eemshaven, een drietal windturbines te plaatsen. Insteek is dat dit voornemen als een zogenaamde koppelkans wordt meegenomen in het dijkversterkingsproject. Voorwaarde van het waterschap is dat de turbines geen significante nadelige invloed mogen hebben op de waterveiligheid c.q. de standzekerheid van de dijk. In dat kader is onderzocht of het project Oostpolderdijk gerealiseerd kan worden binnen de door het waterschap gestelde randvoorwaarden ten aanzien van de waterveiligheid. Dit betekent dat als gevolg van de koppelkans de standzekerheid van de waterkering niet in gevaar komt. In dat kader heeft het waterschap het Expertise Netwerk Waterveiligheid (ENW) om advies gevraagd. Door ENW is gesteld dat de additionele faalkans van de windturbines op de directe faalmechanismen van de dijk verwaarloosbaar klein moet zijn. Om de invloed van de windturbines op de waterveiligheid te kunnen beoordelen moet op verzoek van het waterschap het nieuwe ontwerpinstrumentarium in acht worden genomen. 1.2 Voorgenomen activiteit Onderstaande beschrijving van de voorgenomen activiteit is overgenomen uit de Notitie Reikwijdte en Detailniveau Dijkversterking Eemshaven-Delfzijl (2015). De voorgenomen activiteiten betreffen de bouw en aanleg van het windpark (drie windturbines) inclusief de daarbij behorende infrastructuur (hoofdzakelijk de bouwwegen, opstelplaatsen en kabels die windturbines onderling ondergronds verbinden) en aansluitend de verdere exploitatie hiervan. De exploitatie heeft een permanent karakter (24-uurs bedrijfsvoering) en wordt voor deze turbines beoogd voor een periode van 20 jaar. Bij de realisatie van windpark Oostpolderdijk wordt de solitaire windturbine bij Spijk (850 kw) geamoveerd. WP - Oostpolderdijk Afbeelding 1 Windpark Oostpolderdijk 4

5 1.3 Onderzoeksmethodiek Op dit moment treft Waterschap Noorderzijlvest de voorbereidingen voor de aanbesteding van de versterking van de dijk tussen Delfzijl-Eemshaven. In de verkenningsfase van dit project is de plaatsing van windturbines langs de Oostpolderdijk geïdentificeerd als zogenaamde koppelkans : de plaatsing van windturbines kan mogelijk worden gecombineerd met de dijkversterking. RWE is als exploitant van bedoelde windturbines betrokken bij het verder ontwikkelen van deze koppelkans. Het waterschap stelt als harde randvoorwaarde voor deze koppelkans dat de standzekerheid van de waterkering niet in gevaar komt door de installatie, exploitatie en ontmanteling van de turbines. De focus van onderhavig onderzoek ligt met name bij de exploitatie. De verwachting is dat de installatie én de ontmanteling met de bekende expertise binnen de gestelde randvoorwaarden vanuit waterveiligheid kan worden gerealiseerd. Het waterschap heeft het Expertise Netwerk Waterveiligheid (ENW) om advies gevraagd. Door ENW is vervolgens gesteld dat de additionele faalkans van de windturbines per direct (tot overstroming leidend) faalmechanisme van de dijk verwaarloosbaar klein moet zijn. Verder speelt op dit moment de ontwikkeling van een nieuw ontwerpinstrumentarium (OI2014) en wettelijk toetsinstrumentarium (WTI2017) voor primaire waterkeringen met de nieuwste veiligheidsnormen op basis van overstromingskansen. Op verzoek van het waterschap is daar nu reeds mee gerekend. In opdracht van RWE is onderzoek uitgevoerd naar de verdere invulling van de koppelkans, waarbij verschillende sporen zijn gevolgd. Voor een schematische weergave van het onderzoek wordt verwezen naar onderstaande figuur. Afbeelding 2 Schematische weergave veiligheidsonderzoek windturbines In de haalbaarheidsstudie [januari 2015] is een verkennend, technisch gericht onderzoek uitgevoerd naar de invloed van de windturbines op de waterveiligheid, waarbij onder meer de volgende aspecten zijn behandeld: Interpretatie van de meetresultaten aan een 6 MW turbine in de Eemshaven en extrapolatie daarvan naar ontwerpcondities. De verwekingsgevoeligheid van de ondergrond langs de Oostpolderdijk, vooral als gevolg van de trillingen vanuit een windturbine. De gevoeligheid van het dijklichaam voor trillingen vanuit de windturbine. Een eerste, globale beoordeling van de faalkansen als gevolg van faalincidenten vanuit de turbines zoals bladbreuk of mastbreuk. 5

