Pompen - Markermeerdijken Noord-Holland. Syntheserapport. Harold van Waveren Rijkswaterstaat

Transcriptie

1 Pompen - Markermeerdijken Noord-Holland Syntheserapport Harold van Waveren Rijkswaterstaat

2 Inhoud (conform Syntheserapport) 1. Inleiding 2. Watersysteem Markermeer 3. Hydraulische belasting 4. Analyse pompen en effect op MHW s 5. Analyse effect MHW-verlaging op ontwerp Markermeerdijken 6. Analyse overige effecten 7. Synthese, conclusies en aandachtspunten Kwaliteitsborging en onzekerheidsanalyse

3 Voorgeschiedenis 2006: Markermeerdijken afgekeurd => Hoogwaterbeschermingsprogramma : voorbereidend werk en onderzoek, O.a. Dijken op Veen Maart 2015: bijeenkomst Adviesgroep met Deltacommissaris, Directeur-Generaal DGRW en Dijkgraaf HHNK Mei 2015: Technische sessie; besluit Minister onderzoek pompen Juni 2015: Plan van aanpak pompenstudie December 2015: pompenstudie afgerond

4 Hoofdvragen onderzoek 1. Welke pompcapaciteit op de Houtribdijk is nodig om het MHW op het Markermeer significant te verlagen (orde grootte 30 tot 90 cm). Pompcapaciteit? Effect op het MHW? Kosten pompen (LCC)? 2. Wat zijn de effecten daarvan op het ontwerp van de Markermeerdijken tussen Hoorn en Amsterdam. Minder dijkversterking? Voor- en nadelen? Primair tussen Hoorn en Amsterdam Wellicht ook elders op en om het Markermeer

5 Uitgangspunten pompenstudie Huidige modellen, rekenregels en beleid Voorlopig ontwerp (VOPP) Gemiddeld meerpeil onveranderd

6 Inhoud 1. Inleiding 2. Watersysteem Markermeer 3. Hydraulische belasting 4. Analyse pompen en effect op MHW s 5. Analyse effect MHW-verlaging op ontwerp Markermeerdijken 6. Analyse overige effecten 7. Synthese, conclusies en aandachtspunten Kwaliteitsborging en onzekerheidsanalyse

7 Vragen 1. Hoe werkt het watersysteem Markermeer en omgeving? 2. Hoe ontstaan maatgevende omstandigheden? 3. Kan via regulering van het waterpeil de hydraulische belasting worden verminderd? O.a. pompen op Houtribdijk 4. En zo ja: helpt dit om de dijkversterking te voorkomen/beperken? Wat zijn de voor- en nadelen van diverse opties?

8 Aan- en afvoerroutes (maximum debieten) van water rond het Markermeer Neerslag: 10 mm/dag = 100 m3/s Totaal gemalen + neerslag: 400 m3/s

9 IJsselmeerpeil: in extreme omstandigheden staat IJsselmeer hoger dan Markermeer gemiddeld, maximum en minimum per dag, Gemiddeld, maxium en minimum IJsselmeerpeil per dag over de periode 1976 t/m ,50 0,40 0,30 0,20 Gem. Max. MIn. Streefpeil 25% 75% Meerpeil t.o.v. NAP [m] 0,10 0,00-0,10-0,20-0,30-0,40-0,50-0, Dag in het jaar Bron meerpeilen: RWS IJsselmeergebied Bewerkt: Erik Pompert, februari 2013

10 Gemiddeld, maximum en minimum Markermeerpeil per dag,

11 Scheefstand Markermeer door wind

12 Samenvatting t.a.v. Watersysteem Peil fluctueert continu; van dag tot dag en van locatie tot locatie Wind, instroom en uitstroom zijn daarbij belangrijke factoren Het beheer van het Markermeerpeil is mede afhankelijk van watersystemen in een groot gebied rond het IJsselmeer/Markermeer`: o.a. 7 waterschappen (gemalen), IJssel en Vecht (afvoer), Waddenzee en Noordzee (windopzet), Amsterdam-Rijnkanaal/Noordzeekanaal (afvoer) De mogelijkheden om het peil te beïnvloeden zijn in normale omstandigheden goed, bij extreme omstandigheden minder

