Locatieplan Zutphen - bijlagen

Transcriptie

1 Locatieplan Zutphen - bijlagen Bijlage A. Bijlage B. Bijlage C. Bijlage D. Bijlage E. Bijlage F. Bijlage G. Bijlage H. Bijlage I. Veel gestelde vragen en antwoorden Akoestisch onderzoek Slagschaduw Externe veiligheid Veldonderzoek ganzen Windstudie Haalbaarheid wind op dijk Enquête Eefde Tegenwind Media overzicht

2 Veel gestelde vragen en antwoorden Zutphen Waarom wil het waterschap energieneutraal zijn? Het waterschap heeft eigen ambities uitgesproken: we willen onze verantwoordelijkheid nemen en 100% energieneutraal worden (Duurzaamheidstrategie 2016). Wij willen het niet laten bij woorden, maar verkennen nu de stappen om die 100% daadwerkelijk te halen. Daarnaast hebben wij, net als andere overheden, ons verbonden aan landelijke en regionale doelen van energie opwekking en energie besparing, zoals in het Klimaatakkoord van waterschappen en het Rijk en in het Gelders Energieakkoord met 100 Gelderse gemeenten, bedrijven en maatschappelijke organisaties. Waarom gebruikt het waterschap niet de energie van de bestaande 3 molens? Het waterschap koopt al haar energie groen in. Wij willen echter de verantwoordelijkheid nemen voor het eigen energieverbruik en wil daarom energie op eigen gronden opwekken. Nederland, Europa en de wereld staan namelijk voor een grote klimaatopgave. In Nederland hebben overheden, bedrijven en organisaties samen ambitieuze duurzame energiedoelen afgesproken. Met het plaatsen van windmolens buiten deze regio, of het inkopen van andermans energie, komen we er niet. Dit zien wij niet als duurzame oplossing. Onderzoekt het waterschap ook andere bronnen van duurzame energie? Het waterschap zet in op de mix van duurzame energie. Daarom verkennen wij de mogelijkheden van de (bewezen) vormen van duurzame energie, zoals zonne-energie, biogas, energie uit stromend water (waterkracht) en ook windenergie, Reden hiervoor is dat wij willen bijdragen aan het verminderen van klimaatgevolgen en 100% energieneutraal willen worden. Wat doet het waterschap aan duurzame energie opwekking? Om de doelstelling van 100% energieneutraal te halen, moeten we evenveel energie opwekken, als dat we verbruiken. Jaarlijks verbruiken we ongeveer 32 miljoen kwh aan elektriciteit (net zoveel als het gebruik van huishoudens) en circa Giga Joules aan brandstoffen zoals aardgas en diesel. Met name het zuiveren van al het afvalwater kost veel energie. We zien mogelijkheden in onderstaande vormen van duurzame energie: - Biogas: Op dit moment wordt in vier rioolwaterzuiveringen biogas opgewekt en omgezet naar elektriciteit. Ook slib van andere zuiveringen wordt hiervoor aangevoerd, want niet alle zuiveringen zijn hier technisch voor ingericht. Dit levert ca. 20% van onze duurzame energievoorziening op. Als ons waterschap al het slib zou benutten voor biogas levert dit maximaal ca. 25% onze duurzame energievoorziening. - Waterkracht: Er zit energie in het stromend water in onze regio. Het waterschap heeft alle stuwen in de beken en rivieren opengesteld voor duurzame energie initiatieven. Hieruit is maximaal 6% van ons verbruik te halen. Voor de stuwen worden nu plannen uitgewerkt samen met bedrijven en andere geïnteresseerden. Zie verder ook - Zonne-energie: Het waterschap onderzoek momenteel wat de wat de mogelijkheden zijn voor het plaatsen van panelen op daken, dijken en andere gronden van het waterschap. Ervaring leert dat voor zonne-energie veel oppervlakte nodig is. Ter illustratie: Als het waterschap energieneutraal wilt worden met zon, zijn zo n 60 voetbalvelden aan zonnepanelen nodig. - Windenergie: Het waterschap heeft laten onderzoeken welke duurzame energie kansen er in haar werkgebied zijn. Hieruit bleek dat er meerdere locaties wettelijk geschikt zijn voor windenergie. Eén windmolen levert ongeveer 6 miljoen kwh per jaar (net zoveel als het verbruik van 1700 huishoudens). Als het waterschap energieneutraal wilt worden met wind, zijn 4 tot 5 windmolens nodig. De verkenning van vier locaties is momenteel gaande. Er

3 staat dus nog niets vast. In maart 2017 wordt een besluit genomen of, en zo ja, waar daadwerkelijk een traject in gang gezet wordt. Uit bovenstaande blijkt dat windenergie voor ons de meest effectieve en efficiënte bijdrage levert aan onze doelen. Dit neemt niet weg dat we ook inzetten op de andere vormen van duurzame energie. Kijk voor de actuele informatie hierover op Wilt u meer weten, kunt u contact opnemen met Peter Brokke, p.brokke@wrij.nl/ Waarom hier windmolens en niet op zee? Het inkopen van energie van windmolens op zee is uiteraard ook een manier om te verduurzamen. We houden deze ontwikkelingen scherp in de gaten. Ons waterschap wil echter de verantwoordelijkheid nemen voor het eigen energieverbruik en daarom energie op eigen gronden opwekken. Nederland, Europa en de wereld staan namelijk voor een grote klimaatopgave. In Nederland hebben overheden, bedrijven en organisaties samen ambitieuze duurzame energiedoelen afgesproken. Met het plaatsen van windmolens buiten deze regio, of het inkopen van andermans energie, komen we er niet. Dit zien wij niet als duurzame oplossing. Waarom een windmolen op deze locatie? We richten ons op diverse locaties waar wij eigenaar van de gronden zijn, de locaties van onder andere onze zuiveringen zijn dan een logisch begin. Adviesbureau Arcadis heeft in opdracht van het waterschap alle eigendommen van het waterschap bestudeerd op mogelijkheden en belemmeringen voor windenergie. Daarbij is rekening gehouden met noodzakelijke wettelijke afstand tot o.a. woningen, natuur, hoogspanningsleidingen en wegen. Het gebied rond de zuivering in Zutphen en enkele andere locaties (RWZI s nabij Duiven, Etten en Olburgen) bleken de meest kansrijke locaties te zijn voor windenergie. Het waterschap heeft nog geen besluit genomen over op welke locaties daadwerkelijk windprojecten gerealiseerd gaan worden. Ook staat het totale aantal windturbines niet vast. We willen eerst bij alle locaties nader en meer gedetailleerd onderzoek doen en daarover met de buren en de gemeente in gesprek gaan. Dit resulteert in een aantal locatieplannen die in maart 2017 gereed zullen zijn. Hoe gaat het proces van besluitvorming verlopen? Er is nog geen formele procedure gestart. De gedetailleerde en volledige (wettelijk) procedure bespreken we in een later stadium met de gemeente. Zodra meer duidelijk is brengen wij u daarvan op de hoogte. De planning van het verdere proces is in hoofdlijnen: Vanaf heden tot maart 2017: Overleg met de buurt, de gemeente en met de provincie. U kunt uw belangen en uw mening kenbaar maken bij het waterschap. Het waterschap zal u voortdurend op de hoogte houden van nieuwe ontwikkelingen en overlegt met u op regelmatige basis. 14 maart 2017: Het Algemeen Bestuur van het waterschap neemt een beslissing over het al dan niet starten van een formele procedure, mede op basis van de lokatieplannen. Als besloten wordt door te gaan, wordt een principeverzoek aan de gemeente gedaan. Eerste helft 2017: De gemeente neemt een besluit over dit principeverzoek. Als de gemeente instemt, zal het waterschap een milieueffectrapport laten maken, waarin alle effecten op de omgeving en op de natuur in beeld worden gebracht. Omwonenden en andere belanghebbenden kunnen daarover op verschillende momenten hun zienswijze geven en invloed uitoefenen. Daarna zal het Algemeen Bestuur een besluit nemen. Tweede helft 2017:

4 Als besloten wordt door te gaan, start de gemeente de formele procedure(s) voor het veranderen van het bestemmingplan en het verlenen van de benodigde vergunningen. Belanghebbenden kunnen indien gewenst hierop inspreken, bezwaar aantekenen en in beroep gaan bij de rechter. Wat zijn de criteria in de besluitvorming van de locatieplannen? In de locatieplannen worden de maatschappelijke, financiële, technische en ruimtelijke (bijv. vergunningen) haalbaarheid in beeld gebracht en afgewogen. Het algemeen bestuur neemt op basis hiervan een besluit. Wat betreft maatschappelijke haalbaarheid gaat het niet alleen over standpunten, maar juist ook om achterliggende vragen, zorgen en belangen. We willen weten waaróm mensen voor of tegen windenergie zijn. Door de vrees en zorg te begrijpen kunnen we zoeken naar oplossingen. Dit gaan we doen op basis van gesprekken en overleg met omwonenden en belangengroepen. De ervaringen uit deze gesprekken worden onderdeel van onze locatieplannen. Hoe open is het planproces en de besluitvorming? Het waterschap is dit traject bewust begonnen als een verkenning: of, waar en hoeveel windmolens er komen, staat nog niet vast. Dit wil zeggen dat wij juist als eerste met de omwonenden in gesprek zijn gegaan over het idee om een windmolen te plaatsen. In deze fase peilen we hoe de omwonenden staan tegenover windmolens, wat hun zorgen, wensen en belangen zijn. Daar hoort ook het gesprek over duurzame energie bij. Gesprekken vinden plaats via besloten bijeenkomsten met direct omwonenden, openbare informatieavonden, excursies, website (vraag & antwoord) en individuele mails, brieven en gesprekken. In maart 2017 besluit het algemeen bestuur of er een vervolgtraject wordt gestart. De stukken zullen voorafgaand aan de besluitvorming gepubliceerd worden, daarnaast kunt u invloed uitoefenen door bijvoorbeeld in te spreken. Hoe hoog wordt de molen? We denken aan maximaal 170 meter tiphoogte. Dat betekent een masthoogte van circa 110 meter plus een wieklengte van circa 60 meter. Let wel, in deze fase zijn de plannen van het waterschap nog niet gedetailleerd uitgewerkt en niet definitief. Hoe zit het met de overlast van slagschaduw? Met slagschaduw wordt de schaduw bedoeld die de wieken van de molen kunnen veroorzaken. Deze doet zich vooral voor als de zon laag staat en de schaduw dus lang is en ver reikt. Wij streven ernaar dat de hinder van bewegende schaduw op vensters van woningen nul uur per jaar wordt (de wettelijke norm staat 5 uur en 40 minuten toe). Hoe zit het met de overlast van geluid en wat zijn de Nederlandse normen? De draaiende rotorbladen maken een licht zoevend geluid. Dit geluid is niet constant en de sterkte hangt af van de windsnelheid. Er zijn wettelijke normen voor de hoeveel geluid die windturbines mogen maken. Daarom staan windturbines altijd op ongeveer minimaal 400 meter van de dichtstbijzijnde huizen. Op die afstand hoor je ongeveer evenveel geluid als van een koelkast. Hoe gaat het waterschap om met het veroorzaken van overlast naar omwonenden? Het afwegen van de nadelen en we realiseren ons dat die juist bij de directe buren het sterkst gevoeld gaan worden - tegenover de voordelen is niet eenvoudig. Om die reden speelt in onze afweging ook mee, dat we de voordelen ook zo veel mogelijk lokaal terug willen laten vloeien. Wij hanteren hierbij de volgende lijnen: 1. Wij verkennen mogelijke locaties, maar alleen daar waar het kan en mag; waar het binnen wettelijke ruimtelijke en milieutechnische kaders past.

5 2. We houden zoveel mogelijk rekening met uw wensen en de overlast zoveel mogelijk verminderen. Onze referentie is niet alleen het wettelijke verplichte niveau. Zo streven wij ernaar dat de hinder van bewegende schaduw op vensters van woningen nul uur per jaar wordt (de wettelijke norm staat 5 uur en 40 minuten toe). 3. We willen de (financiële) voordelen met u delen. Windenergie is financieel rendabel. Investeren in een windproject verdient zich binnen circa 10 à 15 jaar terug. Daarna levert windenergie winst op. Het waterschap biedt aan om de voordelen met de buren en de lokale gemeenschap te delen. Over welke bedragen het zal gaan en in welke vorm valt nu nog niet precies te zeggen, maar de toezegging staat. Samen met u wil het waterschap graag verder verkennen hoe (financiële) participatie in de omgeving vorm kan krijgen. Wat is de relatie met de plannen van IJsselwind? IJsselwind wil 2 windturbines ontwikkelen op grondgebied van de gemeente Zutphen aan de noordzijde van het Twentekanaal. De beoogde locatie van de windturbine van het waterschap valt in het zoekgebied van IJsselwind, op de dijk aan de zuidzijde van het Twentekanaal, nabij het industrieterrein. In het gebied gaat het dus om totaal 3 windturbines, waarvan één op initiatief van het waterschap. Mede op verzoek van de gemeente Zutphen is het gevoerde proces van deze verkenning zoveel mogelijk afgestemd op het proces van IJsselwind. Worden onze woningen minder waard en wie gaat eventuele schade betalen? Of uw woning wel of niet in waarde daalt als gevolg van een windenergieproject is de vraag. Sommige onderzoeken spreken van geen effect andere spreken dat tegen. Recent zijn, gebaseerd op specifieke omstandigheden, enkele planschadeclaims gehonoreerd. Ook zijn er door gemeenten verzoeken tot verlaging van WOZ waarde gehonoreerd, maar daar is nooit een onafhankelijk onderzoek of een rechter bij betrokken geweest. Ook is er een voorbeeld van een gemeente die de eerder verlaagde WOZ later weer terugbracht tot het oude niveau, omdat na de realisatie van het windproject geen markteffecten werden waargenomen. Wettelijk is het volgende geregeld: Een eigenaar van een woning kan een schadeclaim indienen bij de gemeente. De gemeente en een onafhankelijke rechter zullen het verzoek behandelen. Wanneer de rechter bepaalt dat er inderdaad sprake is van planschade (er geldt een ondergrens, een normaal maatschappelijk risico van 2 % wordt daarin gehanteerd) zal de gemeente de schade in rekening brengen bij de initiatiefnemer; in dit geval het waterschap. Het waterschap zal voor ze start met de planologische procedure een overeenkomst met de gemeente sluiten (een anterieure overeenkomst) om dit goed te regelen. Zijn de bestaande 3 molens wel rendabel? Hierover zijn bij het waterschap geen gegevens bekend. Kunnen de stroompieken (bij veel wind) opgevangen worden? De opgewekte stroom zal aan het reguliere netwerk worden geleverd. Op dit moment kan het netwerk de op te wekken stroom aan.

6 WRIJ Windenergie Akoestisch onderzoek t.b.v. locatieplannen van Waterschap Rijn en IJssel

7 WRIJ Windenergie Akoestisch onderzoek t.b.v. locatieplannen van Waterschap Rijn en IJssel. 15 november 2016 Auteur Steven Velthuijsen MSc. Bosch & Van Rijn Groenmarktstraat AV Utrecht Tel: Mail: Web: Bosch & Van Rijn 2016 Behoudens hetgeen met de opdrachtgever is overeengekomen, mag in dit rapport vervatte informatie niet aan derden worden bekendgemaakt. Bosch & Van Rijn BV is niet aansprakelijk voor schade door het gebruik van deze informatie.

8 1 Inhoudsopgave 1 Inhoudsopgave Inleiding en situatiebeschrijving Inleiding Voornemen Te onderzoeken windturbinetypes Wettelijke norm Leeswijzer 5 3 Berekening Bodemabsorptie en reflectie Schermwerking Spectrale verdeling Windaanbod Rekenmethode Mitigatie Cumulatie 7 4 Resultaten Rekenresultaten Laagfrequent geluid Mitigatie 12 5 Conclusie Bijlagen Bijlage A. Contouren groot formaat Hoofdstuk: Inhoudsopgave 2

9 2 Inleiding en situatiebeschrijving 2.1 Inleiding Voorliggend akoestisch rapport is opgesteld om inzicht te krijgen in de geluidsproductie van windturbines op en in de nabijheid van terreinen van Waterschap Rijn en IJssel. Dit rapport is opgesteld voor informatieve doeleinden. Naast de geluidsproductie is ook berekend hoeveel geluid omliggende woningen naar verwachting ontvangen. In de studie is één windturbinetype doorgerekend, te weten de Lagerwey L100-2,5 MW met een ashoogte van 100m. 2.2 Voornemen Figuur 1 toont de locatie van de windturbines. Figuur 1 Ligging van de onderzochte windturbinelocaties. Per locaties zijn alle woningen in de berekening meegenomen die op 2000m of minder van tenminste 1 windturbine liggen. De bron voor deze gegevens is de Basisadministratie Adressen en Gebouwen (BAG), van juli Te onderzoeken windturbinetypes Om inzicht te geven in het geluidsniveau bij woningen in de omgeving is er voor gekozen om één windturbinetype door te rekenen. Dit geeft een representatief Hoofdstuk: Inleiding en situatiebeschrijving 3

10 beeld, maar het is belangrijk om te vermelden dat het geluidsniveau bij de woningen hoger of lager kan zijn als er uiteindelijk wordt besloten om een andere windturbinetype te plaatsen. De afmetingen in dit onderzoek zijn als volgt: Ashoogte: 100m. Rotordiameter: 100m. Tiphoogte: 150m. N.B. Het geluid dat windturbines produceren schaalt niet 1-op-1 met afmetingen; grotere windturbines kunnen stiller zijn dan kleinere. Informatie over het gekozen windturbinetype staat in Tabel 1. Van dit type is de jaargemiddelde geluidsproductie op de vier locaties bepaald. Deze varieert van 106,4 db Lden in Etten tot 106,6 db Lden in Zutphen en Olburgen. Deze variatie wordt veroorzaakt door een verschillende windsnelheid op ashoogte. Tabel 1 Gegevens Windturbinetype Fabrikant Type Ashoogte Rotordiameter Lw,max LE-den m m db db Lagerwey L MW ,0 106,4-106,6 In bovenstaande tabel is Lw,max de maximale bronsterkte van een windturbine, zoals opgegeven door de fabrikant. L E,den is de jaargemiddelde bronsterkte, berekend volgens de L DEN-methodiek. Ook de geluidsnorm voor (onder andere) windturbines is uitgedrukt in L DEN. DEN staat hierbij voor Day-Evening-Night. Dit is een jaargemiddelde bronsterkte, waarbij de avond- en nachtperiode zwaarder meetellen door een straffactor van respectievelijk 5 en 10 db. De jaargemiddelde bronsterkte hangt af van de geluidscurve van de windturbine (hoeveel geluid de windturbine produceert bij elke windsnelheid) en het lokale windaanbod en is berekend met het softwarepakket GeoMilieu 1. De geluidscurve verschilt van type tot type. N.B. Het vreemd ogende feit dat de gemiddelde bronsterkte hoger ligt dan de maximale bronsterkte komt door de straffactoren die in de Lden-methode worden gehanteerd. Wanneer deze niet zouden worden meegenomen is de jaargemiddelde bronsterkte van de hierboven onderzochte windturbine ongeveer 100 db. 2.4 Wettelijke norm De windturbines vallen onder het Activiteitenbesluit milieubeheer. Artikel 3.14a, lid 1: Een windturbine of een combinatie van windturbines voldoet ten behoeve van het voorkomen of beperken van geluidhinder aan de norm van ten hoogste 47 db Lden en aan de norm van ten hoogste 41 db Lnight op de gevel van gevoelige gebouwen, tenzij deze zijn gelegen op een gezoneerd industrieterrein en bij gevoelige terreinen op de grens van het terrein. 2 1 Zie Fout! Verwijzingsbron niet gevonden. voor de berekening van de gemiddelde geluidsemissie van de onderzochte windturbinetype. 2 Onder geluidsgevoelige objecten worden verstaan: woningen, onderwijsgebouwen, ziekenhuizen, verpleeghuizen, verzorgingstehuizen, psychiatrische inrichtingen, kinderdagverblijven, woonwagenstandplaatsen en ligplaatsen voor woonschepen. Vanaf 1 januari 2016 geldt deze norm niet voor geluidsgevoelige objecten op gezoneerd industrieterrein. Er is op de locatie geen sprake van gezoneerd industrieterrein. Hoofdstuk: Inleiding en situatiebeschrijving 4

11 Voor woningen in de sfeer van de inrichting geldt geen maximale geluidsdruk. Dit zijn woningen die deel uitmaken van de inrichting van het windpark. Ze hebben een toezichthoudende functie en zijn met het windpark verbonden. Voor de locaties van het waterschap zijn er, op dit moment, geen woningen aangeduid die behoren tot de sfeer van de inrichting. 2.5 Leeswijzer In Hoofdstuk 3 wordt uitgelegd hoe de berekeningen uitgevoerd zijn. Hoofdstuk 4 presenteert de resultaten van deze berekeningen. Hoofdstuk 4.3 bevat de conclusies. Hoofdstuk: Inleiding en situatiebeschrijving 5

