Effectenstudie open bodemenergiesysteem. G-pier op Schiphol

Transcriptie

1 G-pier op Schiphol Effectenstudie open bodemenergiesysteem

2 G-pier op Schiphol Effectenstudie open bodemenergiesysteem

3 G-pier op Schiphol Effectenstudie open bodemenergiesysteem Deze studie is geen ontwerpdocument voor het open bodemenergiesysteem. Het document is uitsluitend opgesteld als onderbouwing voor de aanvraag van de onttrekkingsvergunning in het kader van de Waterwet. Vergunning- Schiphol Nederland B.V. aanvrager Evert van de Beekstraat 202 Postbus CP SCHIPHOL T E harder@schiphol.nl Contactpersoon: de heer B.E. Harder Adviseur IF Technology bv bodemenergie Velperweg 37 Postbus AP ARNHEM T F E h.dejonge@iftechnology.nl Contactpersoon: de heer H. de Jonge Colofon Auteur: H. de Jonge Versie: definitief Gecontroleerd door: de heer B. Drijver Vrijgegeven door: de heer W.J. Huis in t Veld 65104/WH/ van 21

4 Samenvatting Inleiding Het voornemen bestaat om een open bodemenergiesysteem te realiseren voor de duurzame koeling en verwarming van de G-pier op Schiphol. Bodemenergie De twee bronnen van het bodemenergiesysteem zijn beoogd in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket. Het systeem onttrekt en infiltreert maximaal m³/jaar met een maximaal debiet van 165 m³/uur. Energiebesparing en emissiereductie Door het toepassen van open bodemenergie kan jaarlijks circa 39% energie worden bespaard. Deze energiebesparing leidt tot een jaarlijkse emissiereductie van 179 ton CO 2 en 377 kg NO x. De beoogde SPF van het bodemenergiesysteem bedraagt 4,3. Hydrologische effecten Het berekende hydrologische invloedsgebied reikt tot maximaal 350 m van de bronnen. De maximale stijghoogteverandering bedraagt 2,25 m. De berekende maximale invloed op de grondwaterstand is kleiner dan 0,05 m. De berekende effecten op aanwezige bodemenergiesystemen zijn gering en hebben geen effect op de bedrijfsvoering van deze systemen. De invloed ter plaatse van de spoortunnel is ook zeer gering, zodat beïnvloeding van de spoortunnel niet aan de orde is. Hydrothermische effecten Beïnvloeding van de grondwatertemperatuur kan na 20 jaar bodemenergie optreden tot maximaal 175 m van de bronnen. De veroorzaakte temperatuurveranderingen hebben geen nadelige gevolgen voor andere grondwatergebruikers en overige belanghebbenden. Grondmechanische effecten De berekende eindzetting bedraagt maximaal 4 mm. Deze geringe zetting en het daarmee gepaard gaande zettingsverhang veroorzaakt geen schade aan gebouwen, funderingen, de nabijgelegen spoortunnel of wegen. Effecten op de grondwaterkwaliteit Het zoet-/brakgrensvlak en het brak-/zoutgrensvlak worden niet negatief beïnvloed zodat geen sprake is van verzilting van het grondwater. Bij dit project vinden geen significante effecten plaats op de chemische en microbiologische samenstelling van het grondwater /WH/ van 21

5 Binnen het berekende invloedsgebied van het bodemenergiesysteem zijn geen ernstige verontreinigingen bekend /WH/ van 21

6 Inhoudsopgave Samenvatting Inleiding Systeembeschrijving Uitgangspunten Opzet open bodemenergiesysteem Energiebesparing, emissiereductie en SPF Geohydrologie en effectberekeningen Bodemopbouw Geohydrologische kenmerken Hydrologische effecten Hydrothermische effecten Grondmechanische effecten Invloed op omgevingsbelangen Grondwaterkwaliteit Verzilting Verontreinigingen Grondwatergebruikers Grondwaterbescherming Bebouwing en infrastructuur Natuur en openbaar groen Cultuurhistorie en archeologische waarden Aardkundige waarden /WH/ van 21

7 Figuren 2.1 Principe open bodemenergiesysteem 2.2 Locaties bronnen 3.1 Berekende maximale stijghoogteveranderingen in het opslagpakket 3.2 Berekende temperaturen in het opslagpakket na 20 jaar 4.1 Berekende temperaturen in het opslagpakket na 20 jaar, cumulatieve situatie 4.2 Temperatuurverloop in de bronfilters van GH-gebouw (inclusief KWS 3), met en zonder G-pier Bijlagen 1 Onderbouwing SPF 2 Berekening van de eindzetting 3 Berekening van de cumulatieve eindzetting 65104/WH/ van 21

