1 HAALBAARHEID VAN AANPASSING LANGSTALUDS ZOMERBEDVERLAGING

Transcriptie

1 HaskoningDHV Nederland B.V. Logo MEMO Aan : Gerjan Verhoeff en Peter Jesse Van : Johan Henrotte, Ron Stroet Kwaliteitsborging : Lars Hoogduin Kopie : Joost ter Hoeven, Lars Hoogduin, Heleen van de Velde Dossier : BA8401 Project : Zomerbedverlaging IJsseldelta Betreft : Haalbaarheid aanpassing langstaluds, advies Ontgrondingenwet Ons kenmerk : LW-AF (v3) Datum : 18 november 2013 Classificatie : Klant vertrouwelijk 1 HAALBAARHEID VAN AANPASSING LANGSTALUDS ZOMERBEDVERLAGING Naar aanleiding van de analyse van de effecten van zomerbedverlaging voor scheepvaart (memo Scheepvaartanalyse profielverandering zomerbedverlaging Beneden-IJssel, kenmerk: MW-AF , dd 4 november 2013) worden de langstaluds aan de uiteinden van de zomerbedverlaging flauwer uitgevoerd dan in het ontwerp (SNIP3 Deelrapport 1A: Ontwerp Zomerbedverlaging (RHDHV, mei 2013, kenmerk LW-AF , versie 4.0). De aanbevelingen in de memo Scheepvaartanalyse zijn als volgt: De belangrijkste eisen aan het verloop van de overgang van ruim vaarwegprofiel (in de zomerbedverlaging) naar krap profiel (huidige vaarweg, buiten vergraving) zijn: In lengterichting van de rivier dient de verandering van het natte profiel (in m 2 ) lineair te verlopen, met een maximale toename/afname van 2,3 m 2 /m. Voor een goede bestuurbaarheid van schepen wordt aanbevolen de profielverandering niet groter te maken dan 1,5 m 2 /m; Bovenstaande eisen geven een nautisch veilige overgang van diep naar ondiep water. Dit betekent niet dat de schepen er geen invloed van ondervinden. Voor profielveranderingen groter dan het de aanbevolen profielverandering, dat wil zeggen tussen 1,5 m 2 /m en 2,3 m 2 /m, zal de scheepvaart middels bebording op de hoogte worden moeten gebracht van de profielverandering. Deze bebording zal aan moeten geven dat langzaam gevaren moet worden, zodat tijdig afgestopt kan worden. De gewenste profielverandering van 1,5 m 2 /m leidt tot veel flauwere langstaluds dan die in het SNIP3 ontwerpdocument, waarin werd uitgegaan van langstaluds van 1:17. In deze memo wordt onderzocht of de gewenste profielverandering van 1,5 m 2 /m, past binnen de vergravingscontour, of de Zomerbedverlaging nog blijft voldoen aan de topeis (MHW-verlaging) en niet leidt tot toename van ongewenste effecten op IJsselpeil en grondwater. Royal HaskoningDHV, met het hoofdkantoor in Amersfoort, is een van Europa s toonaangevende projectmanagement-, ingenieurs- en adviesbureaus. HaskoningDHV Nederland B.V. is onderdeel van Royal HaskoningDHV. Kamer van Koophandel nr Het kwaliteitssysteem van HaskoningDHV Nederland B.V. is gecertificeerd volgens ISO 9001.