13 Inhoud 1. Inleiding 2. Watersysteem Markermeer 3. Hydraulische belasting 4. Analyse pompen en effect op MHW s 5. Analyse effect MHW-verlaging op ontwerp Markermeerdijken 6. Analyse overige effecten 7. Synthese, conclusies en aandachtspunten Kwaliteitsborging en onzekerheidsanalyse

14 Vooraf: enkele technische begrippen Hydraulische belasting/randvoorwaarde: Druk van het water op de waterkering bij maatgevende omstandigheden: Meerpeil (beperkt beïnvloedbaar; MHW) Scheefstand (door wind; niet beïnvloedbaar) Golven (door wind) Maatgevend Hoogwater: waterstand met een overschrijdingsfrequentie gelijk aan de norm Maatgevende omstandigheden: Omstandigheden die leiden tot de maatgevende hoogwaterstand

15 Maatgevende omstandigheden ontstaan door een combinatie van windkracht, windrichting en peil Bij peil NAP: -0,30: 8-9 bft uit Oost 9-10 bft uit NO-ZO bft uit N-Z Bij peil NAP: 0,00: 6-7 bft uit O-NO 7-10 bft uit NW-ZO bft uit NW-Z Bij peil NAP: +0,30: 5-6 bft uit N-O 6-7 bft uit N-Z 8-12 bft uit NW-Z , NAP -0,30 0 NAP 0 NAP

16 Overschrijdingskanslijnen westenwind

17 Overschrijdingskanslijnen oostenwind

18 Windfactor t.o.v. januari

19 Maatgevende omstandigheden Golfoploop en - overloop Meerpeil -0,10 a +0,20 m NAP Windkracht: 8-9 Bft Windrichting: Oost-Noordoost

20 Peil 1,1 Peil Maatgevende omstandigheden Stabiliteit Bij toetsing: Meerpeil met piek tot +0,70 m NAP Opgebouwd in ongeveer 4 tot 5 weken Windkracht 4-5 Bft Windrichting: Oost-Noordoost +0,70 0 NAP -0,40 30 dagen Tijd

21 Reguleren peil Markermeer; huidige situatie Normale omstandigheden Waddenzee IJsselmeer Markermeer spui spui Afsluitdijk Extreme omstandigheden Waddenzee spui IJsselmeer Houtribdijk spui Markermeer Afsluitdijk Houtribdijk

22 Inhoud (conform Syntheserapport) 1. Inleiding 2. Watersysteem Markermeer 3. Hydraulische belasting 4. Analyse pompen en effect op MHW s Incl. kosten pompen 5. Analyse effect MHW-verlaging op ontwerp Markermeerdijken 6. Analyse overige effecten 7. Synthese, conclusies en aandachtspunten Kwaliteitsborging en onzekerheidsanalyse

23 Berekeningen pompen en effect op MHW s Pompcapaciteit Afsluitdijk Pompcapaciteit 500, 1000 en 2000 m3/s Pompcapaciteit 2000 m3/s, bij verschillende aanslagpeilen Pompcapaciteit Houtribdijk Pompcapaciteit 50, 150, 300 en 450 m3/s, aanslagpeil -0,27 m NAP Pompcapaciteit 50, 150, 300 en 450 m3/s, aanslagpeil m NAP Pompcapaciteit Houtribdijk + Afsluitdijk Pompcapaciteit 150, 300 en 450 m3/s, aanslagpeil -0,27 m NAP Pompcapaciteit 150, 300 en 450 m3/s, aanslagpeil m NAP Klimaatverandering Toename neerslag en Vecht-/Eemafvoer: +10% en +20%.