8 1 Inleiding Voor de koeling en verwarming van de G-pier op Schiphol is een open bodemenergiesysteem beoogd. Het onttrekken en infiltreren van grondwater ten behoeve van het open bodemenergiesysteem is in het kader van de Waterwet vergunningplichtig. De provincie is bevoegd gezag. De aanvraag dient voorzien te zijn van een studie naar de effecten van het bodemenergiesysteem op de omgeving. De voorliggende effectenstudie geeft een overzicht van de effecten van het open bodemenergiesysteem op de bodem, het grondwater en de omgevingsbelangen. Achtergrondinformatie Schiphol Group gaat de komende jaren haar bedrijf verder verduurzamen en de CO 2- emissie verminderen. De inzet van open bodemenergiesystemen voor het verwarmen en koelen van de gebouwen is hier een onderdeel van. Op dit moment is al een groot aantal gebouwen op Schiphol-Centrum voorzien van een open bodemenergiesysteem. Om de nieuw- en herbouwontwikkelingen in de toekomst ook te kunnen voorzien van duurzame bodemenergiesystemen, is het voor Schiphol gewenst om de ondergrondse ruimte op Schiphol-Centrum optimaal voor bodemenergie in te richten. IF Technology heeft in opdracht van Schiphol Nederland berekend dat de bodem voldoende potentie biedt (thermische capaciteit) voor toepassing van grootschalige bodemenergie voor de bestaande en toekomstige ontwikkelingen op Schiphol. Daarnaast is ook berekend dat de toename van het aantal bodemenergiesystemen niet leidt tot ongewenste stijgingen en dalingen van de grondwaterstanden en stijghoogten in het watervoerende pakket waaruit grondwater wordt onttrokken en wordt geïnfiltreerd. Met behulp van de resultaten van deze berekeningen is voor Schiphol een gefundeerde en integrale bodeminrichting van dit gebied gemaakt. Hierdoor wordt de capaciteit, de exploitatie, de performance van bestaande en nieuwe bodemenergiesystemen en de vergunbaarheid (Waterwet) van nieuwe systemen zo goed mogelijk gewaarborgd. De huidige aanvraag is in overeenstemming met de inrichting van de ondergrond volgens dit plan /WH/ van 21

9 2 Systeembeschrijving 2.1 Uitgangspunten Om lange termijn energieopslag in de bodem mogelijk te maken, wordt een grondwatersysteem aangelegd. Het grondwatersysteem bestaat uit één koude en één warme bron waar grondwater aan kan worden onttrokken en in geïnfiltreerd (zie Figuur 2.1). Figuur 2.1 Principe open bodemenergiesysteem De grondwaterzijdige uitgangspunten voor de vergunningaanvraag zijn opgenomen in tabel 2.1. Tabel 2.1 Uitgangspunten open bodemenergiesysteem parameter eenheid winter zomer maximale verplaatste waterhoeveelheid a [m³/seizoen] gemiddelde verplaatste waterhoeveelheid [m³/seizoen] maximaal debiet [m³/uur] maximale hoeveelheid ontwikkelwater b [m³] gemiddelde infiltratietemperatuur [ C] 9,5 14,5 minimale/maximale infiltratietemperatuur [ C] 5 25 gemiddelde verplaatste energiehoeveelheid [MWh t/seizoen] a Tijdens opstartjaar of extreme seizoenen. b Zie toelichting in onderstaande tekst. Ontwikkelen bronnen Nadat een bron geboord is, het filter en de peilbuizen zijn ingebouwd en het boorgat is aangevuld, wordt de bron ontwikkeld. Doel van het ontwikkelen is het schoonmaken van de bron. Hierbij wordt de verstopping op de boorgatwand, die bij het boren is ontstaan, zo goed mogelijk verwijderd door het schoonpompen van de bron /WH/ van 21

10 Tijdens dit proces wordt grondwater (ontwikkelwater) onttrokken en geloosd. Het grondwater wordt onttrokken op ontwerpdebiet. Met dit maximale debiet wordt slechts gedurende korte tijd (maximaal 15 minuten) gepompt tijdens de laatste fase van het ontwikkelen. Per bron wordt totaal maximaal m³ grondwater onttrokken in een periode van ongeveer vier weken. Voor het ontwikkelen van de twee beoogde bronnen wordt in totaal maximaal m³ grondwater onttrokken en geloosd. De bronnen worden één voor één ontwikkeld waardoor het grondwater gefaseerd wordt onttrokken. De lozing wordt uitgevoerd op het vuilwaterriool. Toestemming hiervoor is aangevraagd bij Schiphol (Evides Waterbedrijf). Preventief jaarlijks onderhoud In verband met preventief onderhoud van de bronnen worden deze een aantal keer per jaar schoon gemaakt. De bronnen worden voorzien van een onderhoudsfilter. Via het onderhoudsfilter wordt het onttrokken grondwater weer in de bodem geïnfiltreerd in hetzelfde watervoerende pakket als waar het uit onttrokken is. 2.2 Opzet open bodemenergiesysteem Het grondwatersysteem bestaat uit één doublet. De locaties van de bronnen zijn weergegeven in figuur 2.2. De bronposities zijn afgestemd met andere bodemenergiegebruikers in het gebied. Afstemming heeft plaatsgevonden middels het WKO inrichtingsplan Schiphol Centrum. In tabel 2.2 is de opzet van het bronsysteem beschreven. Tabel 2.2 Opzet bronsysteem parameter eenheid waarde filterdiepte [m-mv] (2 e /3 e watervoerende pakket) minimale lengte per bronfilter [m] 35 afstand tussen koude en warme bron [m] 155 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, emissiereductie en SPF Voor het bepalen van de energiebesparing en de emissiereductie is de warmte- en koudelevering met een open bodemenergiesysteem met warmtepompen vergeleken met een conventionele installatie voor koeling en verwarming, bestaande uit koelmachines (airconditioning) en een HR-ketel /WH/ van 21