12 3 Berekening Het geluidsniveau bij omliggende woningen is berekend met een rekenmodel waarin de windturbines als puntbronnen zijn opgenomen. Bij de woningen is een ontvangerhoogte van 5 meter aangehouden. Het gebruikte rekenmodel is GeoMilieu De berekening is uitgevoerd conform het Reken- en meetvoorschrift windturbines (Activiteitenregeling milieubeheer, bijlage 4). 3.1 Bodemabsorptie en reflectie De volgende bodemtypen worden onderscheiden met behulp van de bodemfactor B. a. Harde bodems: B = 0 Dit zijn alle bodems die bestaan uit asfalt, bestrating, water, beton en alle bodems waarop veel reflecterende en geluidsverstrooiende objecten staan zoals open procesinstallaties e.d. Vele industrieterreinen zijn als hard aan te merken. b. Absorberende bodems: B = 1 Absorberende bodems zijn alle bodems waarop vegetatie voor kan komen met weinig of geen geluidsverstrooiende objecten. Voorbeelden zijn grasland, akkerland met en zonder gewas, bossen, heide, tuinen. c. Gedeeltelijk absorberende bodems: een mengeling van harde en zachte gronden. Om een uitspraak te doen over de hardheid van de bodem is geburik gemaakt van het Bestand Bodemgebruik Nederland. De shapefile is beschikbaar bij de auteurs, of te genereren uit het Bestand Bodemgebruik Nederland. 3.2 Schermwerking Door de grote bronhoogte is er weinig sprake van afscherming door tussenliggende gebouwen. Dergelijke afscherming is niet meegenomen in de berekening. 3.3 Spectrale verdeling Voor de windturbinetypen en geluidsreducerende modi is een karakteristieke spectraalverdeling aangehouden, die aantoont hoe het geluid is verdeeld over hoge en lage tonen. Voor alle windturbinetypes geldt dat er over een breed spectrum wordt uitgezonden, en dat hoge en lage tonen een kleiner aandeel hebben in de totale geluidsemissie dan gemiddelde frequenties (ca Hz). 3.4 Windaanbod Wanneer er geen gedetailleerde informatie voorhanden is kan het softwarepakket GeoMilieu voor elke windturbine het windsnelheidsaanbod op basis van langjarige gemiddelden van het KNMI berekenen voor zowel dag, avond en nacht. Hoofdstuk: Berekening Voor de vier locaties is door Bosch & Van Rijn een windstudie uitgevoerd, waarin het jaargemiddelde windaanbod op 100m hoogte met grotere betrouwbaarheid is 6

13 bepaald. Daarom maken wij in deze geluidsstudie gebruik van de windsnelheidsverdeling zoals Bosch & Van Rijn deze heeft berekend. Tabel 2 Etten Duiven Zutphen Olburgen Figuur 2 - Windsnelheidsverdelingen op 100m hoogte. Bron: Bosch & Van Rijn, div. windstudies, najaar Het feit dat deze schatting van de windsnelheid geen onderverdeling kent tussen dag, avond en nacht is van ondergeschikt belang ten opzichte van de hogere betrouwbaarheid door validatie a.d.h.v. nabijgelegen windparken. 3.5 Rekenmethode Met het softwarepakket GeoMilieu is voor de opstelling een contour getekend van de norm van 47 db L DEN jaargemiddelde geluidsbelasting. Voor de woningen rondom de windturbines is zowel de L den als de L night waarde berekend. Daarnaast is ook de contour van 42 db Lden getekend. Ook als er geen normoverschrijding plaatsvindt wordt er hoorbaar geluid geproduceerd. Het aantal woningen binnen de 42 db Lden-contour is een aanvullende maatstaf waarmee de windparken kunnen worden beoordeeld. 3.6 Mitigatie Om normoverschrijding te voorkomen kunnen geluidreducerende maatregelen worden getroffen. De windturbines kunnen bijvoorbeeld in een geluidreducerende modus draaien 3 of zelfs worden stilgezet op bepaalde momenten van de dag. De financiële gevolgen van dergelijke maatregelen vallen buiten de scope van een akoestisch onderzoek en worden dan ook niet meegenomen. 3.7 Cumulatie In het geval van de locaties Duiven en Zutphen liggen de beoogde locaties nabij bestaande windturbines. In dat geval is de geluidsbelasting zowel met als zonder cumulatie met deze windturbines berekend. Hoofdstuk: Berekening 3 Geluidsreductie wordt door veel fabrikanten aangeboden: het zijn instellingen van de windturbine, waarbij de geluidsemissie wordt gereduceerd ten koste van energieopbrengst. Op basis van gegevens van fabrikanten blijkt dat de diverse geluidsmodi een reductie tot ca. 5 db kunnen realiseren. 7

14 4 Resultaten 4.1 Rekenresultaten Onderstaande afbeeldingen tonen de 42 en 47 db Lden contour van de mogelijke opstellingen. Een 47 db-lden contour wil zeggen dat de jaargemiddelde geluidsbelasting binnen de contour hoger is dan 47 db Lden en erbuiten lager. De wettelijke norm beoordeelt naast het jaargemiddelde geluidsniveau (LDEN) ook het jaargemiddelde nachtelijke geluidsniveau (Lnight). Hiervan is geen contour getekend. Wel is deze waarde in de tabellen hieronder weergegeven. In de praktijk geldt voor woningen buiten de 47 db Lden-contour vrijwel altijd dat hier ook aan de 41 db Lnight-voorwaarde wordt voldaan. Etten Figuur 3 Locatie Etten 42 en 47 db Lden contouren van de mogelijke opstelling. De opstelling bestaat uit twee windturbines. Er liggen geen woningen binnen de 47 db Lden-contour. Bij negen woningen is de geluidsbelasting hoger dan 42 db Lden. Tabel 3 Woningen met een geluidsbelasting groter dan 42 db Lden. Adres Lnight Lden Gaanderenseweg GD Doetinchem Gaanderenseweg GD Doetinchem Gaanderenseweg GJ Doetinchem Gaanderenseweg GD Doetinchem Gaanderenseweg GD Doetinchem Gaanderenseweg GD Doetinchem Oude IJsselweg GK Terborg Oude IJsselweg 5 A 7061GK Terborg Oude IJsselweg 5 B 7061GK Terborg De dichtsbijgelegen woningen liggen op ca. 180m. van de 47 db Lden-contour. Hoofdstuk: Resultaten

15 Duiven Figuur 4 Locatie Duiven 42 en 47 db Lden contouren van de mogelijke opstelling. De geluidsbelasting inclusief de bestaande windturbines is ook ingetekend. Een opstelling van twee windturbines, nabij het bestaande Windpark Duiven. Er liggen geen woningen binnen de 47 en 42 db Lden-contouren van het windpark (gevulde contouren). Wanneer de gecumuleerde geluidsbelasting wordt beschouwd (open contouren) blijkt dat nog steeds aan de wettelijke norm wordt voldaan. Wel liggen er in dat geval 7 woningen binnen de 42 db Lden-contour. Tabel 4 Gecumuleerde geluidsbelasting van de zes windturbines bij locatie Duiven. Adres Lnight Lden Bandijk BP Lathum Kievitstraat RD Duiven Kievitstraat 2 a 6921RD Duiven Kievitstraat 2 b 6921RD Duiven Kievitstraat RD Duiven Kievitstraat RD Duiven De dichtsbijgelegen woning ligt op 230m van de 47 db Lden contour. Hoofdstuk: Resultaten

16 Zutphen Figuur 5 Locatie Zutphen 42 en 47 db Lden contouren van de mogelijke opstelling. De geluidsbelasting inclusief de bestaande windturbines is ook ingetekend. Locatie Zutphen bestaat uit 1 windturbines langs het Twentekanaal, nabij drie bestaande windturbines op bedrijventerrein De Mars. Er liggen geen woningen binnen de 42 en 47 db Lden-contouren van de nieuwe windturbine (gevulde contouren). Wanneer de gecumuleerde belasting wordt beschouwd (open contouren) zijn er 3 woningen waar de geluidsbelasting hoger is dan 42 db Lden. Tabel 5 Gecumuleerde geluidsbelasting van de vier windturbines bij locatie Zutphen. Adres Lnight Lden Industrieweg CB Zutphen Valkeweg LH Eefde Wellenbergweg RX Voorst De dichtsbijgelegen woning ligt op 130m van de 47 db Lden contour. Hoofdstuk: Resultaten

17 4.1.4 Olburgen Figuur 6 - Locatie Olburgen 42 en 47 db Lden contouren van de mogelijke opstelling. De opstelling bestaat uit twee windturbines. Er liggen geen woningen binnen de 47 db Lden-contour. Bij acht woningen is de geluidsbelasting hoger dan 42 db Lden. Tabel 6 Woningen met een geluidsbelasting groter dan 42 db Lden. Adres Lnight Lden Olburgseweg NB Olburgen Olburgseweg 44 A 7225NB Olburgen Pipeluurseweg ND Olburgen Pipeluurseweg ND Olburgen Pipeluurseweg ND Olburgen Pipeluurseweg 7 A 7225ND Olburgen Prinsenmaatweg NE Rha Prinsenmaatweg NE Rha De dichtsbijgelegen woning ligt op ca. 60 meter van de 47 db Lden contour. 4.2 Laagfrequent geluid Een gedeelte van het geluid dat windturbines produceren heeft een frequentie van Hz en wordt daarom geclassificeerd als laagfrequent geluid. Uit zienswijzen op eerdere windprojecten is gebleken dat de vrees bestaat dat laagfrequent geluid mensen ziek maakt en dat de Nederlandse geluidsnorm onvoldoende bescherming biedt, omdat bij de vaststelling van de voor windturbinegeluid geldende norm van 47 db op basis van Lden met deze informatie geen rekening zou zijn gehouden. Hoofdstuk: Resultaten 11

18 Om deze reden heeft de Staatssecretaris van I&M enige tijd geleden een brief aan de Tweede Kamer gestuurd 4 met twee onderzoeken van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) en een literatuurstudie naar laagfrequent geluid door Bureau LBP/Sight. Op grond van inzichten uit deze onderzoeken concludeert de Staatssecretaris dat de huidige norm voor geluidhinder van windturbines (47 db-lden en 41 db-lnight) en het bijbehorende reken- en meetvoorschrift voldoen en geen wijzigingen behoeven. Laagfrequent geluid draagt inderdaad voor een klein deel bij in de hinderervaring van windturbinegeluid. Echter, deze hinder is op een verantwoorde manier vol doende beperkt door de huidige norm. De Staatssecretaris erkent dat gemiddeld 9 procent van de bewoners van woningen die op de normgrens belast zijn met windturbinegeluid zal zijn gehinderd. Dat is ook in lijn met de toelichting in 2009 van de toenmalige minister van VROM op de ontwerp-norm voor windturbinegeluid. Zoals al eerder is betoogd, is dat een beleidskeuze geweest waarbij de verschillende belangen zijn afgewogen. 4.3 Mitigatie Aangezien er geen geluidsgevoelige objecten zijn waar als gevolg van het voornemen meer dan 47 db L den en/of 41 db L night optreedt zijn er geen mitigerende maatregelen nodig. Hoofdstuk: Resultaten 4 kenmerk brief: IENM/BSK-2014/

19 5 Conclusie In dit onderzoek zijn windturbineopstellingen op vier locaties van het Waterschap onderzocht op akoestische effecten. Hiertoe is een berekening uitgevoerd met de Lagerwey L100 2,5 MW. Er kan bij alle locaties worden voldaan aan de normen uit het Activiteitenbesluit, ook als geluidsproductie van bestaande windturbines wordt meegeteld. Uit de grote afstand tussen de dichtsbijlegen woningen en de 47 db Lden contour volgt dat kleine verschuivingen van de windturbines (met enkele meters) met zekerheid niet leiden tot normoverschrijding. Hoofdstuk: Conclusie 13

20 Bijlagen Hoofdstuk: Bijlagen 14

21 Bijlage A. Contouren groot formaat Hoofdstuk: Bijlagen 15

22 Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 7 Geluidscontour Etten. 16

23 Figuur 8 - Geluidscontour Duiven. Hoofdstuk: Bijlagen 17

24 Figuur 9 - Geluidscontour Zutphen. Hoofdstuk: Bijlagen 18

25 Figuur 10 - Geluidscontour Olburgen. Hoofdstuk: Bijlagen 19

26 Groenmarktstraat AV Utrecht Tel: Mail: Web: Bosch & Van Rijn 2016 Behoudens hetgeen met de opdrachtgever is overeengekomen, mag in dit rapport vervatte informatie niet aan derden worden bekendgemaakt. Bosch & Van Rijn BV is niet aansprakelijk voor schade door het gebruik van deze informatie. Hoofdstuk: Bijlagen 20

27 Slagschaduwonderzoek Locatie Zutphen Opdrachtgevers

28 Slagschaduwonderzoek Locatie Zutphen naar aanleiding van de locatieplannen van Waterschap Rijn en IJssel 12 augustus 2016 Auteur Hans Kerkvliet MSc. Bosch & Van Rijn Groenmarktstraat AV Utrecht Tel: Mail: Web: Bosch & Van Rijn 2016 Behoudens hetgeen met de opdrachtgever is overeengekomen, mag in dit rapport vervatte informatie niet aan derden worden bekendgemaakt. Bosch & Van Rijn BV is niet aansprakelijk voor schade door het gebruik van deze informatie

29 Inhoudsopgave Inhoudsopgave Principe en richtlijnen Ministeriële regeling Stilstandvoorziening Berekening Werkwijze 4 2 Inrichtingsalternatieven Onderzochte opstellingen Gevoelige objecten Cumulatie 7 3 Berekening Windaanbod Zonaanbod Rekenmethode 8 4 Resultaten Slagschaduwcontour Woningen binnen de contour Cumulatie Referentiesituatie Mogelijk nieuwe situatie Overzicht 13 5 Conclusie slagschaduw Bijlage A. Resultaten per woning Bijlage B. Resultaten in detail Bijlage C. Resultaten WindPRO-berekening Pagina 2 van 21

30 1 Principe en richtlijnen Slagschaduw van een windturbine is de bewegende schaduw van de draaiende wieken. Als slagschaduw op het raam van een woning valt kan dat als hinderlijk worden ervaren. 1.1 Ministeriële regeling Windturbines vallen onder het Activiteitenbesluit milieubeheer en de Activiteitenregeling milieubeheer 1. In artikel 3.12 van de Activiteitenregeling is voorgeschreven dat een turbine moet zijn voorzien van een automatische stilstandvoorziening die de windturbine afschakelt indien slagschaduw optreedt ter plaatse van gevoelige objecten 2 voor zover de afstand tussen de turbine en de woning minder bedraagt dan twaalf maal de rotordiameter en gemiddeld meer dan 17 dagen per jaar gedurende meer dan 20 minuten slagschaduw kan optreden. 1.2 Stilstandvoorziening Om normoverschrijding te voorkomen kan een stilstandvoorziening op de windturbine worden aangebracht zoals vermeld in het Activiteitenbesluit. Deze zorgt ervoor dat bij overlast ten gevolge van schaduw de windturbine wordt uitgeschakeld. De voorziening wordt per schaduwgevoelige woning vooraf afgeregeld, aangezien het gaat om specifieke momenten die van te voren bepaald kunnen worden afhankelijk van de zonnestand. Daarnaast wordt gemeten of er daadwerkelijk voldoende zon (en dus slagschaduw) is op die momenten. 1.3 Berekening De stand van de zon is een vast gegeven voor elke datum en elk tijdstip en voor elke breedtegraad. Voor elk object (bijvoorbeeld een windturbine) is het daarom mogelijk een berekening te doen om het tijdvak te bepalen wanneer er slagschaduw valt op een bepaald punt (bijvoorbeeld het raam van een huis). Om dit te kunnen doen is de volgende informatie nodig: De grootte van het object dat slagschaduw veroorzaakt; voor een windturbine is van belang de grootte van de wieken; De positie van de windturbine en het beschaduwde object (met name ten opzichte van elkaar); De ashoogte van de windturbine; 1 Regeling van de Minister van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer van 9 november 2007, nr. DJZ houdende algemene regels voor inrichtingen - Regeling algemene regels voor inrichtingen milieubeheer 2 Onder gevoelige objecten worden verstaan: woningen, onderwijsgebouwen, ziekenhuizen, verpleeghuizen, verzorgingstehuizen, psychiatrische inrichtingen, kinderdagverblijven, woonwagenstandplaatsen en ligplaatsen voor woonschepen. Bron: Wet geluidhinder. Pagina 3 van 21

31 De grootte, richting en oriëntatie (hellingshoek) van het beschaduwde object; met de richting wordt bedoeld hoe het raam (lichtdoorlatende deel van de gevel) gericht is ten opzichte van de windturbine(s), oriëntatie is in het algemeen verticaal, maar ook kan gedacht worden aan een dakraam in een schuin dak onder een bepaalde hoek. De berekening gaat uit van de realistisch gemiddelde situatie. Hiertoe wordt een aantal aannames gedaan om de situatie te benaderen zoals die werkelijk zal optreden: Correctie voor de gemiddelde zonneschijnduur; de zon schijnt (overdag) niet altijd vanwege de aanwezigheid van bewolking (en mist); op basis van klimatologische gegevens van het KNMI voor de gemiddelde zonneschijnduur wordt een maandelijks getal afgeleid voor de kans dat de zon daadwerkelijk schijnt. Voor de zonneschijnduur is op deze locatie gebruik gemaakt van gegevens van station Bocholt. Correctie voor de windsnelheid; bij lage windsnelheden (minder dan ca. 3 m/s) draait een windturbine (nog) niet, bij zeer hoge windsnelheden (boven 25 m/s) wordt een turbine uit veiligheidsoverwegingen stilgezet. Op basis van de gemiddelde windsnelheidsverdeling (op ashoogte) wordt een correctiefactor afgeleid voor de kans dat de windturbine daadwerkelijk draait; dit hangt ook af van de technische specificaties van de windturbine. Als een windturbine niet draait is er immers ook geen sprake van slagschaduw; Voor de windsnelheid is gebruik gemaakt van gegevens van station KNMI-gegevens van station Cabauw. Deze gegevens zijn via een intern ontwikkelde methode aangepast voor de lokale weersomstandigheden. Correctie voor de windrichting; Op basis van windmetingen op de gondel wordt de windturbine zo gedraaid dat de wieken altijd in de richting staan waar de wind vandaan komt. Afhankelijk van de gemiddelde windrichtingverdeling wordt een correctiefactor afgeleid aangezien de grootte en positie van de schaduw verandert met de positie van de gondel. Bovenstaande correcties maken gebruik van statistische klimaatgegevens. De correctie voor de gemiddelde zonneschijnduur wordt op de maandgemiddelde uitkomsten toegepast, de overige twee correcties op de jaargemiddelde uitkomsten. Daarmee is het uiteindelijke resultaat statistisch juist, maar kan geen uitspraak gedaan worden over het optreden van schaduwhinder op individuele dagen. 1.4 Werkwijze Eerst is op basis van bovenstaande gegevens een contour getekend waarbinnen de jaarlijkse slagschaduwduur de normgrens van 5 uur en 40 minuten overschrijdt. Tevens is, op verzoek van Waterschap Rijn en IJssel een contour getekend waarbij 1 minuut slagschaduw voorkomt. Vervolgens kan, indien nodig, voor alle woningen binnen deze contouren berekend worden wat de jaarlijkse slagschaduwduur is. Pagina 4 van 21

32 Pagina 5 van 21

33 2 Inrichtingsalternatieven 2.1 Onderzochte opstellingen Waterschap Rijn en IJssel onderzoekt de mogelijkheden om windturbines te realiseren op eigen terrein of terrein in de omgeving van het Waterschap. In Zutphen wordt er gekeken naar één mogelijke opstelling; een opstelling bestaande uit 1 windturbine. Deze windturbine is gesitueerd op een dijk naast het terrein van het Waterschap Rijn en IJssel. De locatie van de windturbine is te zien in Figuur 1. Voor de slagschaduwberekening is gekozen voor een windturbine met een maximale hoogte van 150 meter. Binnen het palet van mogelijke windturbines is gekozen voor een Lagerwey L met een ashoogte van 100 meter. In Tabel 1 staan de details van dit windturbinetype en van de opstelling. Ook worden daar de details weergegeven van de reeds bestaande windturbines. Figuur 1 - Layout van de onderzochte opstelling Tabel 1 Afmetingen van de windturbines Variant Type Aantal Rotor [m] Vermogen [MW] Ashoogte [m] Totaal vermogen [MW] Opstelling 1 Lagerwey L MW ,0 Bestaande windturbines Enercon E ,0 85 6,0 Pagina 6 van 21

34 2.2 Gevoelige objecten In de omgeving van de onderzochte opstellingen liggen enkele gevoelige objecten. De bron van de locatie van de woningen (rode stippen in onderstaande afbeelding) is de Basisadministratie Adressen en Gebouwen (BAG). Figuur 2 - Gevoelige objecten in nabijheid van de beoogde windturbine. 2.3 Cumulatie Volgens het Activiteitenbesluit wordt cumulatie met andere windturbines en andere slagschaduwbronnen niet beschouwd bij toetsing aan de norm. Echter, in dit rapport is er voor gekozen om zowel inzicht te geven in het aantal uur slagschaduw van de beoogde windturbine als inzicht in de cumulatieve hoeveelheid slagschaduw als gevolg van de reeds bestaande windturbines. Dit is gedaan, vanwege de informatieve doeleinde van dit rapport. Pagina 7 van 21

35 3 Berekening 3.1 Windaanbod Voor de slagschaduwberekening is gebruik gemaakt van de meteorologische data van het KNMI-station in Cabauw, waarna de gegevens zijn aangepast via een intern ontwikkelde methode voor de lokale omstandigheden. Onderstaande grafieken geven de langjarige windsnelheids- en richtingsverdeling weer. Windrichtingsverdeling (uren per jaar, > 1m/s) N 1500 NNW 1000 WNW 500 Locatie: KNMI station Cabauw NNO ONO Windsnelheid (uren per jaar) Windsnelheid (uren per jaar) W 0 O WZW OZO 200 ZZW Z ZOO Windrichting Figuur 3 - Gegevens windrichting en -snelheid. Bron: KNMI-station Cabauw 3.2 Zonaanbod Het zonaanbod is in de berekening gebaseerd op het zonaanbod in Bocholt, Duitsland (de dichtstbijzijnde meetpost). Zie de bijlage met de WindPROrekenresultaten voor de precieze waarden. Zomer- & wintertijd hebben geen effect op de duur van de schaduw, maar wel op het moment van de dag waarop schaduw plaatsvindt. Tijdswijzigingen vinden plaats iedere laatste zondag van maart en laatste zondag van oktober. Het effect hiervan is meegenomen in de berekening. 3.3 Rekenmethode Met het softwarepakket WindPRO is voor de opstelling twee contouren getekend van de norm van 5:40 uur slagschaduw per jaar en van 0:01 per jaar. Om in geval van overtreding van de norm toch een aanvaardbaar woon- en leefklimaat te kunnen garanderen en daardoor te voldoen aan de norm kunnen de windturbines voorzien worden van een stilstandsvoorziening. Deze zorgt ervoor dat bij overlast bij gevoelige objecten ten gevolge van schaduw de windturbine wordt uitgeschakeld. De voorziening wordt per schaduwgevoelige woning op de turbine aangebracht en vooraf afgeregeld, aangezien het gaat om specifieke momenten die van te voren bepaald kunnen worden afhankelijk van de zonnestand. Pagina 8 van 21