2 Uitgangspunten Bij onderstaande analyse van de haalbaarheid van flauwere langstaluds zijn we uitgegaan van een taludhelling van 1:200 en/of een verandering van de natte doorsnede per strekkende meter langs de rivieras van 1 m 2 /m. Dat zijn waarden die ruimschoots voldoen aan de gewenste profielverandering van 1,5 m 2 /m. Vanuit het oogpunt van het ontwerp en gevolgen voor de effectvoorspellingen (MHW-verlagingen, gemiddelde verlagingen en grondwater) zijn dit conservatieve waarden, omdat de wijzigingen ten opzichte van het ontwerp dat ten grondslag lag aan de SNIP3 documenten het grootst zijn. Bij steilere taluds zijn de gevolgen kleiner, mits de locatie van de insteek niet significant verandert. Antwoorden op de gestelde vragen: 1 Globale dimensionering nieuwe langstaluds, nieuwe langs- en dwarsprofielen. Vraag: passen de aanpassingen van het ontwerp binnen de ontgravingscontour? Antwoord: ja; 2 De gevolgen van flauwere taluds voor de berekende effecten bij MHW en bij gemiddelde afvoeren, op basis van gevoeligheidsanalyses en expertoordeel. Daarmee worden de volgende vragen beantwoord: Blijft de Zomerbedverlaging voldoen aan de topeis? (MHW verlaging 21 cm bij km (Zwolle)? Antwoord: ja. Het ontwerp dat ten grondslag ligt aan het SNIP3 document van mei 2013 (dus met verwijderen Kogge) levert een MHW-verlaging op van 22,2 cm (beheerruimte 12 mm). De aanpassing van het ontwerp bij de Molenbrug kan plaatsvinden zonder gevolgen voor de MHW-verlaging (onzekerheid: - 4mm tot +4 mm). De aanpassing bij de Eilandbrug levert waarschijnlijk een reductie op van de MHW-verlaging van maximaal 3 mm en waarschijnlijk minder. De verwachting is dus dat de aanpassingen leiden tot een MHW-verlaging van 21,9 cm +/- 4 mm. (De onzekerheden zijn onzekerheden over de modeluitkomsten, als met de bestaande modellen het nieuwe ontwerp zou worden doorgerekend); Blijft het effect bij lage waterstanden binnen de randvoorwaarde (maximale verlaging tijdens een representatieve zomerafvoer (ter hoogte van Lobith, m3/s) is bij Zwolle kleiner dan 5 cm). Antwoord: Ja. De berekende effecten op de gemiddelde waterstand bij km 979 zullen waarschijnlijk niet wijzigen. Onzekerheid over deze uitspraak = circa - 5 mm tot + 5mm. (De onzekerheden zijn onzekerheden over de modeluitkomsten, als met de bestaande modellen het nieuwe ontwerp zou worden doorgerekend); Zijn aanvullende hydraulische berekeningen noodzakelijk? Dat hangt af van het doel: o Voor de vergunningprocedure achten wij dit niet noodzakelijk, omdat de onzekerheden niet leiden tot het risico van het niet halen van de top-eis of overschrijden van de toelaatbare effecten op waterstand en grondwater; o Als u t.z.t. ontwerpen van de aannemer wilt toetsen, of de aannemer in de gelegenheid wilt stellen zonder modelberekeningen het ontwerp uit te voeren is een nieuwe berekening wel noodzakelijk (zie ook advies over ontwerpbeschikking hieronder); o De beheerruimte is krap. Deze verandert door de aanpassingen. Als u dat nauwkeuriger wilt vaststellen zijn nieuwe MHW-berekeningen aan te bevelen. Klant vertrouwelijk - 2 -

3 2 ADVIES OVER GEWENSTE AANPASSINGEN AAN DE ONTWERPBESCHIKKING ONTGRONDINGENWET. Tabel 3.1 en artikel 5 van Bijlage 1 Toevoegen onderstaande tabel: Van [km] Tot [km] Lengte Object [km] Bovenstrooms van 992,5 992,5 992,9 0,4 BZ-14 Rivierbodem met mogelijke terugschrijdende erosie Aanlegniveau t.o.v. NAP Oplevering 992,9 993,2 0,3 BZ cm 993,2 993,6 0,4 BZ-15a overgangsprofiel n.v.t. n.v.t. 993,6 994,1 0,5-7,3 6cm 994,1 994,9 0,8-6,7 6cm BZ-15 Rivierbodem 994,9 996,6 1,7-7,2 6cm realisatieprofiel 996, ,4-7,3 6cm Zomerbedverlaging ,3 1,3-7,7 6cm 999,3 1000,2 0,9-7,7 6cm 1000,2 1000,6 0,4 BZ-15b overgangsprofiel n.v.t. n.v.t. 1000,6 1000,9 0,3 BZ-2 Rivierbodem met mogelijke voortschrijdende erosie n.v.t. Benedenstrooms van Toelaatbare afwijking van de gemiddelde aanlegniveau Interventiewaarde onderhoudsbaggerwerk Toelaatbare volumewijziging in het gehele zomerbed n.v.t. Toelaatbare erosie: 0 n.v.t. n.v.t. max 0-1 cm max 0-1 cm n.v.t. Toelaatbare sedimentatie: m3 Toelaatbare erosie: m3 BZ1 Saneringslocatie n.v.t. Toelaatbare erosie: 0 Bijlage 1, artikel 1.10 Rijkswaterstaat heeft ervoor gekozen om voor het begin- en eindtalud van de zomerbedverdieping het advies over de profielverandering per strekkende meter (da/dx),conform memo RHDHV, kenmerk MW-AF van 6 november 2013, te vertalen naar een taludhellingseis van maximaal 1:100 in de aanlegfase, waarbij een flauwer helling mogelijk is binnen de projectcontouren. De 1:100 taludhelling is als volgt berekend, uitgaande van de leggerdieptes. Profiel Bron: Talud Molenbrug Bodemhoogte [m tov NAP] Profiel bij waterstand NAP-0,5 m [m 2 ] Eis: helling (<) Boven 3 Ontwerp -7, ,01 benodigde lengte L [m] da/dx [m 2 /m] bij benodigde lengte Boven 1 Legger -4, , ,7 Talud Eilandbrug Ontwerp -7, ,01 Legger -5, , ,15 Geconstateerd wordt dat de verandering van natte doorsnede bij de Molenbrug circa 1,7 m 2 /m is en bij de Eilandbrug circa 1,15 m 2 /m. Op grond van bovenstaande keuze van Rijkswaterstaat wordt de tekst van Bijlage 1, artikel 1.10 dus: De maximale taludhelling in langsrichting is 1:100. Klant vertrouwelijk - 3 -