6 In de haalbaarheidsstudie is geconcludeerd dat er een risico op verweking bestaat als gevolg van de turbines, maar ook dat de plaatsing van windturbines binnen de randvoorwaarden van veiligheid kan passen. Op het moment dat de haalbaarheidsstudie werd uitgevoerd bevond het dijkversterkingsproject Eemshaven- Delfzijl zich in de fase schetsontwerp waardoor er niet of slechts beperkt gebruik kon worden gemaakt van de inzichten vanuit het dijkversterkingsproject. 1.4 Dijkversterking, veiligheidseisen en referentie ontwerp De dijk tussen Eemshaven Delfzijl moet na de versterking voldoen aan de nieuwste inzichten op het gebied van waterveiligheid, zoals de nieuwe normering en het OntwerpInstrumentarium 2014 (gebruikt is OI2014v3 van juli 2015) en aardbevingen. In de onderstaande paragrafen worden de dijkversterking met de bijbehorende aardbevingsproblematiek en de specifieke veiligheidseisen van het OI2014 nader toegelicht Dijkversterking Eemshaven Delfzijl De te versterken dijk tussen Eemshaven en Delfzijl ligt in het Groningse gebied waarin aardbevingen optreden als gevolg van gaswinning. Dit leidt ertoe dat, naast belastingen vanuit water (hoogwater, extreme neerslag), bij het ontwerp van de dijk ook rekening moet worden gehouden met trillingen als gevolg van een aardbeving. Deze trillingen hebben potentieel de volgende nadelige invloed op de stabiliteit van de dijk: Verweking: losgepakte zand- en siltlagen kunnen verweken door de trillingen: bij dit mechanisme verliest de grond een groot deel van zijn schuifsterkte als gevolg van wateroverspanningen, waardoor de stabiliteit afneemt. Versnellingen: er ontstaat een extra belasting op het grondlichaam door de versnellingen. Bij de dijkversterking moet uiteraard met beide aspecten rekening worden gehouden. Verweking Op hoofdlijnen zijn er drie opties om het risico op verweking te minimaliseren danwel de effecten van verweking te beperken: 1. Voorkomen dat verweking optreedt of de mate waarin dit optreedt verkleinen (beheersen). Dit kan bijvoorbeeld door de gevoelige grondlagen te verdichten of door ontlastbronnen te plaatsen die wateroverspanningen, die ontstaan als gevolg van trillingen door aardbevingen en/of windturbines, snel kunnen afvoeren. 2. Mitigeren door het zodanig vergroten van de stabiliteit van het dijklichaam dat de dijk ook stabiel is als er verweking optreedt. 3. Mitigeren door het aanbrengen van een grondkerende constructie die de functie van het dijklichaam overneemt als de (onder)grond verweekt. Versnellingen De trillingen leiden tot een extra aandrijvende kracht op het grondlichaam. De dijk dient voldoende weerstand te kunnen bieden aan deze extra aandrijvende kracht. De maatregelen hiervoor zijn niet principieel anders dan bij een reguliere dijkversterking. Maatregelen De dijkversterking wordt aanbesteed als Design & Construct contract waarbij de aannemer verantwoordelijk is voor het detailontwerp. De keuze voor de oplossingsrichting van de versterking ligt hierdoor nog niet vast. Naar het zich laat aanzien zal bij de verdere uitwerking van de versterking, de keuze gaan tussen: (a) het oplossen van de verwekingsproblematiek; (b) een versterking door middel van het plaatsen van een kistdam. In dit rapport is aangenomen dat wordt gekozen voor optie (a), waarvoor een referentie-ontwerp voor de windturbines is onderzocht. 6