36 Daarnaast wordt gemeten of er daadwerkelijk voldoende zon (en dus slagschaduw) is op die momenten. Elk uur dat een turbine moet worden stilgezet leidt tot opbrengstverlies. In deze analyse is de opbrengstverlies berekend op basis van het aantal uur slagschaduw gedeeld door het totaal aantal draaiuren in een jaar (gebaseerd op de windsnelheidsverdeling uit Figuur 3 en de cut-in en cut-out windsnelheid van de betreffende turbine). Uit deze berekening volgt een verliesfactor. Pagina 9 van 21

37 4 Resultaten 4.1 Slagschaduwcontour Onderstaande afbeelding toont de slagschaduwcontouren van 5 uur en 40 minuten en 0 uur en 1 minuut slagschaduw per jaar, uitgaande van een realistische meteorologische situatie (in tegenstelling tot een worst case scenario). Dit wil dus zeggen dat er binnen de lijn naar verwachting jaarlijks meer dan 5:40 uur of 0 uur en 1 minuut slagschaduw optreedt, en erbuiten minder. Figuur 4 5:40u en 0:01u slagschaduwcontouren van de opstelling. Hierbij zijn ook woningen van derden weergegeven. Dit zijn immers de objecten waar de slagschaduw opvalt. (Er liggen geen andere gevoelige objecten, zoals scholen en ziekenhuizen, binnen en nabij de contour). 4.2 Woningen binnen de contour Op de locatie van elke woning nabij het windpark is uitgegaan van een verticale schaduw receptor van 5 meter hoog en 5 meter breed, beginnend op 50 cm hoogte. De receptoren zijn in alle richtingen gevoelig voor slagschaduw, en er is geen rekening gehouden met obstakels als bebouwing en begroeiing. Eventueel hoogteverschil van het maaiveld is niet in de berekening opgenomen. Er bevinden zich (volgens de Basisregistratie Adressen en Gebouwen (BAG)) 1 woning van derden binnen de 5 uur en 40 minuten slagschaduwcontour en 85 woningen van derden binnen de 0 uur en 1 minuut slagschaduwcontouren. Zie Bijlage A voor een lijst van adressen die meer dan 1 uur per jaar slagschaduw ontvangen. Pagina 10 van 21

38 Tabel 2 Aantal woningen binnen de slagschaduwcontour Woningen binnen de 5:40 uur slagschaduwcontour Woningen binnen de 0:01 uur slagschaduwcontour Opstelling Slagschaduw per woning In Bijlage A is voor elke woning van derden die meer dan 1 uur slagschaduw ontvangt van de opstelling beschreven hoeveel slagschaduw te verwachten is per jaar. Slagschaduw per opstelling en opbrengstderving De tabel hieronder geeft weer hoe lang elke opstelling jaarlijks moet worden uitgeschakeld om alle slagschaduw op woningen te voorkomen. Tevens wordt de opbrengstderving als gevolg van de mitigatie weergegeven. Dit wordt berekend door de jaarlijkse aantal uren stilstand als gevolg van mitigatie te delen door het jaarlijkse aantal operationele uren van het windpark. Op deze manier wordt er een grove inschatting van de opbrengstderving gemaakt als gevolg van de stilstand bij woningen. Hierbij is, op basis van de windgegevens van KNMI station Cabauw en de technische specificaties van de turbines, uitgegaan van ca 8490 draaiuren per jaar voor beide alternatieven. Tabel 3 Benodigde stilstand in uren per jaar om alle slagschaduw te voorkomen Opstelling Derving [uu:mm] [%] Opstelling 1 28:23 0,34 Om aan de norm te voldoen mogen woningen echter 5 uur en 40 minuten slagschaduw ontvangen. Om hieraan te voldoen is dus minder stilstand nodig dan wanneer alle slagschaduw wordt voorkomen. Tabel 4 geeft de derving indien de hoeveelheid slagschaduw bij woningen wordt gereduceerd tot 5:40 uur. Tabel 4 Benodigde stilstand in uren per jaar om aan de norm te voldoen. Opstelling Derving [uu:mm] [%] Opstelling 1 0:33 0, Cumulatie Ten westen van de beoogde windturbine staan 3 windturbines. Wanneer we deze opnemen in de slagschaduwberekening wordt de contour anders Referentiesituatie In de huidige situatie wordt al slagschaduw geproduceerd in de omgeving van het plangebied. In Figuur 5 is de slagschaduw weergegeven van de huidige situatie. Hierbij is uitgegaan van de gegevens zoals ashoogte en windturbinetype van het windpark. Pagina 11 van 21

39 Figuur 5 Contouren van huidige situatie Mogelijk nieuwe situatie Uit onderstaande figuur blijkt dat de 5:40 uur contour vooral verschuift in oostelijke richting van de referentiesituatie. Dit komt doordat de windturbine oostelijk is gesitueerd ten opzichte van de bestaande windturbines. Figuur 6 Contouren nieuwe situatie Verder leidt cumulatie tot een beperkte vergroting van de 5:40 uur slagschaduw contour van de beoogde windturbine en van de referentiesituatie. Er vallen nu Pagina 12 van 21

40 4.3.3 Overzicht twee woningen van derden binnen de 5 uur en 40 minuten contour terwijl dit in de referentiesituatie één woning was. Onderstaande tabel toont voor alle woningen met een gecumuleerde geluidsbelasting van tenminste 5 uur en 40 minuten als gevolg van het voornemen de waardes voor en na realisatie van het voornemen. Beoogde Referentie [uu]:mm [uu]:mm Meijerinkstraat 40, Zutphen 7:29 1:19 Wellenbergweg 2, Voorst 6:63 6:38 Pagina 13 van 21

41 5 Conclusie slagschaduw Bij de beoogde windturbine heeft één woning meer slagschaduw dan volgends de Activiteitenregeling is toegestaan. Om aan de wettelijke norm voor slagschaduw te voldoen zal een stilstandsvoorziening in de windturbine moeten worden aangebracht. Deze voorziening schakelt de turbine uit wanneer deze normoverschrijdende slagschaduw veroorzaakt, afhankelijk van tijd, datum, windrichting en bewolking. Met meteorologische gegevens is voor de beoogde windturbine berekend hoe lang de turbine moet worden stilgezet om slagschaduw op woningen te reduceren tot 05:40 uur norm. Voor de beoogde windturbine levert dit een verlies op van ongeveer 0,01% van de energieopbrengst. Verder is er berekend hoeveel stilstand er benodigd is om alle slagschaduw op woningen in de omgeving te voorkomen. Voor de beoogde windturbine levert dit een verlies op van ongeveer 0,34% van de energieopbrengst. Hierbij geldt dat dergelijke stilstand een zeer kleine opbrengstderving tot gevolg heeft, die rendabele opbrengstderving niet in gevaar brengt. Pagina 14 van 21

42 Bijlage A. Resultaten per woning Hieronder staan de woningen die meer dan 1 uur slagschaduw ontvangen van de beoogde windturbine. De adresgegevens komen uit de Basisadministratie Adressen en Gebouwen (BAG), download van juli Uren schaduw per jaar, per opstelling. Woonplaats Adres Slagschaduw Eefde Meijerinkstraat 9 01:51 Eefde Meijerinkstraat 36 01:03 Eefde Mettrayweg 17 01:38 Eefde Mettrayweg 17a 01:44 Eefde Mettrayweg 22 01:07 Eefde Mettrayweg 24 01:06 Eefde Mettrayweg 26 01:07 Eefde Mettrayweg 28 01:08 Eefde Mettrayweg 30 01:10 Eefde Mettrayweg 32 01:14 Eefde Valkeweg 1 03:22 Voorst Wellenbergweg 2 01:41 Zutphen Deventerweg 247a 01:14 Zutphen Deventerweg 247c 01:21 Zutphen Deventerweg 247d 02:33 Zutphen Deventerweg 247e 01:57 Zutphen Deventerweg :26 Zutphen Meijerinkstraat 40 06:13 Zutphen Mettrayweg 3 01:20 Zutphen Mettrayweg 5 01:26 Zutphen Mettrayweg 7 01:12 Zutphen Mettrayweg 9 01:07 Zutphen Mettrayweg 11 01:06 Zutphen Mettrayweg 13 01:08 Zutphen Mettrayweg 15 01:09 Zutphen Mettrayweg 18 01:04 Zutphen IJslandsestraat 10 02:51 Zutphen IJslandsestraat 14 04:26 Pagina 15 van 21

43 Bijlage B. Resultaten in detail De afbeeldingen op de volgende pagina s tonen de slagschaduwcontouren waarbinnen jaarlijks meer dan 5 uur en 40 minuten en 0 uur en 1 minuut slagschaduw per locatie optreedt. Pagina 16 van 21

44 Pagina 17 van 21

45 Pagina 18 van 21

46 Pagina 19 van 21

47 Bijlage C. Resultaten WindPRO-berekening

48 Windenergielocaties Kwantitatieve risicoanalyse

49 Windenergielocaties Kwantitatieve risicoanalyse 9 Maart 2016 Auteur Drs. Ing. Jeroen Dooper Hans Kerkvliet MSc. Bosch & Van Rijn Groenmarktstraat AV Utrecht Tel: Mail: info@boschenvanrijn.nl Web: Bosch & Van Rijn 2016 Behoudens hetgeen met de opdrachtgever is overeengekomen, mag in dit rapport vervatte informatie niet aan derden worden bekendgemaakt. Bosch & Van Rijn BV is niet aansprakelijk voor schade door het gebruik van deze informatie.

50 Hoofdstuk: Inhoudsopgave Inhoudsopgave 1 Inleiding Achtergrond Locaties Leeswijzer 3 2 Risico s windturbines Beoordelingskader Gebouwen Risicovolle installaties Buisleidingen voor transport van gevaarlijke stoffen Hoogspanningsleidingen 6 4 Risicoanalyse Gebouwen Risicovolle installaties Buisleidingen Hoogspanningsleidingen 18 5 Conclusies Bebouwing Risicovolle inrichtingen (BEVI-inrichtingen) Buisleidingen Hoogspanningslijn 22 Bijlagen Bijlage A. Locaties Bijlage B. Risicocontouren en werpafstanden Bijlage C. Berekening werpafstand Bijlage D. Werpafstanden turbinetypes Bijlage E. (Beperkt) kwetsbare objecten

51 Hoofdstuk: Inleiding 1 Inleiding 1.1 Achtergrond Bosch & Van Rijn heeft een kwantitatieve risicoanalyse uitgevoerd voor drie mogelijke locaties voor windturbines op terreinen van Waterschap Rijn en IJssel (WRIJ) op bedrijventerrein De Mars, te Zutphen. 1.2 Locaties Uit een belemmeringenkaart zijn drie mogelijke locaties naar voren gekomen waar kansen bestaan voor de ontwikkeling van windturbines op terreinen van WRIJ op bedrijventerrein De Mars, te Zutphen. De drie mogelijke locaties zijn: 1. Op terrein van de zuivering, kavel met toekomstige alginaatfabriek 2. Op dijk ten Zuiden van Twentekanaal 3. Op dijk ten Noorden van Twentekanaal Hierbij moet worden vermeld dat locatie 2 en 3 elkaar uitsluiten, omdat deze locaties te dicht bij elkaar liggen; Dit houdt in dat deze locaties niet samen gerealiseerd kunnen worden. Figuur 1 Belemmeringen inclusief mogelijke locaties voor windturbines 1.3 Leeswijzer In hoofdstuk 2 worden de externe veiligheidsrisico s van windturbines beschreven. Hoofdstuk 3 bevat het toetsingskader voor de beoordeling van de (toename) van externe veiligheidsrisico s. In hoofdstuk 4 zijn de berekeningen opgenomen die zijn uitgevoerd voor de verschillende locaties. Hoofdstuk 5 bevat de conclusies waarin de berekende waarden worden getoetst aan het in hoofdstuk 3 beschreven toetsingskader. 3

52 Hoofdstuk: Risico s windturbines 2 Risico s windturbines Risico s van een windturbine voor de omgeving bestaan uit 3 typen falen: 1. het afbreken van (een gedeelte van) een windturbineblad; 2. het omvallen van een windturbine door mastbreuk; 3. en het naar beneden vallen van de gondel en/of rotor. Het afbreken van een windturbineblad vormt een risico binnen de straal van de maximale werpafstand. Hierbij worden twee scenario s onderscheiden; werpafstand bij nominaal toerental en de werpafstand bij overtoeren. Het omvallen van een windturbine vormt een risico binnen een straal van de maximale valafstand van de windturbine (tiphoogte). Het naar beneden vallen van de gondel en/of rotor vormt een risico binnen een afstand van de wieklengte. Op basis van generieke faalfrequenties (bijlage A van HRW 2014), het kogelbaanmodel (bijlage C van HRW 2014) en de parameters van de referentiewindturbine zijn de werpafstanden en risicocontouren berekend. In bijlage C zijn de gehanteerde formules opgenomen. Bijlage D bevat van de referentiewindturbine een overzicht van invoerparameters en resultaten van de berekeningen. Hieruit volgen de afstanden die zijn weergegeven in tabel 1. Voor elke windlocatie is gebruik gemaakt van dezelfde referentieturbine, namelijk de Lagerwey L100. Tabel 1 Risicocontouren en maximale werpafstanden van onderzochte windturbinetypen Risicocontouren Max. werpafstand Wtb type Ashoogte (meter) 10-5 (meter) 10-6 (meter) Nom. toerental (meter) Overtoeren (meter) L100-2, De windturbines kunnen een risico verhogend effect hebben op nabijgelegen gebouwen, installaties en infrastructuur. Voor de mogelijke windlocaties zijn de volgende onderwerpen relevant: Gebouwen Risicovolle installaties Buisleidingen Hoogspanningsleidingen 4

53 Hoofdstuk: Beoordelingskader 3 Beoordelingskader 3.1 Gebouwen De normstelling omtrent windturbines en objecten waar personen verblijven volgt uit het Activiteitenbesluit: 1. Het plaatsgebonden risico voor een buiten de inrichting gelegen kwetsbaar object, veroorzaakt door een windturbine of een combinatie van windturbines, is niet hoger dan 10-6 per jaar. 2. Het plaatsgebonden risico voor een buiten de inrichting gelegen beperkt kwetsbaar object, veroorzaakt door een windturbine of een combinatie van windturbines, is niet hoger dan 10-5 per jaar. Zie bijlage E voor de definities beperkt kwetsbare en kwetsbare objecten. Op de 10-6 contour heeft een persoon die onafgebroken en onbeschermd op die plaats zou verblijven, een kans op overlijden van één keer in de miljoen jaar als rechtstreeks gevolg van een falende windturbine. Op de 10-5 contour is deze kans één keer in de honderdduizend jaar. 3.2 Risicovolle installaties Indien de windturbines niet substantieel bijdragen aan een verhoging van de risico s van de inrichting zullen de voor de inrichting geldende risicoafstanden niet significant wijzigen. Dat betekent dat toetsing aan de afstanden tot (beperkt) kwetsbare objecten ook na plaatsing van de windturbines niet tot belemmeringen leidt. Om dit te toetsen kan in eerste instantie naar de toename van de catastrofale faalfrequentie van risicovolle installaties behorende tot de inrichting worden gekeken. Indien deze toename een bepaalde richtwaarde niet overschrijdt dan is plaatsing van de windturbine uit oogpunt van risicobeoordeling toegestaan. Als uitgangspunt voor deze richtwaarde wordt volgens het Handboek Risicozonering Windturbines 1 10% gehanteerd. Indien de toename deze richtwaarde overschrijdt, is plaatsing niet direct uitgesloten, maar wordt door een uitgebreidere analyse bepaald of er na plaatsing nog steeds voldaan wordt aan de normen uit het BEVI: De grenswaarde, bedoeld in artikel 4, eerste lid, voor kwetsbare objecten is 10-6 per jaar. De richtwaarde, bedoeld in artikel 4, tweede lid, voor beperkt kwetsbare objecten is 10-5 per jaar. 1 Handboek Risicozonering Windturbines,

54 Hoofdstuk: Beoordelingskader 3.3 Buisleidingen voor transport van gevaarlijke stoffen Voor gasleidingen hanteert Gasunie N.V. een adviesafstand waarbuiten geen substantiële negatieve invloed van een windturbine is te verwachten. Deze afstand is gelijk aan de maximale werpafstand bij nominaal toerental. Voor bovengrondse installaties hanteert de Gasunie een adviesafstand gelijk aan de maximale werpafstand bij overtoeren. Dit betreft echter geen wettelijke grenswaarde. In overleg met Gasunie en afhankelijk van een locatie specifieke risicoanalyse zijn kleinere afstanden vergunbaar. In dat geval wordt getoetst aan artikel 6 van het Besluit Externe Veiligheid Buisleidingen: Het plaatsgebonden risico voor een kwetsbaar object, veroorzaakt door een buisleiding, mag niet hoger zijn dan 10-6 per jaar. De exploitant voert de aanleg of vervanging van een buisleiding zodanig uit dat het plaatsgebonden risico van de buisleiding op een afstand van vijf meter (belemmerende strook) gemeten vanuit het hart van de buisleiding niet hoger is dan 10-6 per jaar. Bij regeling van Onze Minister kan voor een bepaalde categorie van buisleidingen een andere afstand tot de buisleiding worden vastgesteld waarbuiten het plaatsgebonden risico de norm van 10-6 niet mag overschrijden, of tijdelijk een hoger risico worden geaccepteerd. 3.4 Hoogspanningsleidingen Er bestaat geen wettelijke kader voor de invloed van windturbines op hoogspanningslijnen. TenneT heeft in het Handboek Risicozonering (versie 3.1, 2014) een adviesafstand opgenomen voor het transportnetwerk van 110kV tot en met 380kV. Deze adviesafstand is gelijk aan de aan de maximale werpafstand bij nominaal toerental. Dit betreft echter geen wettelijke grenswaarde. Wanneer er niet wordt voldaan aan de afstandseis, vraagt Tennet om met hen in overleg te treden. TenneT zal op basis van het concrete geval bepalen welk risico voor de betreffende asset op dat moment kan worden aanvaard. Als eerste richtlijn kan gebruikt worden dat windturbine(s) de kans op falen van de verbinding met 10% mag verhogen. Deze additionele faalkans wordt gerelateerd aan de al aanwezige faalkans van de verbinding tussen de aangrenzende verdeelof transformatorstations. Aangezien er geen standaard faalfrequentie van een hoogspanningsverbinding bestaat, dient in alle gevallen overleg en afstemming met TenneT plaats te vinden. 6

55 Hoofdstuk: Risicoanalyse 4 Risicoanalyse 4.1 Gebouwen Locatie 1 De berekende 10-5 en 10-6 contouren zijn weergegeven op de kaart. Per locatie is nagegaan of kwetsbare of beperkt kwetsbare objecten aanwezig zijn. Voor de gebouwen binnen de 10-6 contour is nagegaan of sprake is van een kwetsbaar object betreft (risicokaart.nl). In Bijlage B zijn de risicocontouren en werpafstanden van de referentieturbine te vinden. Figuur 2 - Risicocontouren rond de windturbine (locatie 1). Op basis van de berekende risicocontouren voor PR 10-5 en PR 10-6 (zie tabel 1) kent locatie 1 de volgende aandachtspunten: 1. De 10-5 contour valt over het bedrijfsgebouw ten noorden van de locatie. Een oplossing hiervoor zou zijn het verschuiven van de windturbine. Echter lijkt verschuiven niet mogelijk vanwege de Gasunie leiding. Een tweede oplossing zou zijn om het bedrijfsgebouw tot de inrichting te laten behoren. 2. De 10-6 contour valt over een kwetsbaar object (Reparco). Om te voldoen aan de veiligheidsnorm zijn verschillende oplossingen mogelijk met betrekking tot dit object: a. Het verschuiven van de turbine naar het westen zodat de 10-6 contour niet meer over het gebouw valt. b. Een windturbine kiezen met een kleinere 10-6 contour waarbij de lengte van de 10-6 contour maximaal 142m mag zijn. c. Het gebouw onderdeel van de inrichting maken. d. Onderbouwen dat de contour niet ligt op het kwetsbare gedeelte van het gebouw 7

56 Hoofdstuk: Risicoanalyse Locatie Locatie 3 Figuur 3 Risicocontouren rond de windturbine (Locatie 2) Uit bovenstaande figuur is op te maken dat zich geen (beperkt) kwetsbare objecten bevinden binnen de 10-5 en 10-6 contouren. Wel is de turbine op een dijk gesitueerd. De risicoverhoging van de dijk wordt in een apart document behandeld. Figuur 4 Risicocontouren rond de windturbine (locatie 3) 8