11 Het verbruik van elektriciteit is omgerekend naar de hoeveelheid aardgas die nodig is voor de elektriciteitsopwekking. Hierdoor kan het totale primaire energieverbruik worden vergeleken. Indien jaarlijks MWh t aan warmte en MWh t aan koude wordt onttrokken aan de bodem en geleverd aan het gebouw, bedraagt de besparing in het primair aardgasverbruik m³ aardgasequivalenten per jaar. Dit komt neer op een energiebesparing van 39%. Deze energiebesparing resulteert in een jaarlijkse emissiereductie van 179 ton (32%) koolstofdioxide (CO 2) en 377 kg (79%) stikstofoxiden (NO x). Het energierendement van het systeem wordt uitgedrukt in de Seasonal Performance Factor (SPF). Dit is een getal dat aangeeft hoeveel MWh t koude en warmte wordt geleverd aan het gebouw per MWh e verbruikte elektriciteit (bron(nen), warmtepomp(en), regeneratievoorziening en overige hulpenergie). De SPF van het bodemenergiesysteem bedraagt minimaal 4,3. Zie bijlage 1 voor de onderbouwing van de SPF /WH/ van 21

12 3 Geohydrologie en effectberekeningen Tabel 3.1 Gehanteerde bodemopbouw 3.1 Bodemopbouw De bodemopbouw in de directe omgeving van de locatie is beschreven op basis van de volgende gegevens: Grondwaterkaart van Nederland Regionaal Geohydrologisch Informatie Systeem (REGIS) Boorbeschrijvingen uit het archief van TNO Bouw en Ondergrond via DINOLoket; Boorbeschrijvingen van gerealiseerde bodemenergiesystemen op Schiphol. Op basis van deze gegevens is de bodemopbouw geschematiseerd (tabel 3.1). diepte lithologie geohydrologische benaming doorlaatvermogen b of weerstand c [m-mv] a [m²/d] of [d] 0-8 klei en fijn zand, veen deklaag 20 m²/d, 700 d 8-70 zand, enkele klei- en veenlenzen 1 e watervoerende pakket 900 m²/d klei 1 e scheidende laag d matig fijn tot zeer grof zand gecombineerde 2 e en 3 e watervoerende pakket m²/d >180 klei en fijn zand hydrologische basis d a maaiveldhoogte: circa -4 m t.o.v. NAP b bepaald met Shepherd en gegevens van gerealiseerde systemen c gemiddelde weerstand: 100 d/m voor klei en 200 d/m voor veen aangehouden. 3.2 Geohydrologische kenmerken De laagste, gemiddelde en hoogste grondwaterstand en de stijghoogte in de watervoerende pakketten zijn weergegeven in tabel 3.2. Tabel 3.2 Grondwaterstand en stijghoogte [m-mv] bron laagste gemiddelde hoogste grondwaterstand peilbuis B25D0562 a 0,80 m-mv 0,70 m-mv 0,60 m-mv 2 e /3 e watervoerende pakket peilbuis B25D0562 a 0,80 m-mv 0,40 m-mv 0,20 m+mv a peilbuis B25D0562 ligt op 480 m ten zuidwesten van de beoogde bronlocaties. De lokale en regionale geohydrologische kenmerken zijn opgenomen in tabel /WH/ van 21

13 Tabel 3.3 Lokale en regionale geohydrologische kenmerken parameter eenheid grondwaterstroming opslagpakket (snelheid) a [m/jaar] 5 grondwaterstroming opslagpakket (richting) a [-] noordwestelijk grondwatertemperatuur (opslagpakket) b [ C] 12 zoet-/brakgrensvlak (chloride 150 mg/l) c [m-mv] 15 brak-/zoutgrensvlak (chloride mg/l) c [m-mv] 40 a bron: REGIS b bron: Database bodemtemperatuurprofielmetingen TNO en IF c bron: Grondwaterkaart van Nederland 3.3 Hydrologische effecten Om de hydrologische effecten van het bodemenergiesysteem te berekenen, is gebruik gemaakt van het hydrologische softwarepakket MLU voor Windows (Multi Layer Unsteady state). Meer informatie over MLU is te vinden op Tabel 3.4 Modelopbouw De bodemopbouw in het model is gebaseerd op de schematisatie van de bodemopbouw uit tabel 3.1. Uitgangspunt is dat de bodemopbouw geldt voor het totale gemodelleerde gebied. In tabel 3.4 is de modelopbouw weergegeven. diepte toelichting doorlaatvermogen weerstand [m-mv] [m²/d] [d] 0,7 a gesloten bovenrand - 0,7-3 zandige deel deklaag 20 b deklaag e watervoerende pakket e scheidende laag e /3 e watervoerende pakket fictieve scheidende laag - 2 c e /3 e watervoerende pakket (filter) fictieve scheidende laag - 4 c e /3 e watervoerende pakket >180 hydrologische basis - a b c de gemiddelde grondwaterstand bedraagt circa 0,7 m-mv (zie tabel 3.2) geschat doorlaatvermogen van de deklaag berekend op basis van anisotropiefactor /WH/ van 21