7 Indien uiteindelijk toch voor de andere optie wordt gekozen is dat niet nadelig voor de conclusies ten aanzien van waterveiligheid van dit rapport. In dat geval kan bij optie (b) nog een optimalisatie worden bereikt bijvoorbeeld door de kistdam te integreren met het stabiliteitsscherm voor de windturbines Veiligheidseisen De ontwerpeisen vanuit waterveiligheid worden (op aangeven van het waterschap) bepaald op basis van het nieuwe ontwerpinstrumentarium (OI2014v3). De windturbines in de Oostpolderdijk vallen net zoals gebouwen, bomen en pijpleidingen onder de categorie niet-waterkerende objecten (NWO s). Het Expertise Netwerk Waterveiligheid (ENW) heeft gesteld dat de bijdrage van de NWO s aan de faalkans per dijkfaalmechanisme verwaarloosbaar klein moet zijn. Deze eis is als volgt geïnterpreteerd: de additionele faalkans van de windturbine(s) mag maximaal bedragen: Eis 1: 1% van de toelaatbare faalkans per doorsnede per direct faalmechanisme van de dijk. Eis 2: Maximaal 10% van de toelaatbare faalkans op dijktrajectniveau voor alle niet-waterkerende objecten tezamen. Oftewel: de totale kansbijdrage van alle windturbines, gesommeerd voor alle faalmechanismen mag tezamen met de faalkansbijdrage van de overige NWO s maximaal 10% van het totale faalkansbudget bedragen (er blijft dan nog 20% over voor overige indirecte faalmechanismen) Referentieontwerp Gezien de wijze van aanbesteden van de dijkversterking (design & construct, contract waarbij de aannemer verantwoordelijk is voor het detailontwerp) is in het haalbaarheidsonderzoek gekozen voor het uitwerken van een zogenaamd referentie-ontwerp van de maatregelen ter plekke van de windturbines. Er is daarbij uitgegaan dat: de windturbine wordt op de binnenberm van de dijk geplaatst; er een stabiliteitsscherm wordt geplaatst tussen de turbine en de kruin van de dijk. Afbeelding 3 Principeschets referentieontwerp 1.5 Onderzoeksresultaten en effectbeoordeling De drie windturbines die zijn voorzien langs de Oostpolderdijk, kunnen op de volgende manieren een negatieve invloed hebben op de waterveiligheid van de dijk: Via ondergrondse invloed, zoals trillingen of falen van de constructie. Via bovengrondse calamiteiten waarbij er een onderdeel van de turbine faalt en op de dijk landt Ondergrondse invloed Met betrekking tot de ondergrondse invloed wordt onderscheid gemaakt in: 1. De invloed van trillingen op de macrostabiliteit: a. verweking; b. toename belasting; 2. De aanwezigheid van een niet-waterkerend object dat kan falen. 3. De invloed van (belastingen bij) aanleg, onderhoud en demontage. 4. De invloed op piping / heave en grondwaterstroming. 7

8 Deze effecten kunnen optreden ten gevolge van de aanwezigheid van de windturbines alleen, maar ook in combinatie met aardbevingen. Ad. 1 Invloed van trillingen op de macrostabiliteit Verweking In eerdergenoemde haalbaarheidsstudie is vastgesteld dat het risico op verweking niet kan worden uitgesloten. De versnellingen van de trillingen als gevolg van aardbevingen zijn echter veel groter dan die vanuit de windturbine, eveneens verschilt de frequentie-inhoud. Daarentegen heeft een aardbeving veel minder belastingcycli dan een windturbine. Het projectteam voor de dijkversterking heeft aangegeven dat bij de dijkversterking alle benodigde maatregelen worden getroffen om verweking als gevolg van aardbevingen te voorkomen. Dit betekent dat daarmee ook het effect van verweking als gevolg van de windturbines kan worden beperkt. De vraag is vervolgens: welke maatregelen worden in het kader van de dijkversterking genomen ten aanzien van de aardbevingsproblematiek? Op dit moment is (nog) geen keuze gemaakt voor de wijze van dijkversterking ter hoogte van Oostpolderdijk maar aannemelijk is dat wordt gekozen voor al in de praktijk