57 Hoofdstuk: Risicoanalyse Uit Figuur 4 blijkt dat zich geen (beperkt) kwetsbare objecten bevinden binnen de 10-5 en 10-6 contouren. Wel is, net zoals bij locatie 2, de turbine gesitueerd op een dijk. De mogelijke faalkansverhoging van de dijk en overige risico`s wordt behandeld in een separaat document. 4.2 Risicovolle installaties Locatie 1 De berekende maximale werpafstanden (bij overtoeren) zijn ingetekend op de kaart en per locatie is nagegaan of binnen deze maximale werpafstanden risicovolle installaties aanwezig zijn. Figuur 5 - Maximale werpafstand bij overtoeren van de mogelijke windturbine bij locatie 1 Op basis van de ingetekende werpafstanden is via de risicokaart ( bepaald welke risicovolle installaties zich binnen de maximale werpafstanden bevinden. In tabel 2 is aangegeven om welke inrichtingen het gaat en wat de afstand van de turbine is tot de installatie. Tabel 2 Risicovolle installaties binnen maximale werpafstand van mogelijke turbine locatie 1 Windturbine Inrichting Afstand tot installatie (m) Locatie 1 Propaantank Berkel Milieu 321 Doordat de afstand groter is dan de tiphoogte is alleen scenario wiekbreuk van toepassing. 9

58 Hoofdstuk: Risicoanalyse Locatie 2 Figuur 6 - Maximale werpafstand bij overtoeren van de mogelijke windturbine bij locatie 2 Op basis van de ingetekende werpafstanden is via de risicokaart ( bepaald welke risicovolle installaties zich binnen de maximale werpafstanden bevinden. In Tabel 3 is aangegeven om welke inrichtingen het gaat en wat de afstand van de turbine is tot de installatie. Tabel 3 - Risicovolle installaties binnen maximale werpafstand van mogelijke turbine locatie 2 Windturbine Installatie Afstand tot installatie (m) Locatie 2 Propaantank Berkel Milieu 354 Doordat de afstand groter is dan de tiphoogte is alleen scenario wiekbreuk van toepassing. 10

59 Hoofdstuk: Risicoanalyse Locatie 3 Figuur 7 Maximale werpafstand bij overtoeren van de mogelijke turbine locatie 3 Uit bovenstaande figuur is te concluderen dat geen risicovolle installatie zich bevindt binnen de werpafstand bij overtoeren Trefkansberekeningen Rekenmethode wiekbreuk (Handboek Risicozonering Windturbines) Om de trefkans van een object met hoogte h, breedte b, en diepte d te berekenen wordt uitgegaan van een geprojecteerd grondoppervlak: De kans dat het zwaartepunt van de wiek in het geprojecteerde oppervlak terecht komt is: P od = P zwpt A pt Waarin: P zwpt = trefkans van het zwaartepunt van het blad (berekend volgens HRW 2013). A pt = (b+h) (d+h) Het object kan direct door het zwaartepunt worden getroffen, maar het is ook mogelijk dat het zwaartepunt van het blad binnen een afstand van 2/3 L b (lengte afgebroken blad) inslaat. In dit geval kan het object nog door het blad worden geraakt aangezien het zwaartepunt zich op ongeveer 1/3 van het blad bevindt. Deze kans loopt van 0,0 naar 1,0 van de buitenrand van de 2/3 L b strook tot het object. 11

60 Hoofdstuk: Risicoanalyse De kans dat het zwaartepunt in de strook met breedte 2/3 L b rondom de tank terechtkomt is: P oi = P zwpt ((2b + 2d) 1 3 L b + π 3 (2 3 L b) 2 ) Om de totale trefkans te bereken dat een installatie wordt getroffen door een blad worden de twee bovenstaande parameters bij elkaar opgeteld: Po = Pod + Poi Resultaten trefkansen risicovolle installatie Locatie 1 Met behulp van bovenstaande methode is de trefkans berekend voor de risicovolle installatie bij mogelijke windlocatie 1. De resultaten zijn weergegeven in tabel 4. Tabel 4 Trefkansen risicovolle installaties Trefkans door Windturbine Installatie Wiekbreuk Totale trefkans Locatie 1 Propaantank 6,67*10-9 6,67* Resultaten trefkansen risicovolle installatie Locatie 2 Met behulp van bovengenoemde methode is voor windturbinelocatie 2 de trefkans berekend voor de risicovolle installatie die is gelegen binnen de werpafstand bij overtoeren. De resultaten zijn weergeven in tabel 5. Tabel 5 Trefkansen risicovolle installaties alternatief 2 Trefkansen door Windturbine Installatie Wiekbreuk Totale trefkans Locatie 2 Propaantank 1,54*10-9 1,54* Faalkansverhoging Locatie 1 Om de faalkansverhoging te kunnen bepalen wordt de berekende trefkans voor locatie 1 vergeleken met de intrinsieke faalkans van de risicovolle installatie (faalkansen van alle scenario`s bij elkaar opgeteld). De gehanteerde intrinsieke faalkans is overgenomen uit het Handleiding Risicoberekening Bevi. De faalkans is als volgt: Tabel 6 Intrinsieke faalkans van risicovolle installatie Object Faalkans scenario`s (weergeven tusesn haakjes) Buitentanks voor opslag De mogelijke scenario`s bestaan uit het instantaan vrijkomen van de gehele inhoud (5*10-6 ) en het vrijkomen van de gehele inhoud in 10 min. in een continue en constante stroom (5*10-6 ) en het continu vrijkomen uit een gat met een effectieve diameter van 1 mm (1*10-4 ). Onderstaande tabel bevat de vergelijking van trefkans van de windturbine met de intrinsieke faalkans van de installatie waarmee de procentuele toename van de faalkans is bepaald. 12

61 Hoofdstuk: Risicoanalyse Tabel 7 Verhoging faalkans van risicovolle objecten (locatie 1) Intrinsieke Windturbine Installatie faalkans Trefkans Verhoging faalkans Locatie 1 Propaantank 1,1*10-4 6,67*10-9 0,01% locatie 2 De berekende trefkans voor locatie 2 wordt vergeleken met de intrinsieke faalkans van de risicovolle installatie. De intrinsieke faalkans voor de propaantank is gelijk aan de gehanteerde faalkans in locatie 1. Tabel 8 Verhoging faalkans van risicovolle objecten (locatie 2) Intrinsieke Windturbine Installatie faalkans Trefkans Verhoging faalkans Locatie 2 Propaantank 1,1*10-4 1,54*10-8 0,01% 4.3 Buisleidingen Vanwege de aanwezigheid van buisleidingen voor het transport van gevaarlijke stoffen in het plangebied zijn voor locatie 1 en 3 trefkansberekeningen uitgevoerd volgens het Handboek Risicozonering Windturbines 2014 (HRW herziene versie 3.1, september 2014), bijlage C hoofdstuk 8. De risico s zijn gekwantificeerd voor windturbines die zijn geprojecteerd op een afstand kleiner dan de maximale werpafstand bij nominaal toerental (advies afstand op basis van het Handboek) tot de buisleiding. Locatie 1 Figuur 8 - Maximale werpafstand bij nominaal toerental van de windturbines en buisleidingen. Voor locatie 1 gelden de volgende aandachtspunten: Leiding Gasunie Leiding Gasunie 13

62 Hoofdstuk: Risicoanalyse Locatie 2 Figuur 9 - Maximale werpafstand bij nominaal toerental van de windturbines en buisleidingen. Voor locatie 2 geldt dat er geen leidingen zijn gelegen binnen de maximale werpafstand bij nominaal toerental. Er zijn derhalve geen aandachtspunten. Locatie 3 Figuur 10 Maximale werpafstand bij nominaal toerental van de windturbines en buisleidingen. Voor locatie 3 geldt het volgende aandachtspunt: Leiding Gasunie 14

63 Hoofdstuk: Risicoanalyse Trefkansberekeningen Bladbreuk Er zijn twee manieren waarop ondergrondse leidingen kunnen falen door impact van een zwaar voorwerp op de grond: 1. Het voorwerp vormt een krater en raakt de leiding daarbij rechtstreeks. 2. De leiding faalt doordat de grond bij een dergelijke grote impact weggeduwd wordt, waardoor leidingen worden blootgesteld aan verschuivingen en door de ontstane spanningen kunnen falen. De maximale afstand waarbij de leiding nog faalt (de kritische afstand) volgt uit de hoeveelheid toelaatbare stress. Deze wordt berekend met (HRW 2013): 1 4,44E R = 0,3048 ( σtoelaatbaar ) k5k6 2, k4 E kinetisch ( E t Waarbij: R: de kritische afstand [m] E: elasticiteit [Pa] (2,1*10 11 ) σ toelaatbaar : toelaatbare extra stress voordat metaal gaat vloeien [Pa]: : 2,95* : 2,86*10 8 t : wanddikte : 5,0 mm : 6,0 mm E kinetisch : de energie van de bron (effectieve kinetische energie) [J] of voor de lijnbron de energiedichtheid per eenheidslengte [J/m] : 7,64* : 7,64*10 6 k4, k5 en k6: empirische coëfficiënten (Handboek Risicozonering Windturbines) Hieruit resulteert R = 1,98 (103225) en R =1,96 (102591). Uitgaande van een diepte van 1,15 meter (103225) en 1,59 meter (102591) wordt de maximale kritische strook dan 1,61 meter (103225) en 1,15 meter (102591) aan weerszijden van de leidingen. ) 1 k5 Figuur 11 - Verticale dwarsdoorsnede loodrecht op de leiding (grijs), waarmee de kritische breedte van de strook (rood) als functie van de kritische afstand (blauw) en diepteligging wordt bepaald. De kans dat deze strook getroffen wordt is kansdichtheidsverdeling * kritisch oppervlak. Het kritisch oppervlak is de totale oppervlakte van de strook binnen de maximale werpafstand van de windturbine. De kansdichtheidsverdeling is de kans dat het blad de afstand tot de strook weggeslingerd wordt. 15

64 Hoofdstuk: Risicoanalyse De trefkans is per turbinelocatie als volgt: Locatie 1 - Leiding Gasunie Afstand tot leidingstraat (m) Kansdichtheidsverdeling (/jr.) Kritisch oppervlak (m 2 ) Trefkans (tracé per jaar) Trefkans (per meter per jaar) 86 8,02* ,66* ,58*10-08 Tabel 9: Trefkans leidingstrook per opstelling. Locatie 3 - Leiding Gasunie Afstand tot Kansdichtheidsverdeling (/jr.) leidingstraat (m) Kritisch oppervlak (m 2 ) Trefkans (tracé per jaar) Trefkans (per meter per jaar) 92 7,49* ,32* ,73*10-08 Tabel 10: Trefkans leidingstrook per opstelling. Mastbreuk Voor mastbreuk geldt R = 17,44 meter (103225) en R = 17,23 meter (102591) (massa mast + gondel). De kritische strook wordt dan 17,40 meter (103225) en 17,20 meter (102591) aan weerszijden van de leidingstrook. De kans dat de leidingstrook wordt getroffen door een onderdeel van een omvallende windturbine wordt gelijk verondersteld aan de kans dat een gedeelte van onderstaand cirkelsegment (figuur 4) in aanraking komt met leidingstrook, hetgeen is geïllustreerd in figuur 5 (HRW 2013). Figuur 12 - Windturbine als cirkelsegment Turbine in aanraking met leidingstrook. 16

65 Hoofdstuk: Risicoanalyse De trefkans is per turbinelocatie als volgt: Locatie 1 - Leiding Gasunie Afstand tot kritische strook (m) Hoek (β) graden Mastbreuk frequentie (per jaar) Trefkans (tracé per jaar) Trefkans (per meter per jaar) *10-4 5,56* ,34*10-07 Tabel 11: Trefkans leidingstrook Locatie 1. Locatie 3 - Leiding Gasunie Afstand tot Hoek (β) kritische strook graden (m) Mastbreuk frequentie (per jaar) Trefkans (tracé per jaar) Trefkans (per meter per jaar) *10-4 4,84* ,72*10-07 Tabel 12: Trefkans leidingstrook Locatie 3 De totale trefkans is dan: Locatie 1 - Leiding Gasunie Afstand tot Trefkans wiekbreuk leidingstraat (per meter per jaar) (m) Trefkans mastbreuk (per meter per jaar) Totale trefkans (per meter per jaar) 86 2,58* ,34* ,21*10-07 Tabel 13: Trefkans leidingstrook locatie 1. Locatie 3 - Leiding Gasunie Afstand tot Trefkans wiekbreuk leidingstraat (per meter per jaar) (m) Trefkans mastbreuk (per meter per jaar) Totale trefkans (per meter per jaar) 92 1,73* ,72* ,90*10-07 Tabel 14: Trefkans leidingstrook locatie Faalkansverhoging De intrinsieke faalkans van een ondergrondse leiding is als volgt (Handleiding risicoberekeningen Bevb): Hieruit blijken de volgende risicoverhogingen: Leiding Gasunie (locatie 1) : 76,64% Leiding Gasunie (locatie 3) : 64,97% 17

66 Hoofdstuk: Risicoanalyse 4.4 Hoogspanningsleidingen Vanwege de aanwezigheid van hoogspanningsleidingen is voor locatie 2 een trefkansberekening uitgevoerd volgens het Handboek Risicozonering Windturbines 2014 (HRW herziene versie 3.1, september 2014), bijlage C hoofdstuk 7. De risico s zijn gekwantificeerd voor windturbines die zijn geprojecteerd op een afstand kleiner dan de maximale werpafstand bij nominaal toerental (advies afstand op basis van het Handboek) tot hoogspanningsleidingen. Locatie 1 Figuur 13 - Maximale werpafstand bij nominaal toerental van de windturbines en hoogspanningsleidingen. Voor locatie 1 geldt dat geen hoogspanningsleidingen zijn gelegen binnen de maximale werpafstand bij nominaal toerental. Er zijn derhalve geen aandachtspunten. 18

67 Hoofdstuk: Risicoanalyse Locatie 2 Figuur 14 - Maximale werpafstand bij nominaal toerental van de windturbines en hoogspanningsleidingen locatie 2 Voor locatie 2 geldt de volgende aandachtspunten:. Hoogspanningsleiding 110 kv -150 kv Locatie 3 Figuur 15 Maximale werpafstand bij nominaal toerental van de windturbines en hoogspanningsleidingen locatie 3 Voor locatie 3 geldt dat geen hoogspanningsleidingen zijn gelegen binnen de maximale werpafstand bij nominaal toerental. Er zijn derhalve geen aandachtspunten. 19

68 Hoofdstuk: Risicoanalyse Faalscenario Gondelafworp Conform HRW 2013 Bijlage C7.3 beschouwen we het effectgebied van het faalscenario gondelafworp als: halve rotordiameter. De helft van de rotordiameter is 50 meter. De afstand van de windturbine tot de hoogspanningsinfrastructuur is 124 meter. Conclusie: de hoogspanningsinfrastructuur faalt niet bij het scenario gondelafworp Faalscenario mastbreuk Conform HRW 2013, bijlage C 7.2 beschouwen we volledig falen van de mast, waarbij de mast breekt op 0 meter hoogte. Het effectgebied van het faalscenario mastbreuk bestaat dan uit de masthoogte en het geprojecteerde oppervlakte van de rotor. Met het geprojecteerde oppervlak van het effectgebied wordt de hoekfractie volgens bijlage C 7.2 in HRW 2013 bepaalt. We berekenen vervolgens de trefkans voor de windturbines door de hoekfractie te vermenigvuldigen met de faalfrequentie van het scenario mastbreuk in onderstaande tabel. De totale trefkans onder het faalscenario mastbreuk is de som van de trefkans van de windturbines. Windturbine Hoek faalfrequentie Trefkans per jaar Locatie ,3*10-4 4,77* Faalscenario wiekbreuk Conform HRW 2013, Bijlage C 7.1 is het scenario bladafworp berekend op basis van het verticaal oppervlak. Voor de hoogspanningsleidingen wordt het geprojecteerde oppervlak uitgebreid met 2/3 bladlengte aan boven- en onderkant (en niet in de lengterichting, omdat de lijn zal doorlopen tot buiten het effectgebied van de windturbine). Hierdoor wordt rekening gehouden met het feit dat een windturbineblad, waarvan het massamiddelpunt op 2/3 bladlengte langs het object vliegt, nog net met de tip van het blad het object kan raken. Locatie Horizontale hoek Verticale hoek faalfrequentie trefkans ,4*10-4 2,71*

69 Hoofdstuk: Conclusies 5 Conclusies 5.1 Bebouwing Bij locatie 1 is er sprake van een bedrijfsgebouw binnen de 10-5 contour van de windturbine. Verder is bij locatie 1 sprake van een kwetsbaar object dat is gelegen binnen de 10-6 contour van de windturbine. Voor het bedrijfsgebouw binnen de 10-5 contour kan het knelpunt weggenomen worden door het gebouw onderdeel uit te laten maken van de inrichting. Voor het kwetsbaar object binnen de 10-6 contour kan het knelpunt weggenomen worden door één van de onderstaande opties: Het verschuiven van de turbine naar het westen zodat de 10-6 contour niet meer over het gebouw valt. De risicocontour ziet er dan als volgt uit: Een windturbine kiezen met een kleinere 10-6 contour waarbij de lengte van de 10-6 contour maximaal 142m mag zijn. Het gebouw onderdeel laten uitmaken van de inrichting. Onderbouwen dat de contour niet ligt op het kwetsbare gedeelte van het gebouw. Voor locaties 2 en 3 geldt dat er geen (beperkt) kwetsbare objecten zijn gelegen binnen de 10-5 en 10-6 contour. 21

70 Hoofdstuk: Conclusies 5.2 Risicovolle inrichtingen (BEVI-inrichtingen). Indien de windturbines niet substantieel bijdragen aan een verhoging van de risico`s van de inrichting hebben de windturbines geen invloed op de bestaande risicosituatie. Om dit te toetsen is in eerste instantie gekeken naar de toename van de catastrofale faalfrequentie van risicovolle installaties behorende tot de inrichting. Indien deze toename een bepaalde richtwaarde niet overschrijdt is plaatsing van de windturbine, uit het oogpunt van de risicobeoordeling, toelaatbaar. Op grond van het Handboek Risicozonering Windturbines 2 wordt een richtwaarde of toetsingswaarde gehanteerd van 10%. Uit de berekeningen volgt dat bij locatie 1, 2 en 3 geen sprake is van overschrijding van de richtwaarde. Dat betekent dat de risico`s van windturbines, gelet op de afstand tot risicovolle installaties, niet leidt tot toename van de initiële faalkans van deze installaties van meer dan 10%. 5.3 Buisleidingen Uit de contouren van de werpafstand bij nominaal toerental is op te maken dat bij locatie 1 sprake is van een faalkansverhoging van twee leidingen en bij locatie 3 is sprake van een faalkansverhoging van een leiding. Het betreft hier aardgasleidingen beheerd door Gasunie N.V. De trefkans is berekend voor de leiding met de hoogste faalkansverhoging. Uit de trefkansberekening blijkt dat de richtwaarde van 10% wordt overschreden. Om verdere mogelijkheden te onderzoeken om op deze locatie een windturbine te situeren wordt geadviseerd om met Gasunie in overleg te gaan met betrekking tot de faalkansverhoging. Voor locatie 2 geldt dat er geen sprake is van een substantiële risicoverhoging van buisleidingen als gevolg van de plaatsing van windturbines. 5.4 Hoogspanningslijn Locaties 1 en 3 resulteren niet in een trefkans op een hoogspanningslijn. Locatie 2 resulteert in een trefkans op de hoogspanningslijn als gevolg van het scenario`s bladbreuk en mastbreuk. De trefkansverhoging op de hoogspanningslijn van een mogelijke windturbine op locatie 2 is 2,71*10-5. Geadviseerd wordt om in overleg te treden met TenneT om te bepalen of TenneT akkoord gaat met de risicoverhoging van de hoogspanningsleiding. 2 Handboek Risicozonering Windturbines, geactualiseerde versie 3.1, september

71 Hoofdstuk: Bijlagen Bijlagen 23

72 Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage A. Locaties 24

73 Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 16 Belemmeringenkaart en molelijke windturbine locaties op grondgebied WRIJ. 25

74 Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage B. Risicocontouren en werpafstanden 26

75 Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 17 - Risicocontouren Locatie 1 27

76 Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 18 Werpafstand bij overtoeren locatie 1 28

77 Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 19 Risicocontouren locatie 2 29

78 Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 20 - Werpafstand bij overtoeren locatie 2 30

79 Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 21 Risicocontouren Locatie 3 31

80 Hoofdstuk: Bijlagen Figuur 22 Werpafstand bij overtoeren locatie 3 32

81 Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage C. Berekening werpafstand 33

82 Hoofdstuk: Bijlagen 34

83 Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage D. Werpafstanden turbinetypes L100-2,5MW op 100 meter ashoogte. 35