14 Oppervlaktewater In de omgeving van de locatie is oppervlaktewater aanwezig. In het grondwatermodel is een gesloten bovenrand gedefinieerd. Dit is een worstcase benadering. Schematisatie in tijd Om de stijghoogte- en grondwaterstandveranderingen te berekenen is een berekening uitgevoerd waarbij het systeem op maximaal debiet (165 m³/uur) draait. Aangezien in de praktijk het bodemenergiesysteem slechts gedurende een zekere periode op maximaal debiet draait (en ook doordat een gesloten bovenrand wordt gedefinieerd), zijn de berekende grondwaterstandveranderingen en stijghoogteveranderingen in het eerste en het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket een overschatting van de werkelijk optredende effecten. Hydrologische effecten In tabel 3.5 zijn de berekende hydrologische effecten als gevolg van het bodemenergiesysteem van de G-pier bij maximaal debiet weergegeven. Het hydrologische invloedsgebied is het gebied waarbinnen het effect van het bodemenergiesysteem op de stijghoogte gelijk aan of groter dan 0,05 m is. Het hydrologische invloedsgebied in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket (opslagpakket) reikt tot maximaal 350 meter van de bronnen. Tabel 3.5 Maximale grondwaterstand- en stijghoogteveranderingen watervoerende laag eenheid zomer- en wintersituatie Freatisch [m] <0,01 1 e watervoerende pakket [m] <0,01 2 e /3 e watervoerende pakket [m] 2,25 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. In figuur 3.1 is het berekende hydrologische invloedsgebied in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket (opslagpakket) in de wintersituatie gepresenteerd. 3.4 Hydrothermische effecten De thermische effecten van het bodemenergiesysteem zijn berekend met het programma HstWin-2D. Met het programma HstWin-2D worden warmte- en stoftransport berekend in een verzadigd tweedimensionaal grondwatersysteem. De randvoorwaarden in het HstWin- 2D-model zijn gebaseerd op de geohydrologische beschrijving in paragraaf 3.1. HstWin-2D 65104/WH/ van 21

15 simuleert de grondwaterstroming en het warmtetransport in één laag. Voor de dikte van deze laag is 35 m aangehouden (beoogde minimale filterlengte). In tabel 3.6 zijn de belangrijkste geohydrologische en geothermische invoerparameters opgenomen die bij de berekeningen zijn gebruikt. De warmtegeleidingcoëfficiënten en de warmtecapaciteiten zijn ontleend aan de VDI 4640, Blatt 1/part 1. Tabel 3.6 Modelopbouw HST2D volumetrische warmtecapaciteit [m] [m/d] [W/(mK)] [MJ/(m³K)] geleidende toplaag 80-2,2 2,8 opslagpakket ,4 2,8 geleidende onderlaag - 2,1 2,8 In tabel 3.7 is het onttrekking-/infiltratiepatroon weergegeven. Tabel 3.7 Onttrekking-/ infiltratiepatroon seizoen bedrijfstoestand onttrekken uit infiltreren in [m³/seizoen] winter warmtelevering W K ,5 zomer koudelevering K W ,5 laagnaam dikte doorlatendheid warmtegeleidingcoëfficiënt waterhoeveelheid infiltratietemperatuur [ C] De berekende temperaturen na 20 jaar zijn weergegeven in figuur 3.2. Het hydrothermische invloedsgebied van het bodemenergiesysteem reikt na 20 jaar tot maximaal 190 m van de bronnen. Het hydrothermische invloedsgebied is het gebied ter hoogte van de gemodelleerde bronfilters waarbinnen de temperatuur minimaal 0,5 C afwijkt van de natuurlijke grondwatertemperatuur (12 C). 3.5 Grondmechanische effecten Zetting De stijghoogteveranderingen als gevolg van het open bodemenergiesysteem kunnen zetting veroorzaken. In welke mate deze zettingen daadwerkelijk optreden, hangt af van de zettinggevoeligheid van de aanwezige bodemlagen en van de grootte van de stijghoogteveranderingen. Daarnaast zijn de eerder opgetreden bodembelastingen van belang. Deze zogenaamde voorbelastingen kunnen hebben plaatsgevonden bij extreem lage stijghoogten in droge jaren of door eerdere (tijdelijke) onttrekkingen /WH/ van 21