toegepaste technieken zoals grondverdichting of ontlastbronnen. Indien met dergelijke maatregelen het verwekingsrisico geheel wordt weggenomen, leidt dat ook tot een afname van de invloed van de trillingen vanuit de windturbines. Indien het verwekingsrisico niet geheel wordt weggenomen speelt de impact van trillingen van de windturbine op verweking nog steeds een rol. De voor de dijkversterking genoemde verwekingsmaatregelen moeten dan worden uitgebreid in de invloedzone van de trillingen (rondom de turbine). Zoals eerder genoemd, is het resultaat voor de windturbines hierbij afhankelijk van de uiteindelijke keuze van de aannemer voor de wijze van dijkversterking. In beginsel kunnen nadat de verwekingsproblematiek is opgelost, in de directe omgeving rond de turbine beperkt wateroverspanningen optreden als gevolg van de dynamische belasting van de turbinefundering. Uit metingen aan windturbines in de Eemshaven is gebleken dat de grootte van deze wateroverspanningen zeer beperkt is (<1 kpa). Deze wateroverspanningen zijn direct na aanleg van de turbine naar verwachting beperkt hoger. Het verdient daarom aanbeveling om deze te monitoren en indien nodig beheersmaatregelen te treffen, bijvoorbeeld door middel van ontlastbronnen. Versnellingen door trillingen De versnellingen in de ondergrond zijn bepaald aan de hand van metingen (Fugro) en de vervolganalyse daarvan. In de rapportage Ondergrondse invloed [februari 2016] is de stabiliteit van de waterkering beoordeeld, rekening houdende met de invloed van deze versnellingen. Uitgangspunt daarbij is dat het samenvallen met een aardbeving daar slechts een beperkte bijdrage aan geeft aangezien de versnellingen bij windturbines kleiner zijn dan bij aardbevingen. Er is hierbij veiligheidshalve uitgegaan van een conservatieve insteek (quasi-statische modellering) ten aanzien van de versnellingen in berekeningen. Er is tevens een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd met een factor 2 hogere versnellingen dan uit de metingen volgt. Hieruit volgt dat het aanbrengen van een stabiliteitsscherm voldoende effectief is om de afname van de macrostabiliteit als gevolg van de versnellingen te compenseren. Daarbij dient wel te worden opgemerkt dat door de aanwezigheid van de damwand reflectie van de trillingen in de richting van de windturbine kan optreden en de trillingen dus lokaal hoger kunnen zijn. Als dit al optreedt, dan is de verwachting dat dit uitsluitend een lokaal effect is zonder invloed op de totale macrostabiliteit, en dat dit niet leidt tot een hogere additionele faalkans van de waterkering. Ad. 2 Aanwezigheid van een niet-waterkerend object De windturbines en bijbehorende objecten zijn niet-waterkerende objecten in het dijkprofiel en falen daarvan kan leiden tot schade aan de waterkering. Door het aanbrengen van een stabiliteitsscherm wordt dit ondervangen, het scherm verhoogt de stabiliteit, maar zorgt ook voor een functiescheiding tussen waterkering en windturbine: het stabiliteitsscherm is gedimensioneerd met een restprofiel dat onder de betonnen funderingsconstructie van de turbine doorloopt. De aanwezigheid van de turbine is dan niet van belang voor het waarborgen van de waterveiligheid c.q. de sterkte van de waterkering. 8