84 Hoofdstuk: Bijlagen Bijlage E. (Beperkt) kwetsbare objecten Kwetsbare objecten a) woningen, woonschepen en woonwagens, niet zijnde woningen, woonschepen of woonwagens als bedoeld in onderdeel b, onder a; b) gebouwen bestemd voor het verblijf, al dan niet gedurende een gedeelte van de dag, van minderjarigen, ouderen, zieken of gehandicapten, zoals: 1. ziekenhuizen, bejaardenhuizen en verpleeghuizen; 2. scholen, of 3. gebouwen of gedeelten daarvan, bestemd voor dagopvang van minderjarigen; c) gebouwen waarin doorgaans grote aantallen personen gedurende een groot gedeelte van de dag aanwezig zijn, waartoe in ieder geval behoren: 1. kantoorgebouwen en hotels met een bruto vloeroppervlak van meer dan 1500 m 2 per object, of 2. complexen waarin meer dan 5 winkels zijn gevestigd en waarvan het gezamenlijk bruto vloeroppervlak meer dan 1000 m 2 bedraagt en winkels met een totaal bruto vloeroppervlak van meer dan 2000 m 2 per winkel, voorzover in die complexen of in die winkels een supermarkt, hypermarkt of warenhuis is gevestigd, en d) kampeer- en andere recreatieterreinen bestemd voor het verblijf van meer dan 50 personen gedurende meerdere aaneengesloten dagen; Beperkt kwetsbare objecten a) 1.verspreid liggende woningen, woonschepen en woonwagens van derden met een dichtheid van maximaal twee woningen, woonschepen of woonwagens per hectare, en 2.dienst- en bedrijfswoningen van derden; b) kantoorgebouwen, voorzover zij niet onder kwetsbare objecten, onder c, vallen; c) hotels en restaurants, voorzover zij niet kwetsbare objecten, onder c, vallen; d) winkels, voorzover zij niet onder kwetsbare objecten, onder c, vallen; e) sporthallen, sportterreinen, zwembaden en speeltuinen; f) kampeerterreinen en andere terreinen bestemd voor recreatieve doeleinden, voorzover zij niet onder kwetsbare objecten, onder d, vallen; g) bedrijfsgebouwen, voorzover zij niet onder kwetsbare objecten, onder c, vallen; h) objecten die met de onder a tot en met e en g genoemde gelijkgesteld kunnen worden uit hoofde van de gemiddelde tijd per dag gedurende welke personen daar verblijven, het aantal personen dat daarin doorgaans aanwezig is en de mogelijkheden voor zelfredzaamheid bij een ongeval, voorzover die objecten geen kwetsbare objecten zijn, en; i) objecten met een hoge infrastructurele waarde, zoals een telefoon- of elektriciteitscentrale of een gebouw met vluchtleiding apparatuur, voorzover die objecten wegens de aard van de gevaarlijke stoffen die bij een ongeval kunnen vrijkomen, bescherming verdienen tegen de gevolgen van dat ongeval; 36

85 Hoofdstuk: Bijlagen 37

86 Vliegbewegingen van ganzen in plangebied Windpark IJsselwind Veldonderzoek in winter 2015/2016 R.R. Smits

87

88 Vliegbewegingen van ganzen in plangebied Windpark IJsselwind Veldonderzoek in winter 2015/2016 R.R. Smits opdrachtgever: Haskoning/DHV Nederland B.V. 8 juni 2016 rapport nr

89 Status uitgave: Eindrapport Rapport nr.: Datum uitgave: 8 juni 2016 Titel: Vliegbewegingen van ganzen in plangebied Windpark IJsselwind Subtitel: Veldonderzoek in winter 2015/2016 Samenstellers: R.R. Smits, MSc. Aantal pagina s inclusief bijlagen: 15 Project nr.: Projectleider: Naam en adres opdrachtgever: Drs. H.A.M. Prinsen HaskoningDHV Nederland B.V. Koggelaan JN Zwolle Referentie opdrachtgever: Gunningsbrief, d.d. 15 januari 2016 Akkoord voor uitgave: Teamleider Bureau Waardenburg B.V. drs. H.A.M. Prinsen Paraaf: Bureau Waardenburg bv is niet aansprakelijk voor gevolgschade, alsmede voor schade welke voortvloeit uit toepassingen van de resultaten van werkzaamheden of andere gegevens verkregen van Bureau Waardenburg bv; opdrachtgever vrijwaart Bureau Waardenburg bv voor aanspraken van derden in verband met deze toepassing. Bureau Waardenburg B.V. / HaskoningDHV Nederland B.V. Dit rapport is vervaardigd op verzoek van opdrachtgever hierboven aangegeven en is zijn eigendom. Niets uit dit rapport mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden d.m.v. druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de opdrachtgever hierboven aangegeven en Bureau Waardenburg bv, noch mag het zonder een dergelijke toestemming worden gebruikt voor enig ander werk dan waarvoor het is vervaardigd. Het kwaliteitsmanagementsysteem van Bureau Waardenburg bv is door CERTIKED gecertificeerd overeenkomstig ISO 9001:

90 Voorwoord Haskoning/DHV Nederland B.V. onderzoekt in opdracht van samenwerkingsverband IJsselwind B.V. de mogelijkheid om een windpark, genaamd Windpark IJsselwind, te ontwikkelen in de gemeenten Zutphen en Lochem. Haskoning/DHV Nederland heeft Bureau Waardenburg gevraagd te onderzoeken in welke mate vliegroutes van ganzen en andere soorten watervogels het plangebied doorkruisen. Dit onderzoek heeft plaatsgevonden in winter 2015/2016. Voorliggende rapportage beschrijft beknopt de bevindingen. De resultaten van het onderzoek vormt input voor de ecologische effectbeoordeling ten behoeve van het MER en eventuele vergunningaanvragen. Binnen Bureau Waardenburg bestond het projectteam uit: Hein Prinsen projectleiding, eindredactie Ralph Smits veldwerk, rapportage Lieuwe Anema GIS analyses Abel Gyimesi, Daniel Beuker, Mark Collier en Robert Jan Jonkvorst (allen Bureau Waardenburg) namen deel aan een of meerdere veldonderzoeken. Vanuit Haskoning/DHV Nederland B.V. is het project begeleid door dhr. M. Groen. Hij wordt vriendelijk bedankt voor de prettige samenwerking. 3

91 4

92 Inhoud Voorwoord Inleiding Aanleiding Doel... 7 Materiaal en methoden... 9 Resultaten Inleiding Kolgans Overige soorten ganzen Conclusies Literatuur

93 6

94 1 Inleiding 1.1 Aanleiding Haskoning/DHV Nederland B.V. onderzoekt in opdracht van samenwerkingsverband IJsselwind B.V. de mogelijkheid om een windpark, genaamd Windpark IJsselwind, te ontwikkelen in de gemeenten Zutphen en Lochem (zie figuur 1.1). Verschillende natuuraspecten kunnen een rol spelen bij de besluitvorming en van belang zijn voor een vergunning in het kader van de Natuurbeschermingswet en/of een ontheffing in het kader van de Flora- en faunawet. In de ruime omgeving van het plangebied overwinteren grote aantallen ganzen. De bestaande telgegevens van afgelopen jaren geven voldoende inzicht in het seizoensverloop en gebiedsgebruik. Een groot deel van deze ganzen heeft een relatie met Natura 2000-gebied Rijntakken. In hoeverre deze vogels het plangebied doorkruisen op hun dagelijkse vluchten van en naar slaapplaatsen is onbekend. Om deze kennisleemte in te vullen heeft Bureau Waardenburg in de winter van 2015/16, in opdracht van Haskoning/DHV Nederland, veldonderzoek uitgevoerd naar vliegpatronen van ganzen en andere soorten watervogels in de ruime omgeving van het plangebied. In de onderhavige rapportage worden de resultaten gepresenteerd. 1.2 Doel Het voorliggende rapport heeft als doel om het belang van het plangebied voor watervogels, en dan met name vliegbewegingen van ganzen over het plangebied, inzichtelijk te maken. Dit vindt plaats door: - te onderzoeken van welke slaapplaatsen en dagrustplaatsen de watervogels, die overdag in de ruime omgeving van het plangebied verblijven, afkomstig zijn; - aan te geven waar de belangrijkste vliegbewegingen van watervogels plaatsvinden tussen slaap- en/of rustplaatsen en foerageergebieden. De resultaten van het onderzoek vormen input voor de ecologische effectbeoordeling ten behoeve van het MER en eventuele vergunningaanvragen. 7

95 Figuur 1.1 Plangebied en omgeving, inclusief toponiemen. 8

96 2 Materiaal en methoden Het veldonderzoek was gericht op het in kaart brengen van vliegbewegingen van ganzen en andere soorten watervogels in en nabij het plangebied van Windpark IJsselwind. Hierbij lag de nadruk op vliegbewegingen van ganzen tussen foerageergebieden en slaapplaatsen, welke zich afspelen rond de avond- en ochtendschemering. Met het oog op aanvaringen is die periode risicovol, omdat de turbines in de schemering en het donker mogelijk minder goed zichtbaar zijn. In 2015/2016 zijn in de ruime omgeving van het plangebied gedurende vier avonden, deels in het donker, met behulp van een mobiele Furuno scheepsradar waarnemingen verricht aan de slaaptrek van ganzen en andere soorten watervogels in en nabij het plangebied (tabel 2.1, figuur 2.1). Tabel 2.1 Overzicht data van de verschillende veldonderzoeken met radar en tweede waarnemer in de omgeving van het plangebied. Tevens zijn de begin- en eindtijden en weersomstandigheden weergegeven. datum begin eind zon temp windkracht bewolking zicht onder (C ) in Bft / neerslag :00 18:00 16: ZW 7/8 - geen 10 km :00 18:00 16: ZZO 6/8 - geen 10 km :45 18:30 16: N 8/8 - geen 10 km :45 19:00 17: ZW 1/8 geen 10 km :45 19:00 17: N 6/8 - geen 4 km De radar is telkens zo opgesteld dat een belangrijk deel van het plangebied goed kon worden overzien en de slaaptrek van of naar de belangrijkste bekende slaapplaatsen in de omgeving kon worden gevolgd. De vliegbewegingen die zichtbaar waren op het radarscherm (figuur 2.1) zijn als pijl via een tablet digitaal ingetekend op een topografische kaart, inclusief informatie omtrent tijdstip, soort(groep), aantal vogels en vlieghoogte. Op de radar waren groepen vogels in het algemeen goed te volgen en konden van ganzen en andere soorten watervogels ook individuele vogels gevolgd worden. Aan de hand van karakteristieken van vliegsporen (koersvastheid, in combinatie met snelheid en echogrootte) bleek het goed mogelijk om voor een groot deel van de echo s ook in het donker de soortgroep te bepalen. Deze waarnemingen zijn zo mogelijk visueel of auditief geverifieerd door de waarnemer bij de radar en/of door een tweede waarnemer die gelijktijdig elders in het plangebied en/of bij slaapplaatsen visueel de vliegbewegingen van vogels waarnam en vastlegde. Beide waarnemers stonden per portofoon met elkaar in contact. De waarnemingen begonnen s avonds ruim voor zonsondergang en duurden tot circa anderhalf uur na zonsondergang. 9

97 Figuur 2.1 Boven: Opstelling horizontale radar (Furuno 25 kw) voor onderzoek aan slaaptrek van ganzen. Hier, ter illustratie, een radaropstelling op een andere onderzoekslocatie (foto: R-J. Jonkvorst). Onder: Uitsnede van het beeld om 16:23 op 18 december 2015 nabij het plangebied van Windpark IJsselwind. De oranje pijl wijst naar de vliegbeweging van een groep ganzen (op het scherm zichtbaar als gele stip met blauwe staart ). 10

98 3 Resultaten 3.1 Inleiding Het veldonderzoek bestond hoofdzakelijk uit monitoring van vliegbewegingen over en in de omgeving van het plangebied. Het in kaart brengen van foerageergebieden overdag viel buiten de onderzoeksopdracht. Tijdens de verschillende veldonderzoeken werden vliegbewegingen van grote aantallen watervogels vastgesteld. Het ging met name om kolganzen en in mindere mate om andere soorten ganzen (zie tabel 3.1). Naast ganzen zijn nauwelijks vliegbewegingen van andere soorten watervogels vastgesteld. Enkele tientallen wilde eenden, smienten en kuifeenden zijn tijdens enkele bezoeken waargenomen, maar er zijn geen vliegbewegingen in het donker in het plangebied waargenomen. Daarnaast zijn een tiental wulpen in de uiterwaarden gezien. Er zijn geen kleine zwanen of wilde zwanen waargenomen. De vlieghoogte van de ganzen kon niet structureel worden bijgehouden, omdat het merendeel van de vliegbewegingen in de avondschemering of in het donker plaatsvonden en de vlieghoogte daardoor moeilijk kon worden vastgesteld. De algemene indruk is dat vliegbewegingen zich voor het merendeel afspeelden tussen de 20 en de 150 m hoogte. Tabel 3.1 Resultaten veld- en radaronderzoek in winter 2015/16 in en nabij plangebied. Weergegeven zijn de aantallen overvliegende vogels brandgans grauwe gans kolgans rietgans gans spec Kolgans In de ruime omgeving van het plangebied komen s winters grote aantallen ganzen voor en dan met name kolganzen. Daarnaast verblijven relatief grote aantallen grauwe ganzen en brandganzen in de uiterwaarden van de IJssel. Andere soorten, zoals rietgans, komen in lage aantallen voor of ontbreken. Langs de IJssel slapen ganzen vooral op zandwinplassen, zoals de nabijgelegen Rammelwaard. In de ruime omgeving van het plangebied is de Rammelwaard de belangrijkste slaapplaats voor ganzen (Koffijberg et al. 1997). Hier slapen tot ganzen. Daarnaast bevindt zich een kleinere slaapplaats noordelijk op een zandwinplas nabij Wilp en nabij Cortenoever ten zuiden van Zutphen. Vogels wisselen uit tussen slaapplaatsen, afhankelijk waar foerageergebieden die dag zijn. 11

99 De hoofdmoot van ganzenbewegingen in de omgeving van het plangebied bestond uit kolganzen (tabel 3.1 en figuur 3.1). De hoofdvliegrichting was van zuid naar noord de IJssel volgend. De meeste kolganzen kwamen van foerageergebieden ten zuiden van Zutphen. Kleinere aantallen kwamen uit meer zuidwestelijke richting en sommige uit noordelijke richting. De meeste kolganzen zijn gaan slapen in de Rammelwaard. Af en toe zijn groepen gezien die doorvlogen in noordelijkere richting om waarschijnlijk te overnachten in de uiterwaarden nabij Wilp. De groepsgrootte varieerde van enkele vogels tot ruim vogels. In totaal ging het per avond om enkele duizenden kolganzen tot meer dan kolganzen. Binnen het plangebied beperkten de vliegbewegingen zich tot het westelijke deel dat grenst aan de IJssel (figuur 3.1). In het centrale deel en oostelijke helft van het plangebied ontbraken vliegbewegingen van kolganzen. Tijdens het laatste bezoek was sprake van een hoge waterstand in de IJssel, zodat grote delen van de uiterwaarden onder water stonden. Ganzen gingen op die avond niet naar de slaapplaats in de Rammelwaard. Deze plas stond immers in verbinding met de rivier en was daarmee niet vrij van stroming. Niet alle delen van de uiterwaard stonden onder water, zodat veel veilige eilanden aanwezig waren waar de ganzen konden overnachten. Dit gebeurde zowel op deze eilanden als in niet-stromende delen van de ondergelopen uiterwaarden. Figuur Vliegbewegingen van kolganzen in de omgeving van het plangebied tijdens vijf bezoeken in de winter van (zie tabel 3.1).

100 3.3 Overige soorten ganzen Van de andere soorten ganzen zijn relatief grote aantallen brandganzen vastgesteld (tabel 3.1). Deze vogels verbleven telkens op de graslanden ten zuiden van de Rammelwaard, net ten westen van het plangebied. Net als de kolganzen sliepen brandganzen vooral in de Rammelwaard en tijdens het laatste veldbezoek met hoge waterstand in de IJssel op het water in de ondergelopen uiterwaard naast het grasland waar overdag gefoerageerd werd. Vliegbewegingen van andere soorten ganzen ontbraken grotendeels. Het ging om enkele tientallen tot honderden lokale grauwe ganzen en eenmaal enkele kleine groepen rietganzen. De vliegbewegingen van alle voornoemde ganzensoorten tezamen zijn samengevat in figuur 3.2. Figuur 3.2 Vliegbewegingen van alle ganzen tezamen in de omgeving van het plangebied tijdens vijf bezoeken in de winter van (zie tabel 3.1). 3.5 Conclusies Het gecombineerde veld- en radaronderzoek in winter 2015/2016 heeft aangetoond dat het plangebied niet van betekenis is als foerageergebied voor ganzen. De belangrijkste slaapplaats van ganzen in de omgeving van het plangebied is de zandwinplas in de Rammelwaard. Hier slapen vooral kolganzen die afkomstig zijn van foerageergebieden ten zuiden en zuidwesten van Zutphen. Vliegbewegingen van 13

101 14 ganzen volgen vooral de IJssel en directe omgeving daarvan. Over het plangebied zelf vonden alleen vliegbewegingen aan de westzijde plaats. Over het centrale deel en de oostelijke helft van het plangebied vliegen hoegenaamd geen ganzen.

102 5 Literatuur Koffijberg, K., B. Voslamber & E. van Winden, Ganzen en zwanen in Nederland. Overzicht van pleisterplaatsten in de periode Sovon Vogelonderzoek Nederland, Beek-Ubbergen. 15

103 Windstudie Locatie Zutphen Opdrachtgever: Waterschap Rijn & IJssel Ref: Auteur : drs. Ernst Jaarsma Datum: 17 augustus 2016 Versie: 1

104 Samenvatting Voorliggend rapport beschrijft een windstudie die is uitgevoerd voor een locatie op een dijk langs het Twentekanaal in Zutphen. Waterschap Rijn en IJssel is de eigenaar van deze locatie en is tevens opdrachtgever voor dit onderzoek. Eerst is het windaanbod berekend. Een goede indicator van het windaanbod is de gemiddelde windsnelheid: 6,1 m/s op 100 meter boven het maaiveld. We hebben berekend hoeveel elektrische energie een Lagerwey L100 met een ashoogte van 100 meter uit dit windaanbod gemiddeld per jaar zal genereren. Na aftrek van verliezen is dit gemiddeld: MWh per jaar. We hebben berekend wat de onzekerheid is in de netto productie en dit uigedrukt in een P90 waarde. De hoeveelheid elektrische energie die met 90% zekerheid geleverd gaat worden is MWh per jaar, gemiddeld over 15 jaar. Zie tabel 1. Tabel 1: Energieopbrengst Opstelling Ashoogte [m] Totaal vermogen [MW] Windsnelheid [m/s] Verlies [%] Bruto productie [MWh/j] Netto productie [MWh/j] P90 productie [MWh/j] Vollasturen [uur] L ,50 6,1 8, Windstudie Zutphen, i

105 Inhoudsopgave 1 Inleiding 1 2 Locatie 2 3 Opstellingen 3 4 Methode Gegevens Historisch perspectief Windmodel Beschrijving van de omgeving Ruwheid Orografie Obstakels Wind 10 6 Dichtheid 11 7 Resultaten Referentie gegevens Productie Verliezen Onzekerheid P Conclusie 16 9 Gebruik en aansprakelijkheid Bibliografie Appendix i A WAsP wind parameters B Windatlas methode C Luchtdichtheid D Onzekerheden windaanbod i ii iv vii Windstudie Zutphen, ii

106 E Powercurven ix E.1 Lagerwey L ix E.2 Reference 1: Vestas V xi E.3 Reference 2: Enercon E xii Lijst van figuren 1 Overzichtskaart project Referentiepark Ruwheidsklasse rondom het project Hoogte rondom het project in meters Windroos Verdeling van windsnelheid Gemiddelde windsnelheid op 10 m hoogte in m/s iii 8 Dichtheid vi Lijst van tabellen 1 Energieopbrengst i 2 RD-coördinaten Opstelling Gemiddelde jaarproductie referentieturbines Gemeten versus gemodelleerde jaarproductie Bruto productie Verliezen in % van de productie Onzekerheden Energieopbrengst Windsnelheden en productie referentiepark vii Windstudie Zutphen, iii

107 1 Inleiding Voorliggend rapport beschrijft een windstudie die is uitgevoerd voor een locatie in Zutphen. Waterschap Rijn en IJssel (WRY), opdrachtegever voor dit onderzoek, is de eigenaar van deze locatie, de dijk langs het Twentekanaal, aan de rand van industrieterrein De Mars. WRY is voornemens om haar energievraag te verduurzamen en zij wil als onderdeel van deze verduurzaming windenergie gaan opwekken op haar eigen terreinen. Of een specifieke locatie wel of niet geschikt is voor het opwekken van windenergie is van veel factoren afhankelijk. Op dit moment lijken een aantal locaties aan de randvoorwaarden te voldoen, zo ook de locatie in Zutphen. Voor de financierbaarheid van een windproject is de hoeveelheid elektrische energie die men uit het project verwacht, een belangrijke parameter. De hoeveelheid elektrische energie is voor een groot deel weer afhankelijk van het lokale windaanbod. In dit onderzoek berekenen we het lokale windaanbod en de hoeveelheid elektrische energie die men uit de wind kan winnen met een gangbaar type windturbine. De berekening is gebaseerd op windsnelheid-gegegevens van een verder weg gelegen meetmast en op productiegegevens van een nabij gelegen windpark en het naastgelegen windpark. Deze gegevens zijn gecombineerd in een windmodel, vorm gegeven middels een softwarepakket dat leidend is op dit vakgebied, WAsP, zie [1]. In hoofdstuk 4 gaan we hier dieper op in. Windstudie Zutphen, Inleiding, 1

108 2 Locatie Op de beoogde locatie, de dijk langs het Twentekanaal, past ruimtelijk 1 moderne windturbine. De mogelijke positie is aangegeven met een rode marker in figuur 1. De windturbines van windpark De Mars zijn aangegeven met blauwe markers. Figuur 1: Overzichtskaart project De co ordinaten van de nieuwe windturbine staan in tabel 2. Tabel 2: RD-co ordinaten wt1 Windstudie Zutphen, x [m] y [m] Locatie, 2

109 3 Opstellingen Op dit moment is er nog geen keuze gemaakt voor een specifieke windturbine. In andere onderzoeken met betrekking tot de ontwikkeling van windturbines op deze locatie is gekeken naar de Lagerwey L Ondanks dat deze windturbine relatief klein is gaan we daarom voor de berekening van de energieopbrengst voorlopig uit van deze windturbine. Specificaties van de opstellingen staan in tabel 3. Tabel 3: Opstelling Opstelling Merk Type # Hoogte Vermogen L100 Lagerwey L m 100m 2500 kw Windstudie Zutphen, Opstellingen, 3