4 3 ONDERBOUWING 3.1 Langstalud bij de Molenbrug Passen flauwere taluds binnen de ontgravingscontour? Levert het risico s op voor objecten in en langs de rivier? Afbeelding 1: Schetsontwerp langstalud 1:200 Uitgangspunt voor dit schetsontwerp is een talud van 1:200. Die leiden tot verandering van de baggervolumes (zie Afbeelding 1): V1: circa m 3 V2: circa m 3 Bij een talud van 1:200 komt de insteek van de vergraving op km 993,17. Dat ligt binnen de ontgravingscontour die begint bij km 992,9. Conclusie: dit past. Klant vertrouwelijk - 4 -

5 Schetsen van het dwarsprofiel bij de Molenbrug (ca km , Afbeelding 2) en bodemdieptes op kaart (Afbeelding 3) leiden tot de volgende conclusies: Uitgaande van een talud 1:200 wordt de bodemhoogte bij de Molenbrug NAP-5,8 m. Dat leidt niet tot problemen met de oeverbescherming, omdat de dwarstaluds gelijk blijven.passen de aanpassingen met het uitgangspunt van verlaging van de binnenbocht naar NAP-4,5 m in verband met scheepvaart? Conclusie: ja dat past. Bij een steiler talud (1:100) wordt dit niveau al bereikt bij km 993,2. Dat zou betekenen dat vervolgens tussen 993,2 en 992,9 de bodem weer vlak moet worden aangelegd op NAP-4,5 m. Aandachtspunt: kruisende kabels en leidingen. De verwachting is dat deze diep genoeg liggen, omdat de buitenbocht in de huidige situatie dieper is (NAP-6,2 m) dan de aan te leggen vergraving in de binnenbocht (NAP-5,8 m). Als kruisende kabels en leidingen echter niet vlak zijn gelegd en in de binnenbocht op een geringere diepte liggen, dan kan dat wellicht een conflict opleveren. Het feit dat bij km 993,4 de vergraving abrupt iets smaller wordt en bovenstrooms daarvan geleidelijk smaller wordt betekent dat de taludhellingen, om aan een wens da/dx van 1,0 m 2 /m te voldoen, steiler zouden mogen zijn dan 1:200. Dat verandert niets aan de conclusies. Afbeelding 2: Schets van het dwarsprofiel bij de Molenbrug (ca km ) Klant vertrouwelijk - 5 -

6 HaskoningDHV Nederland B.V. Afbeelding 3: Schets van bodemdieptes Molenbrug op kaart. LW-AF (v3) Klant vertrouwelijk 18 november

7 Wat is het gevolg van flauwere taluds op de berekende effecten op MHW bij Zwolle (km )? In het kader van het beheerplan zijn gevoeligheidsanalyses uitgevoerd op de gevolgen van sedimentatie op de MHW-verlaging bij Zwolle. Conclusies waren: Ontwerp ZBIJ dd januari 2013, met verwijderen Kogge: verlaging MHW bij Zwolle: 22,2 cm Circa 1 jaar sedimentatie: m3 (S1): afname MHW verlaging 6 mm; Circa 3 jaar sedimentatie: m3 (S3): afname MHW verlaging 17 mm; De wijziging van de baggervolumes waren V1 ( m3) en V2 ( m3, zie Afbeelding 1). Uitgaande van een lineaire relatie tussen gebaggerd volume en verlaging van de MHW bij Zwolle, betekent dat een afname van door V1 van -4 mm, en een toename door V2 van +4 mm. Dus: netto geen verandering van de MHW verlaging. Deze veronderstelling van een lineaire relatie is uiteraard niet helemaal correct en er is dus enige onzekerheid (maximaal 4 mm). Wat is het gevolg van flauwere taluds op de berekende effecten op waterstand bij Zwolle, bij representatieve zomerafvoer 1980 m3/sec (Lobith)? In het Sobek model, waarmee de effecten op waterstanden bij een representatieve zomerafvoer zijn berekend, is de insteek gelegd op km 992,5. Dat is worst case. De locatie van de insteek waarover nu gesproken wordt ligt op km 993,4, en de variatie waarover het nu gaat is -250 m. Bij een insteek op km 993,0 is de verlaging bij km980 enigszins kleiner. Er is dus geen risico dat het berekende effect groter wordt dan 5 cm. Hydraulische Analyse Zomerbedverlaging Gevoeligheid gemiddelde verlaging voor plaats insteek 0, ,01 Waterstandverschil in de as van de rivier (m, NAP) -0,02-0,03-0,04-0,05-0,06-0,07-0,08 OLA GEM, insteek 992,5-0,09-0,10 Insteek in Model: 992,5 Gevoeligheid, insteek 993,0 obv lineaire interpolatie Rivierkilometer Afbeelding 4: Gevoeligheid van de waterstandsverlaging bij representatieve zomerafvoer voor de locatie van de insteek. Klant vertrouwelijk - 7 -