9 Ad. 3 Invloed van (belastingen bij) aanleg, onderhoud en demontage; Bouwverkeer (voor de turbines) Tijdens de realisatie van de turbines kunnen grote bovenbelastingen op de binnenberm optreden, bijvoorbeeld kraanbelastingen tijdens het plaatsen van de rotorbladen. In de huidige fase wordt het stabiliteitsscherm gedimensioneerd op een (gedeeltelijk) afgeschoven binnenberm (restprofiel) in combinatie met hoogwater. In de praktijk zal voor de installatiefase rekening worden gehouden met het hoogwaterseizoen en zal er bij calamiteiten tijdens de uitvoering geen gevaar voor overstromingen zijn. Om die reden is in deze fase niet nader ingegaan op deze belastingen. In het detailontwerp zal wel gecontroleerd moeten worden of er voor deze belastingen speciale voorzieningen nodig zijn In de bouwfase kunnen trillingen ontstaan door het aanbrengen van de palen, maar ook door andere installatiewerkzaamheden. Hoewel deze trillingen niet buiten beschouwing gelaten mogen worden, zijn ze van korte duur en relatief goed te beheersen en eventueel zelfs (bijna) volledig te vermijden: De turbines kunnen worden opgebouwd rekening houdend met het stormseizoen, waardoor er voldoende tijd is om de waterkerende functie te herstellen in geval van problemen. Er kan gebruik worden gemaakt van een trillingsarm of trillingsvrij paalsysteem, of van ontlastbronnen om accumulatie van wateroverspanningen te voorkomen. Daarnaast zijn deze trillingen kortdurend en is de trillingsbron direct uit te schakelen als zich problemen voordoen. Hetzelfde geldt voor de damwanden van het stabiliteitsscherm: ook die kunnen door middel van een trillingsvrije techniek worden aangebracht (afhankelijk van de wijze van dijkverzwaren zijn wel specifieke maatregelen nodig om de planken tot de vereiste diepte te kunnen aanbrengen). Ad. 4 Invloed op piping / heave en grondwaterstroming. De windturbine wordt in het referentie-ontwerp op palen gefundeerd en die fundering wordt dynamisch belast waardoor de funderingspalen afwisselend op trek en druk en horizontaal in verschillende richtingen worden belast. Hierdoor kan er een kwelweg langs de palen ontstaan. Dit risico kan worden ondervangen door een kwelscherm rond de fundering aan te brengen, met een zodanige lengte dat geen heave kan optreden. Het stabiliteitsscherm kan daar vanwege de extra verticale kwelweglengte een positieve bijdrage aan leveren. Bij de beoordeling van het faalmechanisme piping / heave dient dit in het kader van het ontwerp nog nader te worden uitgewerkt. Effectenbeoordeling De ondergrondse invloed wordt gecompenseerd door het plaatsen van een stabiliteitsscherm tussen de windturbine en de kruin van de dijk. In het kort komt de oplossing op het volgende neer: De reguliere geometrie van de dijk voldoet na versterking aan alle eisen ten aanzien van (hoogwater)veiligheid en ter plaatse van de windturbines wordt de dijk nog extra versterkt met een stabiliteitsscherm. Dit stabiliteitsscherm zorgt ervoor dat de faalkans van macrostabiliteit kleiner of gelijk is aan de faalkans van een doorsnede zonder invloed van de windturbines. Daarnaast zorgt het scherm voor een functiescheiding tussen turbine en waterkering. Doordat het scherm wordt gedimensioneerd op een restprofiel (zonder turbinefundering) wordt voorkomen dat de turbinefundering onderdeel wordt van de waterkering. Een belangrijk uitgangspunt hierbij is dat de verwekingsproblematiek binnen het reguliere dijkversterkingsproject wordt opgelost Bovengrondse calamiteiten Faalscenario s De beoordeling van bovengrondse calamiteiten vindt plaats met behulp van het Handboek Risicozonering Windturbines [Ref. 7]. Het Handboek maakt onderscheid tussen de volgende faalscenario s: Bladbreuk: Bij nominaal toerental. Bij overtoeren. Mastbreuk. Gondelval. Vallen van kleine onderdelen en vallend ijs bij stilstand (bij ijsvorming wordt de turbine automatisch stilgezet). 9

10 Gevolgen voor waterveiligheid De gevolgen van een bovengrondse faalincident voor de waterveiligheid hangen sterk af van de locatie waar het gefaalde object landt. Om dit inzichtelijk te maken, is de dijk verdeeld in zones. Ook zijn in deze figuur de gebieden weergegeven waarvoor een bepaald faalmechanisme geldt: STBK: Beschadiging bekleding en erosie: buitentalud zone (A) en (B). STBU: Macrostabiliteit buitentalud: buitentalud zone (A) en (B) en kruin (C). HT: Overloop en golfoverslag: kruin (C) en binnentalud (D). STBI: Macrostabiliteit binnenwaarts: kruin (C), binnentalud (D) en binnenberm (E). Afbeelding 4 Dwarsprofiel van de dijk met indeling in zones en functionele onderdelen 10