110 4 4.1 Methode Gegevens Bosch & Van Rijn (BVR) beschikt over productiegegevens van het nabij en het naast gelegen windpark. Het naast gelegen windpark is weergegeven in figuur 1 terwijl het nabij gelegen park is aangegeven met Ref 1 in figuur 2. De gegevens zijn in dit onderzoek gebruikt om het windaanbod te bepalen, echter wij zullen de gegevens van Ref 1 niet specificeren in de resultaten (hoofdstuk 7) vanwege de vertrouwelijkheid die hierop rust. Figuur 2: Referentiepark 4.2 Historisch perspectief De gegevens waarover we beschikken hebben een bepaalde tijdslengte. Van Windpark de Mars kennen we de maandelijkse energieproductie tussen juni 2009 en januari En windpark Duiven bestaat pas sinds augustus Windstudie Zutphen, Methode, 4

111 De hoeveelheid energie die windturbines produceren verschilt sterk, in een goed windjaar kan de productie 50 % meer zijn dan in een slecht windjaar. Maar hoe bepalen we wat goed is en wat slecht? Daarvoor gebruiken we de windsnelheid uit MERRAII 1 van 1 januari 2001 tot 1 januari Meteorologen hanteren een historie van minimaal 30 jaar om de gemiddelde toestand van de atmosfeer te bepalen. Echter om klimaatverandering goed te vangen in een voorspelling zijn de meest recente gegevens juist belangrijk. In windstudies, die een verwachting geven voor de komende 15 jaar, is het gebruikelijk om ongeveer 15 jaar aan recente historie te beschouwen. Wij gebruiken in de regel een historie tussen de 10 en 15 jaar. Omdat we net iets meer waarde hechten aan klimaatverandering dan aan het vangen van zeer langjarige fenomenen. Dit is enigszins arbitrair maar naar ons oordeel de beste inschatting voor dit doel. Verder gebruiken we metingen van Cesar Observatory om een windklimaat te bepalen. Een windklimaat is een beschrijving van de windverdeling in een windroos, zie appendix B. 4.3 Windmodel Het windmodel berekent de gemiddelde energie die de wind jaarlijks kan leveren op een specifieke locatie. Terwijl de hoeveelheid wind van plek tot plek verschilt. Om deze verschillen van plek tot plek te berekenen is een model ontwikkeld: de Windatlas[1] met bijbehorend computerprogramma WAsP. Deze software is leidend in de markt en is in deze studie ook door ons gebruikt. Stel het windmodel -WAsP- voor als een kaart van de omgeving. Door locaties op de kaart aan te wijzen berekent de software het lokale windklimaat. Bijvoorbeeld omdat daar een windturbine staat of komt te staan. Voorzie het model op de aangewezen plek met een vermogenskromme en de software rekent ook de energieproductie uit. 1 MERRAII: Modern Era Retrospective analysis for Research and Applications. Windstudie Zutphen, Methode, 5

112 Het model houdt daarbij rekening met een aantal factoren. Als eerste heeft het model het windaanbod nodig: een verdeling van windsnelheid en richting. Daarnaast gebruikt het model dus een kaart van de omgeving. Deze omgeving wordt gekarakteriseerd door ruwheid 2 en orografie 3. De volgende begrippen zijn van belang: regionaal windklimaat Een regionaal windklimaat is een set gegevens die de software WAsP gebruikt om het windklimaat te beschrijven dat geldig is in een groot gebied. lokaal windklimaat Een set gegevens die het windklimaat op een specifieke plek en hoogte beschrijft. windmodel Dit is de combinatie van gegevens waarmee WAsP het lokale windklimaat kan berekenen. Het is een beschrijving van de omgeving en van een regionaal windklimaat 4. Zie appendix B. 4.4 Beschrijving van de omgeving De omgevingsfactoren die de lokale hoeveelheid wind beïnvloeden en die we in ons windmodel kunnen modelleren zijn de volgende: Ruwheid De ruwheid van het landschap zegt iets over de gladheid van het oppervlak. Hoe gladder, hoe meer wind. De ruwheid, of eigenlijk, ruwheidslengte wordt uitgedrukt in meters. Ororgrafie Ofwel de beschrijving van gebergten; reliëf dus. Obstakels Dit zijn zeer lokale elementen die niet met ruwheid of relief zijn gemodelleerd. 2 In stedelijk gebied waait het minder dan bijvoorbeeld in vlak waterlandschap. 3 Orografie betekent: beschrijving van gebergten. Reliëf dus. 4 WAsP heeft nog veel meer instellingen om de atmosfeer te parametriseren, maar daarvoor volstaan de default waarden. Windstudie Zutphen, Methode, 6

113 4.5 Ruwheid In het windmodel, WAsP, voeren we landschappelijke eigenschappen in. WAsP accepteert deze eigenschappen in de vorm van ruwheidscontouren. De ruwheden van verschillende landschappen komen uit de Windatlas 5 en de contouren komen uit het project Corine 6. Het model van de omgevingsruwheid dat in WAsP is ingevoerd staat in kaart Orografie Orografie, de beschrijving van gebergten, is in Nederland van minimale invloed op de hoeveelheid wind. Toch voeden we aan ons windmodel onderstaande kaart 4 van hoogtelijnen. Het reliëf is gemeten door NASA in het project SRTM Obstakels De schoorsteen op het industrieterrein en de hoogspanningsmasten zijn in het model gezet als obstakels. 5 Risø, de maker van het programma WAsP, geeft een ruwheidsindeling op deze pagina: 6 Corine (COoRdinate INformation on the Environment) Land Cover. Copyright EEA, Copenhagen Zie: 7 Shuttle Radar Topography Mission, zie Windstudie Zutphen, Methode, 7

114 Figuur 3: Ruwheidsklasse rondom het project. Windstudie Zutphen, Methode, 8

115 Figuur 4: Hoogte rondom het project in meters Windstudie Zutphen, Methode, 9

116 5 Wind De energie in de wind is afhankelijk van twee factoren, de dichtheid ρ en de snelheid v van de lucht, samen de zogenaamde kinetische energie. Voor het vangen van de wind met een windturbine is het bovendien relevant hoeveel energie er door een gegeven oppervlak A stroomt. Dit is de kinetische energie vermenigvuldigd met het volume aan wind, zie formule 3: E kin = 1 2 ρ v2 (1) V olume = Avt (2) Φ = 1 2 Aρ v3 t (3) Merk op dat in formule 3 de windsnelheid v niet van de tijd afhangt, met andere woorden constant is. In werkelijkheid is dat niet het geval, maar waar het om gaat is dat de energie in de derde macht van v afhangt: een twee keer hogere windsnelheid geeft 2 3 = 8 keer meer energie. Om deze reden is het bijzonder belangrijk hoe de verdeling van de windsnelheid er uitziet 8. We maken een schatting van deze verdeling door de windsnelheid te meten. In deze studie gebruiken we metingen van windsnelheid en richting van onderzoeksmast CESAR 9 op een hoogte van 140 meter. Van deze metingen zijn 10 minuut gemiddelde gegevens gebruikt uit de periode 2001 t/m Met WAsP zijn deze gegevens verwerkt tot een regionaal windklimaat. Appendix B legt uit hoe een regionaal windklimaat er uitziet. 8 Bijvoorbeeld: twee uur lang een windsnelheid van 6 m/s levert een energie van C( ) = 432C, terwijl één uur een windsnelheid van 5 en één uur 7 m/s levert ook een gemiddelde windsnelheid van 6 m/s. De energie is nu echter C( ) = 468C. 9 CESAR Obervatory is een 200 meter hoge meteo mast waar vele meteorologische parameters gemeten worden op verschillende hoogten, waaronder de windsnelheid en - richting. Zie Windstudie Zutphen, Wind, 10

117 6 Dichtheid Naast de verdeling van de windsnelheid kent formule 3 nog een parameter die van invloed is op de energie in de wind: de dichtheid. De gemiddelde dichtheid van de lucht is afgeleid uit metingen van druk, temperatuur en dauwpunt op hoogten 2, 10, 20, 40, 80, 140 en 200 meter van CESAR Observatory s meetmast, zie appendix C. We kunnen de gemiddelde dichtheid op deze ruimtelijke schaal (van CESAR tot Zutphen) constant veronderstellen en komen zo op een jaar-gemiddelde dichtheid van 1, 228 kg m 3 op 100 meter hoogte. Windstudie Zutphen, Dichtheid, 11

118 7 Resultaten 7.1 Referentie gegevens Met de windsnelheden uit MERRA en met de productiegegevens van het nabij gelegen windpark is de gemiddelde netto jaarproductie voor dit referentiepark berekend. Zo komen we op de Annual Energy Production (AEP) zoals die in WAsP wordt gebruikt 10. Zie tabel 4. Tabel 4: Gemiddelde jaarproductie referentieturbines Aantal Ashoogte [m] Productie [MWh/j] Verlies [%] AEP [MWh/j] Onzekerheid [%] Ref Type ref 1 V kW * * * 3,0 ref 2 E kW , ,0 (*) Gegevens zijn vertrouwelijk. Op deze productiecijfers baseren we ons windmodel. Het regionale windklimaat, de Cesar meetgegevens , zijn zó geschaald dat de producties zo nauwkeurig mogelijk worden berekend. Het verschil tussen de berekende elektrische energie en de werkelijk gemeten jaarproductie is gegeven in tabel 5. Tabel 5: Gemeten versus gemodelleerde jaarproductie Ref Gemeten Model Afwijking [MWh/jaar] [MWh/jaar] [%] ref 1 * * -2,80 ref ,11 (*) Gegevens zijn vertrouwelijk. Dit windmodel geeft een gemiddelde windsnelheid van 6,1 m/s op een ashoogte van 100 meter. De verdeling van de windrichting en snelheid is gegeven in figuren 5 en In WAsP is dit de productie inclusief zogeffecten, en exclusief alle overige verliezen. Windstudie Zutphen, Resultaten, 12

119 Figuur 5: Windroos. Figuur 6: Verdeling van windsnelheid. 7.2 Productie Met het windmodel is voor de windturbines de bruto energieproductie berekend, zie tabel 6. Tabel 6: Bruto productie Opstelling ashoogte windsnelheid power flux productie [m] [m/s] [Watt/m 2 ] [MWh/j] L , Verliezen Op de bruto productie brengen we een aantal verliezen in rekening. Dit zijn verliezen als gevolg van zogeffecten. Maar ook als gevolg van bijvoorbeeld onderhoud of storing. Het elektrische verlies is verdeeld in een trafo-verlies (1,0%) en transportverlies (0.4%). Het totale verlies kan men berekenen door reductiefactoren met elkaar te vermenigvuldigen, waarbij de reductiefactor van bijvoorbeeld beschikbaarheid is: 1 (2/100) = 0, 98. Windstudie Zutphen, Resultaten, 13

120 Tabel 7: Verliezen in % van de productie. Opstelling Beschikbaarheid Elektrisch omvormer Elektrisch transport Consumptie IJsvorming Geluid Slagschaduw Zog Totaal L100 2,0 1,0 0,4 0,2 0,1 0,0 0,0 5,4 8,9 7.4 Onzekerheid De onzekerheid in de berekening van de gemiddelde jaarproductie van het project berust op de volgende factoren: Productie Onzekerheid in de gemeten energieproducties en de interpretatie daarvan. Deze is 3,0% Windmodel Onzekerheid in omgevingsparameters bij laterale verplaatsing en verticale verplaatsing.(6,0%) Windaanbod De energieproductie varieert van jaar tot jaar als gevolg van wisselend windaanbod. Dit middelt uit over een langere periode, maar ook over 15 jaar is er nog een onzekerheid van 2,4%. Zie appendix D. Vermogenskromme Onzekerheid in de vermogenskromme van de windturbines (3,0%). De totale onzekerheid in de gemiddelde energieopbrengst over een periode van 15 jaar is gegeven in tabel 8 waarin de totalen berekend zijn als de som van de kwadraten van de componenten, en daar de wortel uit. 7.5 P90 De onzekerheid in de opbrengst drukt men vaak uit in een P90-waarde. Dit is de productie die met 90% zekerheid wordt gehaald. Je berekent de P90 door vergelijking 4 op te lossen voor a. Dit is de netto productie minus ongeveer 1,3 maal de standaardafwijking. Tabel 9 geeft de resultaten. Windstudie Zutphen, Resultaten, 14

121 Tabel 8: Onzekerheden in % van de energieopbrengst. Opstelling Productiemeting Windmodel Vermogenskromme Toekomstig windaanbod Totaal L100 3,0 6,0 3,0 2,4 7,7 Met: a 1 σ 2π e 1 2 ( x µ σ )2 dx = 0,9 (4) µ = Verwachte waarde (= netto productie) σ = Standaard afwijking a = Ondergrens van de integraal Tabel 9: Energieopbrengst Opstelling Ashoogte [m] Totaal vermogen [MW] Windsnelheid [m/s] Verlies [%] Bruto productie [MWh/j] Netto productie [MWh/j] P90 productie [MWh/j] Vollasturen [uur] L ,50 6,1 8, Windstudie Zutphen, Resultaten, 15

122 8 Conclusie In dit onderzoek is het windaanbod berekend op een dijk langs het Twentekanaal in Zutphen, terrein in het bezit van het Waterschap Rijn en IJssel. Een goede indicator van het windaanbod is de gemiddelde windsnelheid: 6,1 m/s op 100 meter boven het maaiveld. De hoeveelheid elektrische energie die een Lagerwey L100 (ashoogte 100 meter) uit dit windaanbod gemiddeld zal genereren is na aftrek van verliezen: MWh per jaar. We hebben berekend wat de onzekerheid is in de netto productie en dit uigedrukt in een P90 waarde. De hoeveelheid elektrische energie die met 90% zekerheid geleverd gaat worden is MWh per jaar, gemiddeld over 15 jaar. Windstudie Zutphen, Conclusie, 16

123 9 Gebruik en aansprakelijkheid Voor de inhoud van dit rapport heeft Bosch & Van Rijn zich gebaseerd op algemeen geaccepteerde modellen voor windopbrengsten. De parametersettings van de modellen zijn gedaan door een WAsP-gecertificeerde specialist. De gebruikte basisgegevens zijn veelvuldig getest. Ondanks het gebruik van deze zorgvuldige berekeningsmethoden geeft Bosch & Van Rijn geen garanties ten aanzien van de juistheid van de inhoud van het rapport. Ook vanwege dit gebruik van modellen (met mogelijk daarin reeds bestaande of toekomstig te ontdekken fouten), sluit Bosch & Van Rijn elke aansprakelijkheid ten aanzien van de inhoud van dit rapport uit. Bosch & Van Rijn is alleen aansprakelijk jegens opdrachtgever voor tekortkomingen in dit rapport die haar zijn toe te rekenen en die het gevolg zijn van grove nalatigheid. Indien en voor zover er op Bosch & Van Rijn enige aansprakelijkheid mocht blijken te rusten, dan is deze aansprakelijkheid te allen tijde beperkt tot het bedrag dat Bosch & Van Rijn voor de opdracht in rekening heeft gebracht. Windstudie Zutphen, Gebruik en aansprakelijkheid, 17

124 10 Bibliografie [1] I. Troen and E.L. Petersen. European Wind Atlas. Risø National Laboratory, Roskilde, ISBN Windstudie Zutphen, Bibliografie, 18

125 11 Appendix A WAsP wind parameters op 100 meter ashoogte. WAsP Output Sector Wind climate Power # angle freq. speed Weibull-A Weibull-k P net AEP wake [ ] [%] [m/s] [m/s] - [W/m 2 ] [kwh/a] [%] Total or Average Windstudie Zutphen, WAsP wind parameters, i

126 B Windatlas methode De windregimes in de Windatlas (zie [1]) zijn zogenaamde regionale windregimes. Zo n windregime is gegeven door een windroos met voor elke windrichting een verdeling van de windsnelheid. De Windatlas geeft de verdeling van de windsnelheid met een Weibullverdeling; zeker in Noordwest Europa een goede benadering. Deze verdeling wordt door slechts twee parameters gedefinieerd; de A(mplitude) en de k parameter. Deze laatste zegt iets over de vorm van de verdeling. Een windregime in de Windatlas geeft deze parameters (A en k) niet alleen voor 12 verschillende windrichtingen, maar ook voor een vijftal verschillende hoogtes en een vijftal verschillende omgevingsruwheden, in totaal: (5 ruwheden x 2 parameters + 1 frequentie) x 5 hoogtes x 12 windrichtingen = 660 parameters. Om een lokaal windregime te berekenen gaat de Windatlas uit van het volgende principe: een lokaal windregime is de optelsom van een regionaal windregime en lokale invloeden van het landschap zoals ruwheid, reliëf en obstakels. Zo kan men uit een regionaal windregime en een beschrijving van de omgeving een lokaal windregime berekenen. Een regionaal windregime wordt berekend met het omgekeerde principe; een regionaal windregime is de omgekeerde optelsom van het lokale windregime en lokale invloeden van het landschap. Zo kan men uit lokale windmetingen en een beschrijving van de omgeving een regionaal windregime berekenen. Het achterliggende idee is dat de lokale wind van plek tot plek anders is, in tegenstelling tot het regionale windregime dat geleidelijk verandert. Op deze manier kan men met kennis van dit regionale windregime (en met kennis van de lokale parameters: reliëf, ruwheid en obstakels) dus voor grote gebieden een nauwkeurige bepaling maken van het lokale windregime. Het reanalysis model van NCAR 11 laat het verloop zien van het regionale windregime. Zie figuur National Center for Atmospheric Research publiceert een model dat meer dan honderd meteorologische parameters oplost op een globaal grid in tijdstappen van 6 uur, waaronder windsnelheid. Windstudie Zutphen, Windatlas methode, ii

127 Figuur 7: Gemiddelde windsnelheid op 10 m hoogte in m/s Project 52 CESAR km m/s Windstudie Zutphen, Windatlas methode, iii

128 C Luchtdichtheid De luchtdichtheid op de verschillende hoogten van meetmast CESAR kan men bepalen door de volgende gegevens op te halen van CESAR s internetlocatie: de luchtdruk op 2 meter hoogte P 0, temperatuur op 2 meter hoogte T 0, het dauwpunt op 2 meter hoogte DP 0, temperatuur op hoogte z : T z en het dauwpunt op hoogte z : DP z. Algemeen geldt dat de druk P van een gasvolume te verdelen is in de partiële drukken van haar componenten. We onderscheiden twee componenten; droge lucht, een combinatie van stikstof ( 78%) en zuurstof ( 21%), en twee; waterdamp: P = P d + P v (5) Met P d de partiële druk van droge lucht en P v de partiële druk van waterdamp. De partiële druk van waterdamp is af te leiden uit het dauwpunt, de temperatuur waarbij waterdamp in het gasvolume begint te condenseren. Bij het dauwpunt is de partiële druk van waterdamp gelijk aan de verzadigingsdruk van waterdamp, en deze verzadigingsdruk E s is te berekenen met de zogenaamde Herman Wobus polynoom: E s = E s0 /p 8 W aarin : E s0 = p = c 0 + T (c 1 + T (c 2 + T (c 3 + T (c 4 + T (c 5 + T (c 6 + T (c 7 + T (c 8 + T (c 9 ))))))))) c 0 = c 1 = E 2 c 2 = E 4 c 3 = E 6 c 4 = E 8 c 5 = E 10 c 6 = E 12 c 7 = E 14 c 8 = E 16 c 9 = E 19 (6) Windstudie Zutphen, Luchtdichtheid, iv

129 De dichtheid ρ 0 op hoogte z 0 kunnen we nu berekenen door in formule6 voor T DT 0 in te vullen. Gegeven de partiële druk voor waterdamp is de dichtheid: ρ = P d R d T + P v R v T (7) Waarin R d = de specifieke gasconstante voor droge lucht en R v = de specifieke gasconstante voor waterdamp. Uit de druk, dichtheid en temperatuur op z 0 en de temperatuur op hoogte z kan men de druk op hoogte z berekenen. We nemen een linear temperatuurverloop tussen hoogte z 0 = 2 en z = h: T (z) = T 0 + (z 2) T (z = h) T 0 h 2 (8) Een eerste benadering van de dichtheid op hoogte z kan men maken door de dichtheid alleen van de temperatuur af te laten hangen: ρ(z) = ρ 0 T 0 T (z) (9) Maar we gebruiken deze dichtheid alleen om het drukverschil tussen z 0 en z = h te schatten. Hiervoor gebruiken we de formule voor de drukgradient: Met g de gravitatiekracht. δp δz = ρg (10) Uiteindelijk, nu de druk, temperatuur en dauwpunt op hoogte z = h bekend zijn, kan de dichtheid op z = h berekend worden door eerst de partële druk van waterdamp te berekenen met formule 6 en deze te gebruiken in formule 7. Wij hebben deze berekening uitgevoerd voor de vier seizoenen bij CESAR observatory over de periode , zie figuur 8. De gemiddelde dichtheid over de gehele periode is op 100 meter hoogte: kg m 3, net iets meer dan de standaard dichtheid 12 van kg m De dichtheid in International Standard Atmosphere Windstudie Zutphen, Luchtdichtheid, v

130 Figuur 8: Dichtheid afgeleid uit data van CESAR Observatory Height [m] winter spring summer autumn Density [kg m 3] Windstudie Zutphen, Luchtdichtheid, vi