16 De potentiële zetting is berekend met de formule van Koppejan. Hiervoor is de bodem geschematiseerd conform de opbouw in tabel 3.4. De zettingconstanten zijn ontleend aan NEN-blad bladzijde 20. Via deze methode is een eindzetting van 4 mm berekend (zie bijlage 1). Het zettingsverhang bedraagt in de directe nabijheid van de bronnen (binnen 10 m rondom de bronnen) maximaal 1 m per m. Aan de rand van het berekende hydrologische invloedsgebied bedraagt de berekende eindzetting 1 mm. In werkelijkheid draait het systeem niet continu op maximaal debiet, waardoor de berekende hydrologische effecten een overschatting zijn van de werkelijke hydrologische effecten. De berekende eindzetting is daarom ook een overschatting van de werkelijk optredende zetting /WH/ van 21

17 4 Invloed op omgevingsbelangen 4.1 Grondwaterkwaliteit Invloed van de temperatuur Een verandering van de temperatuur van het grondwater kan het chemisch evenwicht van reacties veranderen. In het kader van het onderzoek Meer met Bodemenergie (MMB, 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 bodemenergie (in het algemeen minder dan 10 C) op de watersamenstelling vaak verwaarloosbaar klein is. Invloed van menging Bij menging van grondwater met een verschillende samenstelling wordt de grondwaterkwaliteit beïnvloed. Een belangrijke conclusie van MMB en het onderzoek door VU/KWR is dat menging bij lage temperatuursystemen het meest bepalende proces is voor de grondwaterkwaliteit. De temperatuureffecten zijn bij temperaturen onder de 25 C ondergeschikt en worden pas bij hogere temperaturen belangrijker. Menging heeft alleen effect op de grondwaterkwaliteit als de samenstelling van het gemengde water verschilt. Hierbij kan worden gedacht aan verschillen in zoutgehalte, hardheid en de redoxtoestand van het grondwater. De invloed van menging treedt alleen op in het gebied waar het mengwater zich bevindt: direct rond de bronnen en stroomafwaarts daarvan. Het grondwater dat bij dit beoogde project gemengd zal worden, is volledig zout, kalkverzadigd en gereduceerd (ijzerhoudend, zuurstof- en nitraatloos). Nadelige effecten zijn dan ook niet te verwachten. 4.2 Verzilting Het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket bevat zout grondwater. Uit de hydrologische berekeningen volgt dat geen stijghoogteveranderingen zullen optreden over het zoet-/brak- en het brak-/zoutgrensvlak. Het zoet-/brak- en het brak-/zoutgrensvlak worden daarom niet door toedoen van het bodemenergiesysteem verplaatst. Verzilting van zoet grondwater door het bodemenergiesysteem treedt niet op /WH/ van 21

18 4.3 Verontreinigingen Op de beoogde locatie van de bronnen zijn geen verontreinigingen bekend via het Bodemloket. Binnen het berekende invloedsgebied van het beoogde energieopslagsysteem bevinden zich mogelijk ondiepe verontreinigingen in de deklaag. De projectlocatie bevindt zich in de Haarlemmermeerpolder. In deze polder is sprake van een kwelsituatie, waardoor eventuele verontreinigingen uit de deklaag niet naar het gecombineerde eerste en tweede watervoerende pakket zullen worden verplaatst. Bovendien heeft het beoogde bodemenergiesysteem nauwelijks effect op de stijghoogte in het eerste watervoerende pakket (zie paragraaf 3.3). Derhalve vormen eventuele verontreinigingen geen aandachtspunt voor energieopslag in het gecombineerde tweede en derde watervoerende pakket. 4.4 Grondwatergebruikers De grondwatergebruikers binnen 750 m van het bodemenergiesysteem van de G-pier zijn geïnventariseerd. Tabel 4.1 geeft een overzicht van de grondwateronttrekkingen, allen ten behoeve van een bodemenergiesysteem. Tabel 4.1 Grondwater onttrekkingen binnen 750 m vergunninghouder project afstand en richting t.o.v. project WVP 1 maximaal debiet vergunde waterhoeveelheid [m] [m³/uur] [m³/jaar] Schiphol Nederland B.V. GH-gebouw 200 m ZO 2 e /3 e Schiphol Nederland B.V. KWS m ZW 2 e /3 e NV Luchthaven Schiphol F-pier 350 m O 2 e /3 e Schiphol Group N.V. WTC II 650 m Z 2 e /3 e Schiphol Hotel property company B.V. Hilton 650 m Z 2 e /3 e NV Luchthaven Schiphol E-pier 750 m O 2 e /3 e WVP = watervoerend pakket Hydrologische invloed van bodemenergiesysteem Alleen het bodemenergiesysteem van GH-gebouw en KWS 3 bevinden zich binnen het berekende hydrologische invloedsgebied van het bodemenergiesysteem van de G-pier (zie Figuur 3.1). De berekende maximale invloed van de G-pier op de stijghoogte ter plaatse van de bronfilters van de omliggende systemen is weergegeven in tabel /WH/ van 21