11 Met behulp van bovenstaand figuur kunnen vervolgens de gevolgen van de bovengrondse faalincidenten worden gekoppeld aan de faalmechanismen van de dijk. Deze koppeling is gebaseerd op een engineering judgement beschouwing (Arcadis, Deltares en NRG). Zone Piping Opbarsten & Bekleding Erosie & Golfoploop Overslag & Macrostabiliteit binnenwaarts Macrostabiliteit buitenwaarts A Geen Gat in bekleding Geen Geen B Geen Gat in bekleding Geen Geen Afname weerstandbiedende kracht door krater of shockwave / wateroverspanningen als gevolg van impact Toename aandrijvende kracht door extra gewicht C Geen Geen D Geen Geen Lokale afname van kerende hoogte door inslagkrater Lokale afname van kerende hoogte door inslagkrater Toename aandrijvende kracht door extra gewicht Toename aandrijvende kracht door extra gewicht Geen Toename aandrijvende kracht door extra gewicht E Geen Geen Geen Afname weerstandbiedende kracht door krater of shockwave / Geen wateroverspanningen als gevolg van impact Tabel 1 Invloed van bovengrondse faalincidenten op waterveiligheid per zone. 11

12 Effectbeoordeling De invloed van bovengrondse faalincidenten is beoordeeld als bijdrage aan de autonome faalfrequentie. Als toetscriterium wordt daarbij gehanteerd dat de additionele faalkans als gevolg van de turbines niet meer mag bedragen dan: 1% van de toelaatbare faalkans op doorsnedeniveau per direct faalmechanisme per windturbine. 10% van de toelaatbare faalkans op dijktrajectniveau voor alle niet-waterkerende objecten tezamen, oftewel: de totale kansbijdrage van alle NWO s, inclusief windturbines, gesommeerd voor alle faalmechanismen. Zoals in onderstaande tabel is te zien blijkt dat aan deze criteria wordt voldaan. : De maximale toename per faalmechanisme per turbine bedraagt 0,80% (Golfoverslag) wat kleiner is dan 1% en dus voldoet. De totale toename voor drie turbines bedraagt 3,4%, wat kleiner is dan 10% (er resteert nog 6,6% voor de overige NWO s) en dus voldoet. Faalmechanisme Additionele faalkans [% van autonome faalkans zonder turbines] 1 turbine 3 turbines Golfoverslag (HT) 0,80% 2,4% Erosie/schade bekleding (STBK) 0,22% 0,66% Macro-instabiliteit binnenwaarts (STBI) 0,072% 0,22% Macro-instabiliteit buitenwaarts (STBU) 0,010% 0,029% Tabel 2 Totaal: 1,1 % 3,4% 1.6 Conclusies en advies De drie windturbines die zijn voorzien langs de Oostpolderdijk kunnen op de volgende manieren een negatieve invloed hebben op de waterveiligheid van de dijk: Ondergronds, bijvoorbeeld door trillingen of falen van de constructie. Bovengronds, bijvoorbeeld door calamiteiten waarbij er een onderdeel van de turbine faalt en op de dijk landt. Ondergrondse invloed De ondergrondse invloed wordt voor het referentie-ontwerp gecompenseerd door het plaatsen van een stabiliteitsscherm tussen de windturbine en de kruin van de dijk. In het kort komt de oplossing op het volgende neer: De reguliere geometrie van de dijk voldoet na versterking aan alle eisen ten aanzien van (hoogwater)veiligheid en ter plaatse van de windturbines wordt de dijk nog extra versterkt met een stabiliteitsscherm. Dit stabiliteitsscherm zorgt ervoor dat de kans op afschuiving binnenwaarts kleiner is dan de kans op afschuiving van een doorsnede zonder invloed van de windturbines. Daarnaast zorgt het scherm voor een functiescheiding tussen turbine en waterkering. Doordat het scherm wordt gedimensioneerd op een restprofiel (zonder turbinefundering), wordt voorkomen dat de turbinefundering onderdeel wordt van de waterkering. Een belangrijk uitgangspunt hierbij is dat de verwekingsproblematiek binnen het reguliere dijkversterkingsproject wordt opgelost. Indien het verwekingsrisico wordt beheerst in plaats van weggenomen, kunnen trillingen van de windturbine nog steeds een rol spelen bij verweking. In dat geval dienen derhalve rond de turbines aanvullende maatregelen te worden getroffen (bijvoorbeeld verdichting of ontlastbronnen). Voor piping / heave geldt dat op basis van een kwalitatieve beschouwing aan de eis wordt voldaan. 12