8 3.2 Langstalud bij de Eilandbrug Passen flauwere taluds binnen de ontgravingscontour? Levert het risico s op voor objecten in en langs de rivier? In het ontwerp van mei 2013 is de vergraving van het Zomerbed onder de Eilandbrug doorgezet, maar alleen in de rechterhelft van de rivier. Dit met het oog op de bescherming van de langsdam die onder de brug ligt. Er ligt nu al een bodembescherming. Deze wordt in het ontwerp mei 2013 deels tijdelijk verwijderd voor de vergraving, en daarna weer neergelegd en uitgebreid. De ligging van de ontworpen (uitgebreide) bodembescherming staat in Afbeelding 7). Voor de verkenning van de mogelijkheid het talud te verflauwen is als uitgangspunt genomen dat het profiel onder de brug ongewijzigd blijft, zodat we zeker weten dat stabiliteit en bescherming van de langsdam niet in het geding komen (Afbeelding 5). Afbeelding 5: Dwarsdoorsnede Eilandbrug (km 1000,4). Ontwerp ongewijzigd handhaven In stroomafwaartse richting verloopt het talud geleidelijk omhoog tot km 1000,6. Dat blijkt te leiden tot een verkleining van het doorstroomprofiel van circa 1 m 2 /m. Dus dat voldoet ruim aan de gewenste profielverandering van 1,5 m 2 /m (zie Afbeelding 6). Klant vertrouwelijk - 8 -

9 Natte doorsnede bij waterstand NAP-0,5 m 1000,7 1000,6 1000,5 1000,4 1000,3 1000,2 1000, ,9 0 A_ontwerp mei 2013 A_dit schetsontwerp A_Huidig Natte doorsnede[m2] 800 Eilandbrug, ontwerpdoorsnede handhaven Afbeelding 6: Natte doorsneden bij Eilandbrug. Natte doorsneden zijn voor huidige situatie en ontwerp bepaald in de profielen 1000,6, Eilandbrug (1000,4) en 1000,0. De rest is geschat op basis van interpolatie. Aan de stroomopwaartse zijde van de brug is in het ontwerp van mei 2013 een profielvergroting voorzien door een abrupte verbreding van de vergraving. Dat leidt tot een profielvergroting van meer dan 1:1,5. Dit kan worden voorkomen door deze verbreding geleidelijker aan te leggen. Een verloop over een lengte van 70 leidt tot de een profielverandering van 1,0 m2/m. Wat is het gevolg van flauwere taluds op de berekende effecten op MHW bij Zwolle (km )? Tijdens het ontwerpproces van de Zomerbedverlaging is een ontwerp aan de orde geweest waarbij de vergraving doorliep tot 1000,3, en dus niet werd doorgezet naar 1000,6 (donkergroene lijn in Afbeelding 6). Het effect van de verlenging van vergraving naar 1000,6 (van de groene lijn naar de blauwe lijn) leverde een extra verlaging van de MHW bij Zwolle op van orde-grootte 3 mm.. Aanpassing van het ontwerp ten behoeve van flauwere langstaluds (van blauwe lijn naar rode lijn, dus een aanpassing in omgekeerde richting) levert dus een reductie van de verlaging van de MHW bij Zwolle op van maximaal 3 mm, en waarschijnlijk minder. Wat is het gevolg van flauwere taluds op de berekende effecten op waterstand bij Zwolle, bij representatieve zomerafvoer 1980 m 3 /sec (Lobith)? Deze aanpassing is gering, en levert een zeer kleine reductie van de verlaging bij Zwolle op. Klant vertrouwelijk - 9 -

10 HaskoningDHV Nederland B.V. Afbeelding 7: Vergravingscontour en objecten bij Eilandbrug LW-AF (v3) Klant vertrouwelijk 18 november