131 D Onzekerheden windaanbod Voor de onzekerheden in het windaanbod en de effecten daarvan op de energieopbrengst, gebruiken we de meetreeks van CESAR op 80 meter hoogte. De reeks bestaat uit gemiddelde windsnelheden over 10-minuut intervallen, en bestrijkt een periode van 1 mei 2000 tot 1 mei Voor elk jaar in deze reeks is de gemiddelde windsnelheid en de energieproductie bepaald met WAsP, ruwheidskaarten en hoogtekaarten voor een referentiepark. De resultaten staan in tabel 10 (de jaren beginnen in mei). Tabel 10: Windsnelheden en productie van een referentiepark. Regionaal windregime uit CESAR data op 80 meter. Jaar Gemiddelde windsnelheid Bruto productie op 85 m hoogte [m/s] [MWh / jaar] , , , , , , , , , , gemiddeld 7, Om de standaardafwijking te berekenen gebruiken we onderstaande formule 11 met de zogenaamde Bessel correctie. Deze correctie is nodig omdat het niet zeker is dat alle fenomenen in het windaanbod in deze periode gesampled zijn. σ = 1 N (x i x) N 1 2 (11) i=1 Hiermee komen we op een standaardafwijking in de jaarlijkse productie van MWh = 9,35%. Windstudie Zutphen, Onzekerheden windaanbod, vii

132 De onzekerheid in een langjarig gemiddelde is een stuk kleiner en kan men schatten met onderstaande formule op basis van de onzekerheid in 1 jaar. We zijn op zoek naar de onzekerheid in de gemiddelde jaarproductie over een periode van 15 jaar, de looptijd van een windproject. De formule luidt dan als volgt (12): 1 15 σ = 394 = 2, 41% (12) Windstudie Zutphen, Onzekerheden windaanbod, viii

133 E Powercurven E.1 Lagerwey L >?65&'AB&;5C'&5%BA5%'#A?BC"8A'5D8CC8?$'3#45&657'3)=='/E2F- Wind speed [m/s] Standard* Power [kw]!"#$%#&%'' ()%*''' +,-. Power curves reduced noise emmission!"#$%#&%'' (/%*''' +,-.!"#$%#&%'' (0%*''' +,-.!"#$%#&%'' (1%*''' +,-.!"#$%#&%'' (2%*''' +, *Power curves based on 10% turbulence and standard atmospheric conditions >?65&'AB&;5C'3#45&657'3)=='( /E2'F- $"!! $!!! #"!! +,-./-0/ +,-./-0/12#1/3 #!!! +,-./-0/12$1/3 +,-./-0/12%1/3 "!! +,-./-0/12&1/3 +,-./-0/12"1/3! $ % & " ' ( ) * #! ## #$ #% #& #" #' #( #) #* $! $# $$ $% $& $" 3#45&657'-8$%'*9 :5;'/<(=)(/=)1 >#45')'?@') Windstudie Zutphen, Powercurven, ix

134 @A&BC"'D>3??7D73$"C'1#23&435'1)<<'-E0F6 Wind speed [m/s] Standard Ct [-]!"#$%#&%'' ()%*'''''' +(, Thrust curves reduced noise emmission!"#$%#&%'' (-%*'''''' +(,!"#$%#&%'' (.%*'''''' +(,!"#$%#&%'' (/%*'''''' +(,!"#$%#&%'' (0%*'''''' +(, E0'F6 #"!!!"+!!"*!!")!!"(!!"'!!"&!!"%!,-./0.10,-./0.1023#204,-./0.1023$204,-./0.1023%204,-./0.1023&204,-./0.1023'204!"$!!"#! $ % & ' ( ) * + #! ## #$ #% #& #' #( #) #* #+ $! $# $$ $% $& $' 1#23&435'67$%'*8 93:'-;(<)(-<)/ =#23')'>?') Windstudie Zutphen, Powercurven, x

135 E.2 Reference 1: Vestas V Sheet1 Powercurve V Windspeed Power Ct [m/s] [kw] [-] Windstudie Zutphen, Powercurven, xi Page 1

136 E.3 Reference 2: Enercon E Sheet1 Enercon E windspeed Power Ct [m/s] [kw] [-] Windstudie Zutphen, Powercurven, xii Page 1

137 Haalbaarheid Windturbine Zutphen Geotechniek, Twentekanaal

138 Haalbaarheid Windturbine Zutphen Geotechniek, Twentekanaal ing. P. Kraaijenbrink Deltares, 2017, B

139 Titel Haalbaarheid Windturbine Zutphen Opdrachtgever Waterschap Rijn en IJssel Project Kenmerk GEO jvm Pagina's 48 Trefwoorden Windturbine, Zutphen, Twentekanaal, WRIJ, Haalbaarheidsstudie, Hoogte, Stabiliteit, Piping, Zettingsvloeiing, Trillingen, Stortplaats, WBI2017, OI2014, Faalkansverdeling, Foutenboom Samenvatting In onderhavige studie is, op basis van beschikbare gegevens, een eerste globale haalbaarheidsstudie uitgevoerd, ten behoeve van de realisatie van een windturbine (2,5 MW) aan de noordkant van Zutphen langs het Twentekanaal, vlak bij de monding van het kanaal in de IJssel. Het betreft hierbij met name onderzoek van geotechnische aspecten vanuit oogpunt van waterveiligheid. De zoeklocatie is gelegen tussen globaal dijkpaal (dp) 134,5 en dp 137,5. De locatie betreft de primaire waterkering van dijkring 50 (Zutphen). In de nieuwe normering, die per 1 januari 2017 van kracht is, betreft dit dijktraject Van belang is op te merken, dat ter plaatse van de betreffende locatie zich vrijwel direct achter de primaire waterkering een voormalige stortplaats bevindt, waardoor het achterland op de aangegeven zoeklocatie hoog is gelegen. De belangrijkste mechanismen, waar in verband met de waterveiligheid, naar gekeken is zijn: de hoogte van de waterkering, de macrostabiliteit, zowel binnen- als buitenwaarts, piping en zettingsvloeiing. Ook wordt ingegaan op de nieuwe normering en hoe omgegaan dient te worden met windturbines, als niet waterkerend object (NWO) op een waterkering. In het nieuwe toets- en ontwerpinstrumentarium (WBI2017 en OI2014) wordt in principe geen faalkansruimte gereserveerd voor NWO s. In principe dient de faalkansruimte voor bijdrage van NWO s gevonden te worden binnen het betreffende faalmechanisme. Een eerste toets daarbij is te kijken of de kansbijdrage verwaarloosbaar klein is. In eerdere onderzoeken/projecten is, in overleg met ENW en RWS, als verwaarloosbare kansbijdrage een waarde van 1% van de norm op doorsnedeniveau gehanteerd. Het ontbreekt echter aan een wettelijk kader, wat ook geldt indien veel NWO s aanwezig zijn, die allemaal een kleine kansbijdrage hebben, maar gezamenlijk misschien wel substantieel. Uit de uitgevoerde analyses blijkt voor onderhavig project dat, ter plaats van de aangegeven zoeklocatie, de risico s ten aanzien van de belangrijkste faalmechanismen voor de waterkering: hoogte, stabiliteit (binnen- en buitenwaarts), piping en zettingsvloeiing, vermoedelijk voldoende klein zijn, of relatief eenvoudige mitigerende maatregelen te treffen. Uit indicatieve berekeningen voor de binnenwaartse- en buitenwaartse stabiliteit blijkt dat er voldoende reserve aanwezig is. Vanuit waterveiligheidsoogpunt lijkt realisatie van een windturbine op de betreffende locatie derhalve haalbaar. Opgemerkt moet echter worden dat de resultaten gebaseerd zijn op een beperkte hoeveelheid informatie, die onvoldoende is voor een definitief oordeel ten aanzien van de haalbaarheid. In een vervolgfase kan, zodra er meer duidelijkheid is omtrent de realisatie en definitieve locatie, in overleg, aanvullend onderzoek uitgevoerd worden ten behoeve van een gedetailleerde en voldoende onderbouwde analyse van de haalbaarheid uit oogpunt van waterveiligheid en uiteindelijk een definitief ontwerp en realisatie van de windturbine Haalbaarheid Windturbine Zutphen

140 Deltores Titel Haalbaarheid Windturbine Zutphen Opdrachtgever Waterschap Rijn en Ijssel Project Kenmerk Pagina's GEO jvm Referenties P.W. van den Berg, H. Schelfhout, Geotechniek-okt. 2012; Deltares GEO-0003 (2011); Deltares / Hoek van Holland (2016); RWS 2014, Handboek Risicozonering Windturbines; P. Hölscher, Geotechniek okt Dynamisch gedrag windturbinefundering. Versie Datum Auteur Paraaf Review Paraaf Goedkeuring Paraaf 01 dec.2016 ing. P. Kraaijenbrink H.A. Schelfhaut ir. L. Vaagt 02 intern 03 jan 2017 ing. P. Kraaijenbrink drs. ing F.PW. van den Berg ir. L. Vaagt Status definitief Haalbaarheid Windturbine Zutphen

141 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Inhoud 1 Inleiding Aanleiding Locatie Probleemstelling en doel Veiligheidseisen en maatwerkoplossing Afbakening 4 2 Beschikbare informatie Gegevens Waterschap Rijn en IJssel (WRIJ) Overige gegevens VNK (Veiligheid Nederland in Kaart) Dinoloket Advies ENW, 11 december AHN - hoogte Overige gegevens 9 3 Uitgangspunten Algemene uitgangspunten Grondonderzoek Toetsingsgegevens Dwarsprofiel Waterstanden Type windturbine Veiligheidsfilosofie Huidige normering Nieuwe normering per Berekeningen Dwarsprofiel en stortplaats Trillingsbelasting Partiële factoren (zie ook paragraaf 3.4) 18 4 Analyse gegevens Algemeen Grondonderzoek Hoogte Faalmechanismen Valincidenten Macrostabiliteit, zowel binnen- als buitenwaarts Binnenwaartse macrostabilteit (STBI) Buitenwaartse macrostabilteit (STBU) Piping Toetsresultaten (2010) Invloed windturbine Zettingsvloeiing Mechanisme beschrijving Beoordeling Zettingsvloeiing Conclusie zettingsvloeiing 29 Haalbaarheid Windturbine Zutphen i

142 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief 4.7 Aandachtspunten uitvoering 30 5 Conclusies en advies Conclusies Kennishiaten en witte vlekken Aanbevelingen 32 Bijlage(n) A Boringen en sonderingen A-1 B Faalkanseisen en foutenboom B-1 C Berekeningsresultaten stabiliteitsberekeningen (binnen- en buitenwaarts) C-1 D Globale afmetingen 2 MW-turbine met betonnen mast D-1 E Artikel Geotechniek, okt. 2016: Dynamisch gedrag van een on-shore windturbinefundering E-1 F ENW-advies ENW-14-16, d.d. 11 december 2014 F-1 Haalbaarheid Windturbine Zutphen ii

143 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief 1 Inleiding 1.1 Aanleiding Het Waterschap Rijn en IJssel is voornemens om 1 of meerdere windturbines te plaatsen op of binnen de invloedszone van de waterkering langs het Twentekanaal aan de noordzijde van Zutphen. Door het waterschap is Deltares verzocht een eerste onderzoek, vanuit geotechnisch oogpunt en waterveiligheid, uit te voeren naar de technische haalbaarheid voor de realisatie van een (of meerdere) windturbine(s) op de primaire waterkering langs het Twentekanaal aan de noordzijde van Zutphen. Op 27 mei 2016 heeft Deltares, ten behoeve van de uitvraag, een offerte uitgebracht met kenmerk: GEO Door Waterschap Rijn en IJssel (WRIJ) is in principe op 22 juli opdracht verleend de omschreven werkzaamheden uit te voeren. Op 1 september 2016 is overeenstemming ten aanzien van de inkoopvoorwaarden, waarmee de opdrachtbevestiging van kracht is geworden. 1.2 Locatie In Figuur 1.1, is het zoekgebied van de te plaatsen windturbine aangegeven. De locatie is gelegen ter plaatse primaire waterkering langs het Twentekanaal aan de noordzijde van Zutphen. Hier ligt tevens de voormalige vuilstortplaats Fort de Pol. De locatie betreft globaal dijkpaal (dp) 134,5 137,5 van de primaire waterkering. De primaire waterkering maakt momenteel nog onderdeel uit van dijkring 50 (Zutphen), met een normfrequentie van 1/1250. In de nieuwe normen, die per 1 januari 2017 van kracht worden, betreft dit het traject Figuur 1.1 Overzicht projectlocatie langs Twenthekanaal (noodzijde Zutphen) Haalbaarheid Windturbine Zutphen 1 van 48

144 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Figuur 1.2 Overzicht projectlocatie langs Twenthekanaal met dijkpaalnummering Om een beeld te krijgen is indicatief een windturbine geschetst in dwarsprofiel dp 136. Daarbij is uitgegaan van een funderingsblok met een diameter van circa 20 m en een dikte van circa 2,5 m. De mastdiameter bedraagt onderaan circa 7 m. Deze afmetingen zijn indicatief, maar wel realistisch voor een dergelijke windturbine. Er zijn wel kleinere funderingsafmetingen voor dergelijke turbines bekend, maar in het algemeen niet kleiner dan circa 15 m. Figuur 1.3 Overzicht dwarsprofiel dp 136 met windturbine (indicatieve maar realistische afmetingen) Haalbaarheid Windturbine Zutphen 2 van 48

145 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief In Figuur 1.3 is tevens een maat van 50 m aangegeven. Dit is een minimale afstand, vanuit de rand van een vaarweg, die door Rijkswaterstaat gehanteerd wordt voor plaatsing van windturbines (zie ook paragraaf 4.1). 1.3 Probleemstelling en doel Ten behoeve van het plaatsen van een windturbine op, of vlak naast de primaire waterkering langs het Twentekanaal dient er in eerste instantie, op basis van beschikbare gegevens, een haalbaarheidsstudie uitgevoerd te worden, met name in verband met de mogelijke effecten ten aanzien van de veiligheid van de waterkering. Door Bosch & van Rijn is reeds, conform het Handboek Risicozonering Windturbines (RWS, september 2014), een kwantitatieve risicoanalyse uitgevoerd voor een aantal potentiële locaties voor het realiseren van een windturbine van het type Lagerwey L100-2,5 met een ashoogte van 98 m. Het Handboek Risicozonering Windturbines geeft echter geen invulling aan risico s en faalkansen ten aanzien van waterkeringen. Bij realisatie van een windturbine op, of nabij een waterkering dient echter wel rekening gehouden te worden met de methode van risicobenadering voor waterkeringen in relatie tot de aanwezigheid van niet waterkerende objecten. Een belangrijke rol daarbij speelt het risico en/of de invloed van de windturbine(s) op een met waterverzadigde dijk. Alle relevante faalmechanisme/aspecten, dienen ten aanzien van dit risico (waterveiligheid) beoordeeld te worden. Probleem daarbij is dat het momenteel nog steeds ontbreekt aan een wettelijk ontwerp-, toets-, en beheerinstrumentarium, zie paragraaf 1.4. Naast het ontbreken van wettelijke regelgeving wordt per 1 januari 2017 een nieuwe normering voor primaire waterkeringen van kracht. Verzocht is om tevens te onderzoeken wat eventuele consequenties hiervan zijn. 1.4 Veiligheidseisen en maatwerkoplossing Voor plaatsing van windmolens, zowel binnen de kern- als de beschermingszone van een waterkering, bestaan vooralsnog geen specifieke veiligheidseisen. De belangrijkste reden is het ontbreken van een ontwerp-, toets- en beheerinstrumentarium, waardoor vergunningaanvragen in de regel vaak moeten worden afgewezen. De vraagstelling is echter vaak wel relevant en wordt regelmatig bediscussieerd, met name ook omdat Waterschappen in het Klimaatakkoord afspraken gemaakt hebben over duurzame energie en de verkenning van energiebronnen, zoals o.a. wind- en zonne-energie. De borging van de veiligheid is wel een absolute voorwaarde voor de ontwikkeling van windenergie in de omgeving van waterkeringen. Deltares heeft (recent) een inventarisatie uitgevoerd van alle aspecten, die voor de bouwfase, de gebruiksfase en de nazorg na ontmanteling relevant zijn. Het ontbreekt echter nog aan verdere uitwerking van deze aspecten. Getracht wordt om dit op de onderzoekagenda van het rijk (I&M) en de waterschappen (UvW) te krijgen zodat ook de nodige financiering beschikbaar komt voor het ontwikkelen van een geavanceerd ontwerp- en toetsinstrumentarium voor windmolens in/op waterkeringen, gevalideerd aan de hand van veldproeven en monitoringsgegevens. Gezien lopende discussies is de verwachting dat het nog wel enige tijd zal duren voordat er een definitief beoordelingskader en rekentools beschikbaar zijn. Tot die tijd kan gebruik gemaakt worden van recent opgedane inzichten, metingen en uitgangspunten die bij andere projecten zijn opgedaan. Met name wordt ook gewezen op een recent verschenen artikel in het vakblad Geotechniek van oktober 2016 (P. Hölscher): Dynamisch gedrag van een on-shore windturbinefundering. Het betreffende artikel is als bijlage bijgevoegd. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 3 van 48

146 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief 1.5 Afbakening In afwachting van bovenstaande ontwikkelingen kan voor urgente projecten plaatsing van windturbines mogelijk ook met maatwerkoplossingen worden bereikt. Een voorbeeld hiervan is de Oostpolderdijk bij de Eemshaven in Delfzijl. De eerste stap daarin is het is het uitvoeren van een lokaal onderzoek naar de haalbaarheid (haalbaarheidsanalyse), waaruit moet blijken of, op basis van conservatieve veiligheidseisen en/of compenserende maatregelen, in combinatie met een monitoringsprogramma en de onzekerheden in verband met de kennisleemten, plaatsing van windturbines binnen de waterkeringszones mogelijk is. Aandachtspunten bij een (uitgebreid) haalbaarheidsonderzoek zijn: 1. De huidige veiligheid en veiligheidseisen van de waterkering, mede in relatie tot de aanwezigheid van windturbine(s). 2. Het dwarsprofiel (geometrie) van de waterkering en de plaats van de windturbines in de invloedzone van de waterkering (in de kernzone, de beschermingszone of daar buiten). 3. De opbouw van de ondergrond (inclusief inventarisatie van verwekingsgevoelige lagen). 4. Bepaling van de additionele kans op falen van de waterkering als gevolg van faalincidenten van/met de windturbine (omvallen mast, vallen gondel, afbreken rotorblad) en de toelaatbare kans op falen voor de beschouwde dijkring. Daarbij speelt met name ook de aankomende nieuwe veiligheidsnormering voor primaire waterkeringen, op basis van overstromingskansen en dijktrajecten, een belangrijke rol. 5. Aanwezige objecten en/of constructies in de waterkering. 6. De invloed van trillingen tijdens de bouwfase (heien, trillen) en de gebruiksfase (op de faalmechanismen van de waterkering en zo nodig de omgeving). 7. Toepassing van compenserende maatregelen (afschermconstructies, bouwen op overhoogte/-breedte etc.). 8. Opstellen van een monitoringsprogramma, inclusief de benodigde meetvoorzieningen. 9. Aandachtspunten voor nazorg (achterblijvende funderingsresten na ontmanteling). 10. Benoemen van beheer- en onderhoudsaspecten. 11. Vaststellen van de verantwoordelijkheden. 12. Bepalen van de kosten en baten. Het is in het algemeen niet zinvol om gelijk te starten met een uitgebreid onderzoek, waarin alle aspecten die in paragraaf 1.5 genoemd zijn uitgebreid onderzocht en uitgewerkt worden. Beter kan worden voorzien in een gefaseerde aanpak, waarbij van grof naar fijn gewerkt wordt en verschillende fases gedefinieerd worden die tevens kunnen leiden tot een go/nogo beslissing. Fase 1: Globale haalbaarheidsstudie op basis van beschikbare gegevens en onderzoek, advies voor vervolgonderzoek, met name gericht op waterveiligheid en huidige en toekomstige normering (veiligheidsanalyse). Fase 2: Nadere vaststelling haalbaarheid op basis van aanvullende gegevens/onderzoek en prioritering te beschouwen faalmechanismen waterkering in relatie tot realisatie windturbines. Zo nodig verdieping prioritaire mechanismen en doorkijk naar constructieve voorzieningen. Fase 3: Beoordeling, zo nodig, of mede op basis van expert judgement en uitwerken alternatieven. Fase 4: Uitwerken voorkeursalternatief tot definitief ontwerp en rapportage. Fase 5: Uitvoeringsfase, aanleg windturbine Fase 6: Gebruiksfase / beheer. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 4 van 48

147 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief In alle fasen dient er in principe overleg en samenwerking plaats te vinden tussen de initiatiefnemer en andere belanghebbende partijen. Daarbij dient voorzien te worden in een proces, waarbij vooraf gezamenlijk een prioritering gemaakt wordt van de belangrijkste aspecten en risico s die een go / no go kunnen geven. Deze belangrijkste risico s dienen het eerst onderzocht te worden. Alleen indien het onderzoek naar deze belangrijkste risico s positief uitpakt, er consensus is over de grootste onzekerheden en er duidelijk is dat bijbehorende risico s binnen de grenzen van het toelaatbare vallen, dan kan het project doorgang vinden. Daarbij is dan nog wel nadere uitwerking en detaillering benodigd, maar dat zal normaal gesproken dan niet meer leiden tot een no go. De uitgevoerde werkzaamheden ten behoeve van onderhavige rapportage beperken zich voornamelijk tot een globale haalbaarheidsstudie, Fase 1, waarin nog niet alle onderdelen, die bovenstaand zijn aangegeven, op detailniveau uitgewerkt zijn. Daarbij beperkt het onderzoek zich tevens tot een analyse op basis van bestaande gegevens. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 5 van 48