19 Tabel 4.2 Berekende maximale hydrologische invloed op nabijgelegen systemen project berekende maximale hydrologische invloed 1 [m] GH-gebouw 0,12 KWS 3 0,07 WTC II <0,05 Hilton <0,05 F-pier <0,05 E-pier <0,05 1 positief = versterkend effect, negatief = uitdempend effect De berekende stijghoogteveranderingen bij de bestaande bronnen zijn beperkt en hebben in de praktijk geen effect op de bedrijfsvoering van de betreffende bodemenergiesystemen. De invloed op het rendement van de bestaande systemen is verwaarloosbaar. Thermische invloed van bodemenergiesysteem In figuur 3.2 zijn ook de thermische invloedsgebieden van KWS3 en GH-gebouw weergegeven. Hierin is voor GH-gebouw het maximale thermische effect ter hoogte van het warme bronfilter weergegeven. Uit de figuur is op te maken dan er geen overlap is tussen het bodemenergiesysteem van G-pier en GH-gebouw. Er is wel sprake van overlap van het thermische invloesgebied van KWS3. Gezien de grootte van de bel van KWS3 zal deze beperkte overlap aan de rand van de warme bel van KWS3 geen invloed hebben op het functioneren en rendement van KWS3. De grootte van het thermische invloedsgebied van het bodemenergiesysteem van het GHgebouw overlapt niet met het thermische invloedsgebied van G-pier, maar de bellen liggen wel nabij elkaar. Gezien de beperkte grootte van de thermische bel van GH-gebouw is de invloed van de G-pier op het GH-gebouw nader uitgewerkt. De thermische invloed van het beoogde bodemenergiesysteem van de G-pier op het bodemenergiesysteem van GH-gebouw is bepaald door twee situaties te vergelijken: 1. Bodemenergie bij GH-gebouw en KWS 3 2. Bodemenergie bij GH-gebouw, KWS 3 en G-pier De thermische berekeningen zijn uitgevoerd met de vergunde infiltratietemperaturen en maximaal te verpompen waterhoeveelheden. In de berekening is rekening gehouden met het opstartjaar van de bestaande systemen en de gerealiseerde of vergunde filterlengte en -diepte. Om de invloed op het bodemenergiesysteem van GH-gebouw (een monobronsys /WH/ van 21

20 Temperatuur in C 20 oktober 2016 teem) goed te kunnen berekenen is een 3-dimensionaal thermische model gemaakt in HST3D. De monobron van het GH-gebouw bevindt zich nabij de koude bron van de G-pier. In het model zijn de bronfilters van de G-pier op een diepte van 120 tot 155 m-mv gemodelleerd, zodat deze volledig ter hoogte van het warme bronfilter van GH-gebouw staan (welke op een diepte van m-mv is gerealiseerd). Hierdoor wordt een worst-case invloed op het bodemenergiesysteem van GH-gebouw berekend. Figuur 4.1 toont de resultaten van de uitgevoerde thermische berekeningen. Een eventuele thermische beïnvloeding van het beoogde bodemenergiesysteem van de G- pier op de bestaande bodemenergiesystemen zal merkbaar zijn aan het temperatuurverloop van het onttrokken water uit de koude en warme bronnen van de bestaande bodemenergiesystemen. In Figuur 4.2 is het temperatuurverloop van de koude en warme bron van het GH-gebouw weergegeven in de situatie met KWS 3 en met en zonder het bodemenergiesysteem van G-pier. Figuur 4.2 Temperatuurverloop in de bronnen van GH-gebouw (inclusief KWS 3), met en zonder G-pier warme bron (incl. KWS3) koude bron (incl. KWS3) warme bron (incl. G-pier en KWS3) koude bron (incl. G-pier en KWS3) Tijd in jaren Uit de berekeningen volgt dat het bodemenergiesysteem van G-pier geen invloed heeft op het temperatuurverloop in de bronfilters van GH-gebouw (zie Figuur 4.2 en 4.3). Het bodemenergiesysteem van G-pier heeft dan ook geen invloed op het functioneren en het rendement van het bodemenergiesysteem van het GH-gebouw. De bronfilters van G-pier zullen zo ondiep mogelijk gerealiseerd worden. Verwacht wordt dat de overlap van het bronfilter van G-pier met het warme bronfilter van GH-gebouw klei /WH/ van 21