13 Bovengrondse invloed Bij de bepaling van de faalkansen als gevolg van bovengrondse faalincidenten is uitgegaan van conservatieve treffrequenties van vallende objecten. De invloed van bovengrondse faalincidenten is beoordeeld als bijdrage aan de autonome faalfrequentie. Als toetscriterium wordt daarbij gehanteerd dat de additionele faalkans als gevolg van de turbines niet meer mag bedragen dan: 1% van de toelaatbare faalkans op doorsnedeniveau per direct faalmechanisme per windturbine. 10% van de toelaatbare faalkans op dijktrajectniveau voor alle niet-waterkerende objecten tezamen, oftewel: de totale kansbijdrage van alle windturbines, gesommeerd voor alle faalmechanismen. Aan deze criteria wordt voldaan. Overigens is deze kansbijdrage gebaseerd op de faalfrequenties uit het Handboek Risicozonering Windturbines die conservatief zijn voor moderne turbines, oftewel de kansbijdrage kan worden beschouwd als een veilige bovengrensbenadering. Hiermee is aangetoond dat het, uitgaande van het referentie-ontwerp, in principe haalbaar is om bij plaatsing van drie windturbines te voldoen aan de gestelde eisen vanuit waterveiligheid. Varianten op het referentieontwerp zijn denkbaar en dienen in de design & construct fase verder uitgewerkt en geanalyseerd te worden. Hiertoe dient bekend te zijn op welke wijze de aannemer de kering ter hoogte van Oostpolderdijk zal gaan versterken. Aandachtspunten Enkele aandachtspunten voor het detailontwerp (naast de reguliere detaillering van de constructie): De damwand moet aantoonbaar stabiel en sterk genoeg zijn om de belastingen door een aardbeving te kunnen weerstaan. De impact op de grondwaterstroming. Mogelijk moeten enkele planken worden weggelaten om teveel opstuwing te voorkomen, bijvoorbeeld een openingspercentage van 20%. De aansluiting van de diverse constructies op de bekleding van de dijk moet voldoende robuust worden ontworpen. Rond de fundering van de turbine moeten kwelschermen of een vergelijkbare oplossing worden geplaatst. Waarschijnlijk zijn de trillingen bij stilstaande turbine niet maatgevend; dit moet nog wel bij het ontwerp worden geverifieerd. De aanbrengbaarheid van de damwanden van het stabiliteitsscherm is impliciet meegenomen door een zwaarder profiel te kiezen dan strikt noodzakelijk op basis van sterkte. In verband met geluid (Natura 2000 Eems) en met de ongunstige invloed van trillingen en waterspanningen op de dijk, worden de schermen indien nodig aangebracht door middel van drukken. In de volgende fase moet de haalbaarheid hiervan nauwkeuriger worden bepaald. Eventueel kan er als alternatieve oplossing ook worden gekozen voor een palenwand of een diepwand. Verder kan het aangehouden restprofiel eventueel nog geoptimaliseerd worden. De ruimtelijke inpassing en stabiliteit van de taluds tussen fundering/opstelplaats en de watergang moet nog verder worden uitgewerkt. Als er onvoldoende ruimte beschikbaar is om taluds met voldoende flauwe helling aan te leggen, kan gebruik worden gemaakt van gewapende grond (geotextielen). Ook voor de fundering van de kraanopstelplaats zijn mogelijk aanvullende maatregelen vereist om voldoende draagvermogen en stijfheid te waarborgen. 13

14 Arcadis Nederland B.V. Postbus AE Rotterdam Nederland +31 (0) Projectnummer: B Onze referentie: B 14