24 Conclusies MHW s m3/s levert 30 cm MHW-daling op, 300 m3/s levert 60 cm MHWdaling op, 450 m3/s levert 75 cm MHW-daling op (Markermeer) 2. MHW IJsselmeer stijgt. Ongeveer 3 tot 4 cm per 150 m3/s. 3. Om MHW-stijging op IJsselmeer te compenseren, is een vergelijkbare pompcapaciteit nodig op de Afsluitdijk

25 Analyse kostenkentallen pompen Standaard-Systematiek:50 M per 100 m3/s (bandbreedte: M ) + Database gerealiseerde gemalen + Realistische risico-opslag (35%) - Niet gebaseerd op ontwerp Ir.Vroege/ir Spaargaren: 25 M per 100 m3/s + Gebaseerd op ontwerp + Eenvoudig => vernieuwend + Kleine faalkans? Kostenkental erg klein vergeleken met gerealiseerde gemalen - Kleine post onvoorzien (10%)

26 Kostenkentallen in deze studie Te hanteren kostenkentallen in deze studie: 50 M per 100 m3/s Ondergrens: 25 M per 100 m3/s Standaardsystematiek: 2 pompen van 300 m3/s kosten 300 miljoen euro (+/- 50%) (300 m3/s Houtribdijk en 300 m3/s Afsluitdijk) Ontwerp ir. Vroege/ir. Spaargaren 2 pompen van 300 m3/s kosten 150 miljoen euro

27 Inhoud 1. Inleiding 2. Watersysteem Markermeer 3. Hydraulische belasting 4. Analyse pompen en effect op MHW s 5. Analyse effect MHW-verlaging op ontwerp Markermeerdijken MHW-verlaging 30, 60 en 90 cm Effect op dijkontwerp (fysiek) Effect op kosten (traject Hoorn-Amsterdam) 6. Analyse overige effecten 7. Synthese, conclusies en aandachtspunten Kwaliteitsborging en onzekerheidsanalyse

28 Effect MHW-verlaging op ontwerp Markermeerdijken Inschatting impact op kruinhoogte voor: 8 locaties representatief gekozen voor Markermeerdijken 6 geotechnisch ontwerp, stabiliteit 1 constructief 1 oeverdijk

29 Effecten op het ontwerp Nieuwe ontwerpberekening: Per representatieve doorsnede (totaal 8) Per scenario voor reductie ontwerppeil (30cm, 60cm, 90cm) Schardam Effect op: Ruimtebeslag Hoeveelheden

30 Effecten op het ontwerp (voorbeeld, bij Warder) -0,3 m -0,6 m -0,9 m

31 Resultaten Voor de 8 representatieve locaties geldt: Reductie te zien in ontwerp. Overal nog versterking noodzakelijk Vervolgstappen: Representatieve doorsnedes doorvertalen naar gehele traject Reductie in hoeveelheden per scenario (30, 60, 90 cm MHWverlaging) Reductie in kosten per scenario

32 Besparingen (in miljoen euro) locatie MMD Hoorn- Amsterdam variant Ondergrens besparing investeringskosten in M (incl. BTW) Bovengrens besparing investeringskosten in M (incl. BTW) ontwerppeil -0, ontwerppeil -0, ontwerppeil -0, Kosten pompen (inclusief compensatie op IJsselmeer): Voor MHW-daling van 0,6 m is 2x 300 m3/s nodig: Bij kostenkental 50 M per 100 m3/s : 300 M. Bij kostenkental 25 M per 100 m3/s : 150 M. > 96 M

33 Inhoud 1. Inleiding 2. Watersysteem Markermeer 3. Hydraulische belasting 4. Analyse pompen en effect op MHW s 5. Analyse effect MHW-verlaging op ontwerp Markermeerdijken 6. Analyse overige effecten Analyse kosten/baten overige trajecten langs Markermeer Overige baten 7. Synthese, conclusies en aandachtspunten