21 ner zal zijn dan aangenomen in de berekeningen. Mogelijk is er helemaal geen overlap met het warme bronfilter van GH-gebouw. Bij overlap van de filtertrajecten treedt geen beïnvloeding op, dus wanneer er minder of geen overlap van filtertrajecten is, wordt het bodemenergiesysteem van GH-gebouw ook niet beïnvloed. Geconcludeerd wordt dat het bodemenergiesysteem van G-pier geen thermische invloed heeft op de overige bodemenergiesystemen in de omgeving. Cumulatieve zetting De extra invloed van de overige grondwatergebruikers op de grondwaterstand en stijghoogte bij de bronnen van G-pier bedraagt minder dan 0,01 m op de grondwaterstand, 0,01 m in het eerste watervoerende pakket en 0,13 m in het opslagpakket. Hiervoor is een cumulatieve eindzetting van 5 mm berekend bij de bronnen ven G-pier (zie bijlage 2). Aangezien de bestaande systemen al geruime tijd in bedrijf zijn, is een deel van deze zetting reeds opgetreden. 4.5 Grondwaterbescherming De locatie is niet gelegen in een waterwingebied, grondwaterbeschermingsgebied of boringsvrije zone. 4.6 Bebouwing en infrastructuur De berekende grondwaterstandveranderingen zijn beperkt (< 0,01 m). Van grondwateroverlast en langdurige grondwaterstandverlaging is dan ook geen sprake. Ook de berekende stijghoogteverandering in het eerste watervoerende pakket is beperkt (<0,01 m), waardoor de aanwezige spoortunnel niet beïnvloed wordt. De optredende stijghoogteveranderingen kunnen van invloed zijn op bestaande bebouwing en infrastructuur via zettingen. Zettingen In de Nederlandse Norm Geotechniek van 1990 (NEN 6740) 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 zettinggevoelige 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 /WH/ van 21

22 Grondmechanische invloed van bodemenergiesysteem De berekende eindzetting van 4 mm ten gevolge van het bodemenergiesysteem van de G- pier (zie hoofdstuk 3.5) en de daarmee gepaard gaande verschilzetting en de berekende cumulatieve zetting van 5 mm veroorzaakt geen schade aan gebouwen, funderingen, wegen of constructies. 4.7 Natuur en openbaar groen De invloed op de grondwaterstand (hoofdstuk 3.3) is zo gering (kleiner dan 0,01 m ten) dat het bodemenergiesysteem geen invloed heeft op natuur, Vogel- en Habitatrichtlijngebieden, Natuurbeschermingswetgebieden of Ecologische beschermingszones) en openbaar groen. 4.8 Cultuurhistorie en archeologische waarden De invloed op de grondwaterstand (hoofdstuk 3.3) is zo gering (kleiner dan 0,01 m) dat het bodemenergiesysteem geen invloed heeft op eventueel aanwezige cultuurhistorie en archeologische waarden. 4.9 Aardkundige waarden Het bodemenergiesysteem ligt niet in een aardkundig monument of aardkundig waardevol gebied /WH/ van 21

23 FIGUREN 65104/WH/

24 WARME BRON KOUDE BRON 0m 10m 50m 20m 30m 40m

25 -0,05-0,1 E-pier F-pier GH-gebouw 0,1 KWS3 0,05 WTC D-pier Hilton Avioport SHG B-pier 0 m 250 m 500 m 750 m 1000 m koude bron (eigen systeem) warme bron (eigen systeem) koude bron (ander systeem) warme bron (ander systeem) mononbron (ander systeem) Project: Onderwerp: Figuur: Referentie: Bodemenergie G-pier op Schiphol Berekende maximale stijghoogteverandering in het opslagpakket [m] /WH Getek.: Stadium: effectenstudie H. de Jonge Form.: A4 Datum: A: B:

26 situatie einde winter 13 12,5 11,5 E-pier 11 F-pier GH-gebouw KWS3 Hilton WTC D-pier situatie einde zomer 12, ,5 11 F-pier E-pier GH-gebouw KWS3 Hilton WTC D-pier 0 m 250 m 500 m 750 m 1000 m koude bron (eigen systeem) warme bron (eigen systeem) koude bron (ander systeem) warme bron (ander systeem) mononbron (ander systeem) Project: Onderwerp: Figuur: Referentie: Bodemenergie G-pier op Schiphol Berekende temperaturen in het opslagpakket na 20 jaar energieopslag [ C] /WH Getek.: Stadium: effectenstudie H. de Jonge Form.: A4 Datum: A: B:

27 11,5 13,5 situatie einde winter 13 12,5 E-pier 10, ,5 GH-gebouw F-pier 12, ,5 7 10,5 KWS3 7, , ,5 Hilton WTC D-pier situatie einde zomer 14 13,5 12, ,5 GH-gebouw F-pier E-pier 8,5 8 KWS3 11,5 12, , ,5 Hilton WTC D-pier 0 m 250 m 500 m 750 m 1000 m koude bron (eigen systeem) warme bron (eigen systeem) koude bron (ander systeem) warme bron (ander systeem) mononbron (ander systeem) Project: Onderwerp: Figuur: Referentie: Bodemenergie G-pier op Schiphol Berekende temperaturen in het opslagpakket na 20 jaar energieopslag [ C], inclusief KWS 3 en GH-gebouw /WH Getek.: Stadium: effectenstudie H. de Jonge Form.: A4 Datum: A: B:

28 WARME BRON KOUDE BRON 0m 10m 50m 20m 30m 40m

29 File: 1270rr202 Datum: SPF berekening BES, renovatie G-pier Omschrijving Eenheid Komende jaren Eindsituatie koude geleverd aan gebouw [MWh] warmte geleverd aan gebouw [MWh] COPw wp (60 C i.v.m. bestaande sit.) [-] 3,25 3,45 elektra wp verwarmen [MWh] elektra km koelen [MWh] 63 0 elektra pompen wp [MWh] elektra DC koude of warmte leveren [MWh] elektra DC condensor warmte afvoer [MWh] 7 0 elektra WKO [MWh] elektra M&R apparatuur [MWh] Totaal elektra [MWh] SPF [-] 4,3 4,5 pagina 1 van 1

30 -0,05-0,1 E-pier F-pier GH-gebouw 0,1 KWS3 0,05 WTC D-pier Hilton Avioport SHG B-pier 0 m 250 m 500 m 750 m 1000 m koude bron (eigen systeem) warme bron (eigen systeem) koude bron (ander systeem) warme bron (ander systeem) mononbron (ander systeem) Project: Onderwerp: Figuur: Referentie: Bodemenergie G-pier op Schiphol Berekende maximale stijghoogteverandering in het opslagpakket [m] /WH Getek.: Stadium: effectenstudie H. de Jonge Form.: A4 Datum: A: B:

31 Zettingsberekening Versie 29 september 2004 Berekening van eindzetting volgens de methode van Koppejan (combinatie van Terzaghi en Keverling Buisman) Projectnaam: Projectnummer: Datum berekening: Bijlage: Rapport: Specialist: Opmerking(en): G-pier op Schiphol Effectenstudie H. de Jonge berekende eindzetting ter plaatse van de bronnen van G-pier GLG: 0,8 m-mv Gebruikte formule van Terzaghi: z D C s k Ds k ln s k [m-mv] [m] [-] [-] [-] [kg/m3] [N/m²] [N/m²] [mm] materiaal diepte dikte H Cp Cs Conein r sk Dsk Z 0 Onverz.zone 0,8 0, , ,8 Zand 2,2 0, ,00E ,6 9, ,4 Klei , ,4 19, ,4 Zand 62 0, ,00E ,4 29, ,4 Klei , ,4 4321, ,4 Zand 1 0, ,00E ,4 8613, ,4 Zand 35 2, ,00E , ,4 Zand 64 0, ,00E ,4 1079, ,4 Verklaring van de parameters: symbolen verklaring D = Dikte [m] H = Stijghoogteverandering [m] Cp = Primaire zettingsconstante [-] Cs = Seculaire zettingsconstante [-] eenheid 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] 4 IF Technology bv Zettingsberekening

32 situatie einde winter 13 12,5 11,5 E-pier 11 F-pier GH-gebouw KWS3 Hilton WTC D-pier situatie einde zomer 12, ,5 11 F-pier E-pier GH-gebouw KWS3 Hilton WTC D-pier 0 m 250 m 500 m 750 m 1000 m koude bron (eigen systeem) warme bron (eigen systeem) koude bron (ander systeem) warme bron (ander systeem) mononbron (ander systeem) Project: Onderwerp: Figuur: Referentie: Bodemenergie G-pier op Schiphol Berekende temperaturen in het opslagpakket na 20 jaar energieopslag [ C] /WH Getek.: Stadium: effectenstudie H. de Jonge Form.: A4 Datum: A: B:

33 Zettingsberekening Versie 29 september 2004 Berekening van eindzetting volgens de methode van Koppejan (combinatie van Terzaghi en Keverling Buisman) Projectnaam: G-pier op Schiphol Projectnummer: Datum berekening: Bijlage: 2 Rapport: Effectenstudie Specialist: H. de Jonge Opmerking(en): berekende cumulatieve eindzetting ter plaatse van de bronnen van G-pier GLG: 0,8 m-mv Gebruikte formule van Terzaghi: z D C s k Ds k ln s k [m-mv] [m] [-] [-] [-] [kg/m3] [N/m²] [N/m²] [mm] materiaal diepte dikte H Cp Cs Conein r sk Dsk Z 0 Onverz.zone 0,8 0, , ,8 Zand 2,2 0, ,00E ,6 117, ,4 Klei , ,4 152, ,4 Zand 62 0, ,00E ,4 186, ,4 Klei , ,4 5204, ,4 Zand 1 1, ,00E , ,4 Zand 35 2, ,00E , ,4 Zand 64 0, ,00E ,4 2678, ,4 Verklaring van de parameters: symbolen verklaring D = Dikte [m] H = Stijghoogteverandering [m] Cp = Primaire zettingsconstante [-] Cs = Seculaire zettingsconstante [-] eenheid 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] 5 IF Technology bv Zettingsberekening