34 Analyse kosten/baten overige trajecten langs Markermeer Flevoland (dijkverbetering ): Lelystad-Almere: geen effect (zie notitie KPR) Hydraulische belasting is wind gedomineerd Alleen daling gemiddeld meerpeil werkt door in dijkontwerp Almere-Nijkerk: geen effect (windgedomineerd) Noord-Holland (Nijkerk-Amsterdam): Geen opgave voor 2050 Houtribdijk: minimaal effect (windgedomineerd) Marken: minimaal effect (windgedomineerd) Hoorn-Enkhuizen: geen opgave voor 2050 Conclusie: vrijwel geen extra baten

35 Inhoud (conform Syntheserapport) 1. Inleiding 2. Watersysteem Markermeer 3. Hydraulische belasting 4. Analyse pompen en effect op MHW s 5. Analyse effect MHW-verlaging op ontwerp Markermeerdijken 6. Analyse overige effecten 7. Synthese, conclusies en aandachtspunten Kwaliteitsborging en onzekerheidsanalyse

36 Conclusies Samengevat Uitgaande van huidige modellen/rekenregels en vigerend beleid: 1. Pompen op de Houtribdijk kunnen de hydraulische belasting op de Markermeerdijken significant verlagen. Het effect op het ontwerp is echter zodanig, dat er nog steeds een forse dijkversterkingsopgave resteert.

37 Conclusies MHW s MHW-verlaging van 0,6 m waterstaatkundig het meest effectief: Pompcapaciteit nodig van 300 m3/s op de Houtribdijk. MHW in de buurt van recent opgetreden waterstanden. Vigerend beleid: peilverlaging niet afwentelen op IJsselmeer. Dezelfde pompcapaciteit nodig op Afsluitdijk (extra ten opzichte van wat nu gepland is voor compensatie zeespiegelstijging).

38 Conclusies kosten(kentallen) pompen Standaardsystematiek kostenramingen: 2 pompen van 300 m3/s kosten 300 miljoen euro (+/- 50%) (uitgaande van 300 m3/s Houtribdijk en 300 m3/s Afsluitdijk) Raming ir. Vroege/ir. Spaargaren 2 pompen van 300 m3/s betekent 150 miljoen euro

39 Conclusies effect op dijkontwerp Effect op Ruimtebeslag, hoeveelheden (voorbeeld Warder) Effect op kosten locatie MMD Hoorn- Amsterdam variant Ondergrens besparing investeringskosten in M (incl. BTW) Bovengrens besparing investeringskosten in M (incl. BTW) ontwerppeil -0, ontwerppeil -0, ontwerppeil -0, Voor MHW-daling van 0,6 m is 2x 300 m3/s nodig: Bij kostenkental 50 M per 100 m3/s : 300 M. Bij kostenkental 25 M per 100 m3/s : 150 M. -0,6m NAP > 96 M

40 ENW-advies (dec 2015) Versterkingsopgave met en zonder pompen Bewezen sterkte VOPP als referentie? Impact nieuwe Normering Dijken op Veen Faalkansbegroting Probabilistische benadering waterstanden Pompen Betrouwbaarheid pompen Energiekosten Levensduur Overige baten O.a. risico s overstromingen IJsselmeergebied

41

42 Overige kosten-baten (kwalitatief) Overstromingsschade buitendijks: Minimaal effect Schade buitendijks is voor eigen risico Wateroverlast: Geen effect (gemiddeld peil verandert niet) Overstromingsschade binnendijks/normering Norm verandert niet CPB: Kleinere kans op overstroming op sommige trajecten Minder schade bij overstroming op sommige trajecten Betere inpasbaarheid: Ruimtelijk Cultuur-historisch

43 Conclusies overige kosten-baten (kwalitatief) Vermeden kosten overige dijkversterkingen Markermeer Minimaal effect Overstromingsschade buitendijks: Minimaal effect; Schade buitendijks is voor eigen risico Wateroverlast: Geen effect (gemiddeld peil verandert niet) Overstromingsschade binnendijks/normering Norm verandert niet CPB: kleinere kans op overstroming op sommige trajecten minder schade bij overstroming op sommige trajecten Betere inpasbaarheid: Ruimtelijk, Cultuur-historisch