148 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief 2 Beschikbare informatie Voor het onderzoek (haalbaarheidsstudie) is voornamelijk gebruik gemaakt van door de opdrachtgever (WRIJ) aangeleverde gegevens. Daarnaast zijn ook andere bronnen geraadpleegd. Ten behoeve van de haalbaarheidsstudie is onder andere gebruik gemaakt van de volgende gegevens, zoals in de volgende paragraven zijn opgenomen. 2.1 Gegevens Waterschap Rijn en IJssel (WRIJ) Voor onderhavige (globale) haalbaarheidsstudie zijn de volgende rapportages en gegevens door WRIJ aangeleverd: Rapport Bosch en van Rijn: Windenergielocaties, Kwantitatieve risicoanalyse, d.d. 9 maart Locatietekening inclusief zoekgebied locatie windturbine. Tekening dwp beheer, DR 50, dijkpaal 136; dwarsprofiel tekening. Rapport Arcadis: Derde Toetsing Dijkring 50 Zutphen, d.d. 1 juli 2010; :A, C ; inclusief bijlagen. Rapport Arcadis: Toetsing Leidingen dijkring 47, 48, 49, 50 en 51, d.d. 8 juli 2010; :A!, C Memo Arcadis, Toevoeging tweetal kunstwerken, derde toetsingsronde dijkring 50 Zutphen, d.d. 17 augustus Rapport Grontmij, Grondmechanisch onderzoek dijkring 50: Zutphen, d.d. september 2003; projectnummer , documentnummer 130_141_R Grondonderzoek, samendrukking Eem-formatie, N348 Zutphen Eefde; Fugro, april 2008; kenmerk (2 boringen B5 en B6 en 8 samendrukkingsproeven) Gis-bestanden, SHP-files dijkpalen en referentielijn dr 50. Stabiliteitsberekeningen (sti-bestanden) van dp 136 (buiten- en binnenwaartse stabiliteit) en dp 144 (binnenwaartse stabiliteit met filter). 2.2 Overige gegevens VNK (Veiligheid Nederland in Kaart) In december 2011 heeft VNK2 de rapportage opgeleverd: Veiligheid Nederland in kaart 2, Overstromingsrisico dijkring 50 Zutphen; document HB Beschouwd zijn de vier faalmechanismen: Overloop en golfoverslag, Macrostabiliteit binnenwaarts, opbarsten en piping, en beschadiging bekleding en erosie dijklichaam. Figuur 2.1 Overzicht beschouwde faalmechanismen VNK-2 Haalbaarheid Windturbine Zutphen 6 van 48

149 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Dinoloket Vanuit Dinoloket zijn de volgende grondonderzoeksgegevens (boringen en sonderingen) in de omgeving van de windturbine-locatie bekend (zie Figuur 2.2): B33F0087 B33F0089 Figuur 2.2 Overzicht onderzoekspunten (boringen en sonderingen uit DINO-loket Ter plaatse van de windturbine-zoeklocatie zijn in 1973 de boringen B33F0087 en B33F0089 uitgevoerd Advies ENW, 11 december 2014 Circa 2 jaar geleden is er door het Expertise Netwerk Waterveiligheid (ENW), een positief advies uitgebracht met betrekking tot het, vanuit technisch oogpunt en waterveiligheid, accepteren van windturbines in de kruin (kernzone) van een waterkering. Dit advies heeft betrekking op de Oostpolderdijk bij de Eemshaven, maar is in principe ook generiek toepasbaar. Met het advies neemt ENW afstand van de tot nog toe algemene gehanteerde visie, dat bouwen in de kernzone van een primaire waterkering vanuit veiligheidsoogpunt niet zou moeten (of zou kunnen) worden toegelaten. Zo is men recentelijk ook bezig windturbines te realiseren binnen de invloedszone van de primaire waterkering bij IJmuiden en langs de Nieuwe Waterweg tussen Hoek van Holland en Maassluis (nabij de Maeslantkering). Voor het ontwerp wordt door ENW geadviseerd uit te gaan van het Ontwerpinstrumentarium 2014, waarbij een integrale risicoanalyse/faalkansanalyse van het totale systeem waterkering met (onder- en bovenbouw van de) turbines nodig geacht wordt. Voor alternatieven/varianten, is per variant een aparte analyse benodigd. Het ENW-advies van december 2014 is, ter informatie, als bijlage bij onderhavige rapportage gevoegd. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 7 van 48

150 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief In onderhavige rapportage is nog geen volledige faalkansanalyse uitgevoerd, omdat dat in dit (verkennende) stadium te ver voert en bepaalde gegevens, met name met betrekking tot de ondergrond en het grondonderzoek, eerst meer duidelijkheid moeten geven ten aanzien van de belangrijkste faalmechanismen van de waterkering. Wel is er al een opzet gemaakt van de faalkanseisen en toelaatbare faalkansen per faalmechanisme op doorsnedeniveau AHN - hoogte Via het Actueel hoogtebestand Nederland, kan een goed beeld worden verkregen van de hoogtes en de situatie ter plaatse van de zoeklocatie voor de windturbine. Figuur 2.3 AHN2 Overzicht hoogteverschillen (dynamisch) Haalbaarheid Windturbine Zutphen 8 van 48

151 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Figuur 2.4 AHN3 Overzicht hoogteverschillen (statisch) Overige gegevens Naast bovengenoemde gegevens is verder gebruik gemaakt van een aantal Technische Rapporten, Handreikingen en Leidraden van ENW met betrekking tot het beoordelen van de veiligheid van waterkeringen. Dit betreft bijvoorbeeld ook de Leidraad Rivieren (RWS / ENW, juli 2007) inclusief bij behorende bijlagen, technische rapporten en addenda en de HR2006 (hydraulische randvoorwaarden). Er is ook nog onderzocht of er geotechnische lengteprofielen (onderzoek Deltares en voorgangers) beschikbaar zijn. Er zijn echter alleen 2 geotechnische lengteprofielen aangetroffen aan de noordzijde van het Twentekanaal ten oosten van de Ehzerbrug en 1 geotechnisch lengteprofiel bij het pompstation in Zutphen nabij de kruising Thorbeckesingel Beethovenstraat. Naast aanvullende gegevens en/of onderzoek van de betreffende locatie is gebruik gemaakt van opgedane kennis bij windmolenparken op vergelijkbare locaties/omstandigheden. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 9 van 48

152 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief 3 Uitgangspunten 3.1 Algemene uitgangspunten Ten aanzien van de veiligheid van de waterkering, zal/kan de plaatsing van een windturbine, op of vlakbij een waterkering, negatieve effecten hebben op de veiligheid (en daarmee de faalmechanismen) van een waterkering. Er dient daarbij onderscheid gemaakt te worden in een aantal situaties: De uitvoering/realisatie van de windturbine. Het dagelijks gebruik van de turbine, inclusief eventuele (val)incidenten. De ontmanteling van de turbine (is eveneens uitvoering). De belangrijkste aspecten met betrekking tot de veiligheid van de waterkering zijn: Eventueel benodigde ontgravingen, die de stabiliteit van de waterkering kunnen beïnvloeden (met name in de uitvoerings- en ontmantelingssituatie). Trillingen die zowel tijdens de bouw als tijdens de gebruiksfase (bij het in bedrijf zijn) optreden en effect hebben op de sterkte van de ondergrond (t.g.v. wateroverspanning of bijvoorbeeld verdichting). Valincidenten (rotorblad, mast/rotor, gondel), waardoor de waterkering beschadigd raakt en/of ongewenste trillingen optreden. Het kunnen ontstaan van bijvoorbeeld een extra lekweg. De belangrijkste faalmechanismen met betrekking tot het falen van de primaire waterkering zijn: De hoogte van de waterkering. De stabiliteit van de waterkering, zowel binnen- als buitenwaarts. Het mogelijk optreden van opbarsten en piping. Afschuiven van het voorland of zettingsvloeiing. Beschadiging van de bekleding in combinatie met erosie. Mede omdat vrijwel geen gegevens bekend zijn van de dijksopbouw en de bekleding, is dit aspect in onderhavige rapportage nog niet beschouwd. Ook zijn er vooralsnog geen gegevens bekend van de voormalige stortplaats en de afdeklaag die hierop aangebracht zal zijn. In Tabel 3.1 is de relatie weergegeven tussen de verschillende aspecten van windturbines en mogelijke faalmechanismen van de waterkering. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 10 van 48

153 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Aspect windturbine Normaal gebruik: Trillingen Kwelweg verkorting Uitvoering Trillingen Ontgravingen Extra belastingen (Val)incidenten Val blad Val mast/rotor Faalmechanisme waterkering HT STBK STPH STBI STBU STMI STVL Val gondel HT = hoogte; STBK = stabiliteit bekleding; STPH = piping en heave; STBI/STBU-= binnen- en buitenwaartse stabiliteit; STMI = microstabiliteit; STVL = stabiliteit voorland Tabel 3.1 Relatie tussen aspecten windturbine en faalmechanismen waterkering 3.2 Grondonderzoek Er is voornamelijk gebruik gemaakt van het door WRIJ aangeleverde grondonderzoek en de gegevens die voor de toetsing gebruikt zijn. Daarnaast zijn gegevens uit Dino-loket gebruikt. De meest relevante sonderingen en boringen zijn: Sondering S285c ter hoogte van dp 133,0 (grondonderzoek Grontmij 2003). Sondering S289c ter hoogte van dp 137,0 (grondonderzoek Grontmij 2003). Sondering S292c ter hoogte van dp 140,0 (grondonderzoek Grontmij 2003). Boring B33F0087; ter hoogte van dp 134,8 (Dino-loket 1973). Boring B33F0089; ter hoogte van dp 137,0 (Dino-loket 1973). De betreffende boringen en sonderingen zijn in Bijlage A opgenomen. Voor de beoordeling of er sprake is van losgepakte zandlagen en de mogelijke kans op verweking is in eerste instantie gebruik gemaakt van de methode met behulp van de zogenaamde lijntjes van Kuijter (q c = 6 MPa en 14 MPa op een diepte van 15 m). Dit geeft globaal een redelijk goede eerste indruk van de aanwezigheid van vast of losgepakt zand. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 11 van 48

154 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Figuur 3.1 Indeling los/vast zand conform Kuijter 3.3 Toetsingsgegevens Als basis uitgangspunt voor het beschouwen van de veiligheid van de waterkering is de rapportage van Arcadis gebruikt die opgesteld is ten behoeve van de toetsing van de primaire waterkering in Het betreft de resultaten van de derde toetsronde. Dit betreft ook de aangeleverde gegevens en berekeningen van de stabiliteit, zowel binnenals buitenwaarts voor profiel dp 136, Dwarsprofiel 136 Dwarsprofiel 136 is maatgevend verondersteld voor de zoeklocatie tussen globaal dp 134,5 en dp 137,5. Van het betreffende dwarsprofiel zijn tevens de stabiliteitsberekeningen verkregen die voor de toetsing zijn uitgevoerd. Echter, zoals uit de berekeningen bleek, zonder hoog achterland. Ook is voor de buitenwaartse stabiliteit niet gerekend met een val van maatgevend hoogwater na 10 dagen. Figuur 3.2 Dwarsprofiel dp 136, aangeleverd door WRIJ Haalbaarheid Windturbine Zutphen 12 van 48

155 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Waterstanden Voor de toetsing (Arcadis 2010) is uitgegaan van de hydraulische randvoorwaarden uit 2006 (HR2006), met een toetspeil voor de betreffende locatie van NAP +8,80 m. Het ontwerppeil 2050 bedraagt conform de HR2006, NAP +8,40 m. Het ontwerppeil 2100 bedraagt als gevolg van de Ruimte voor de Rivier maatregelen eveneens NAP +8,40 m. Deze ontwerppeilen zijn exclusief de robuustheidsfactor van 0,3 m en dienen formeel nog vertaald te worden van de as van de rivier naar de oever. Voor onderhavig advies is uit gegaan van de in de toetsing gehanteerde waarde van NAP +8,80 m. De gemiddelde waterstand op de IJssel bedraagt circa NAP + 4,30 m. In Figuur 3.3 zijn op basis van de 10-jarige overzichten van RWS een aantal karakteristieke waterstanden gegeven. Figuur 3.3 Overzicht waterstanden uit 10-jarig overzicht ; bron RWS Voor de buitenwaartse stabiliteit wordt rekening gehouden met een val van maatgevend hoogwater, waarbij conform de HR2006, voor deelgebied 5 (bovenrivierengebied) gerekend dient te worden met een circa 4,3 m lagere waterstand die circa 10 dagen (240 u) na MHW optreedt, conform de gegeven standaard waterstandsverlooplijn. Opgemerkt wordt dat conform de nieuwe regelgeving, die per 1 januari 2017 van kracht wordt, mogelijk de waterstandsbelastingen iets anders worden. De oude norm van 1/1250 jaar wordt is in de nieuwe regelgeving vergelijkbaar met de maximale kans op overstroming van 1/1000. De situatie val MHW blijft ook in de nieuwe normering van kracht. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 13 van 48

156 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Figuur 3.4 Standaard waterstandsverlooplijn voor deelgebied 5; bron HR2006 Als gevolg van de aanwezige, binnendijkse stortplaats, zijn voor het beschouwde dwarsprofiel geen gegevens bekend van de binnendijkse waterstand of het polderpeil. Geadviseerd wordt voor een vervolgfase, ten behoeve van aanvullende berekeningen, de grondwaterstand te meten Type windturbine In de rapportage van Bosch & van Rijn, is aangegeven, dat het een 2,5 MW windturbine betreft van het type Lagerwey L , met een ashoogte van 98 m en een rotordiameter van 100 m. De mast kan middels een modulair systeem worden opgebouwd. 3.4 Veiligheidsfilosofie Huidige normering De zoeklocatie voor de windturbine is gelegen binnen dijkringgebied 50, Zutphen. Dijkring 50 ligt in de provincie Gelderland en wordt in het zuiden begrensd door het stroomkanaal van Hackfort, in het westen door de IJssel en in het noorden door het Twentekanaal. Het oostelijke gedeelte van de dijkring wordt door hoge gronden beschermd. Voor deze dijkring geldt in de huidige normering een overschrijdingsfrequentie (van de waterstand) van 1/1250. Deze normfrequentie is in principe van toepassing op vrijwel alle primaire waterkeringen in het bovenrivierengebied. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 14 van 48

157 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Figuur 3.5 Overzicht dijkring 50 Zutphen, HR2006 In de huidige regelgeving wordt uitgegaan van een overschrijdingskans van de waterstand, Waarbij gesteld wordt dat voor de hoogte van de waterkering 100 % faalkansruimte wordt gereserveerd (Pf = 8*10-4 / jaar). Voor overige faalmechanismen wordt 10 % gereserveerd (Pf = 8*10-5 / jaar). Vanuit deze top-eis voor alle overige faalmechanismen dient in principe, middels een foutenboom een faalkansverdeling gemaakt te worden voor de diverse onderdelen van een waterkering. Conform de Leidraad Rivieren (2007) dient voor het faalmechanisme binnenwaartse stabiliteit voldaan te worden aan een schadefactor van γ n =1,08. Hierbij behoort een betrouwbaarheidsindex van β=4,6 met een bijbehorende faalkans van circa 2*10-6 / jaar. Voor de buitenwaartse stabiliteit bedraagt de schadefactor γ n =1,01. Hierbij behoort een betrouwbaarheidsindex van β=4,09 met een bijbehorende faalkans van 2*10-5 / jaar (factor 10 hoger). Afhankelijk van het toegepaste rekenmodel en of er wel of geen opdrijven aan de orde is, dient er nog een modelfactor te worden toegepast en ook een schematiseringsfactor. Voor de toetsing van de primaire waterkering (Arcadis 2010) is, conform de Leidraad Deel 1 (bovenrivierengebied), uitgegaan van een schadefactor van γ n =1,10 voor de binnenwaartse stabiliteit en γ n =1,03 voor de buitenwaartse stabiliteit. Daarbij zijn hogere materiaalfactoren zijn dan formeel noodzakelijk Nieuwe normering per Per 1 januari 2017 geldt voor de primaire waterkeringen in Nederland een nieuwe normering, die niet meer uitgaat van een overschrijdingskans van de waterkering, maar gebaseerd is op overstromingskansen. De nieuwe overstromingskansnormen berusten onder andere op een lokaal individueel risico van 10-5 per jaar (basisveiligheid). De normen zijn onder andere vastgelegd in het Ontwerp Instrumentarium 2014 (OI 2014). Ook wordt per 1 januari het nieuwe toetsinstrumentarium WBI2017 van kracht. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 15 van 48

158 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Voor onderhavig advies is gebruik gemaakt van OI2014-v3, d.d. juli In de nieuwe normering wordt niet meer uitgegaan van 1 norm voor een hele dijkring, maar zijn de dijkringen opgedeeld in dijkringtrajecten, met per dijktraject een nieuwe norm. Deze norm is gedefinieerd als signaalwaarde (normgetal/middenkans). Daarnaast is per traject een maximaal toelaatbare overstromingskans gedefinieerd, die een factor 1-3 hoger is dan de norm. De locatie waar de windturbine mogelijk gerealiseerd wordt, valt binnen dijktraject Dit traject heeft een lengte van 7,7 km en een normgetal (signaalwaarde) van 1/3000 jaar met een maximale toelaatbare overstromingskans van 1/1000 jaar. Dijkring 50 (Zutphen), L = 13,0 km, norm = 1/1250 p.j. CAT-A Dijktraject 50-1, L = 5,3 km, norm = 1/30000 p.j., P = 1/10000 p.j. CAT-A max Dijktraject 50-2, L = 7,7 km, norm = 1/3000 p.j., P = 1/1000 p.j. CAT-A max Figuur 3.6 Dijktraject 50-1 en 50-2 inclusief normering In het OI2014 wordt een standaard faalkansverdeling gehanteerd voor de verschillende faalmechanismen, zie Figuur 3.7. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 16 van 48

159 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Figuur 3.7 Standaard faalkansverdeling OI2014-v3 Met name voor dijkvak 50-2 is ten behoeve van onderhavige rapportage een analyse gemaakt van de faalkansen en faalkansverdeling voor de verschillende faalmechanismen en objecten. De faalkansverdeling en foutenboom is weergegeven in bijlage B. Omdat niet alle gegevens bekend zijn en omdat er nog enkele witte vlekken zijn in het nieuwe OI2014 en het WBI2014, is het nog niet mogelijk gebleken de faalkansverdeling en foutenboom geheel volledig uit te werken. Voor macrostabiliteit binnenwaarts wordt op basis hiervan een schadefactor berekend van γ n =1,05; met een bijbehorende betrouwbaarheidsindex van β=4,36 en een bijbehorende faalkans van circa 6,6*10-6 / jaar. Voor de buitenwaartse stabiliteit geldt vooralsnog een 10 % hogere toerlaatbare faalkans. Daarmee bedraagt de schadefactor voor de buitenwaartse stabiliteit γ n =0,98; met bijbehorende betrouwbaarheidsindex van β=3,82 en een faalkans van circa 6,6*10-5 / jaar. Afhankelijk van het toegepaste rekenmodel en of er wel of geen opdrijven aan de orde is, dient er nog een modelfactor te worden toegepast. Ook dient er een schematiseringsfactor te worden toegepast. Ten aanzien van niet waterkerende objecten (NWO s), wordt er binnen het WBI2017 geen faalkansruimte gereserveerd. In principe dient de faalkansruimte voor de bijdrage van NWO s gevonden te worden binnen het betreffende faalmechanisme. Hierbij dient in een eerste eenvoudige toets, getoetst te worden of de bijdrage aan de directe faalmechanismen, als gevolg van de aanwezigheid van een NWO, verwaarloosbaar is. Dit is bijvoorbeeld het geval als het verstoringsprofiel het beoordelingsprofiel niet snijdt. In eerdere onderzoeken is als verwaarloosbare kansbijdrage een waarde van 1% van de norm op doorsnedeniveau gehanteerd. Indien binnen een dijktraject zeer veel NWO s aanwezig zijn is mogelijk de bijdrage, ondanks dat per NWO de faalkansbijdrage voldoende klein is, aan de directe faalmechanismen niet meer verwaarloosbaar (1%+1%+1% etc.). Er is vooralsnog niet duidelijk hoe hier formeel mee omgegaan dient te worden. Een insteek kan zijn door te stellen, dat dit opgevangen kan worden door de post van 30 % onvoorzien. In bijlage B is deze mogelijkheid in de foutenboom aangegeven. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 17 van 48

160 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief 3.5 Berekeningen Alleen voor de binnen- en de buitenwaartse stabiliteit zijn voor dwarsprofiel dp 136,0 enkele aanvullende berekeningen uitgevoerd. Daarbij is een trillingsbelasting (aardbeving) in de ondergrond is gemodelleerd met behulp van het computerprogramma D-GeoStability. Voor de faalmechanismen hoogte, piping en zettingsvloeiing is alleen een kwalitatieve beoordeling gegeven Dwarsprofiel en stortplaats In het dwarsprofiel (zie Figuur 3.2) is duidelijk de ophoging ter plaatse van de voormalige (vuil)stortplaats herkenbaar. In de berekeningen is deze ophoging meegenomen. Zoals aangegeven in paragraaf 3.1, zijn geen nadere gegevens hiervan bekend. In de berekeningen is uitgegaan van een volumiek gewicht van 13 kn/m 2 (droog) en 15 kn/m 2 (nat). Voor de sterkte is uitgegaan van een conservatieve rekenwaarde voor de inwendige wrijvingshoek; φ = 20 en een cohesie van c = Trillingsbelasting Op basis van onderzoeken en metingen bij andere windturbine projecten wordt in onderhavige haalbaarheidsstudie en de berekeningen uitgegaan van een maximale trillingsbelasting van 0,3 m/s 2. Dit is een vrij conservatieve waarde, die aangehouden kan worden voor de uitvoeringsfase en/of piekbelastingen tijdens extreme omstandigheden. Uit metingen bij diverse projecten, blijken trillingen tijdens de gebruiksfase vaak een orde 4 tot 20 lager te zijn. Uit recent onderzoek en metingen bij een windturbine in Gouda (zie bijlage E; artikel Geotechniek, oktober 2016), blijkt ter plaatse van de fundering, bij windsnelheden van 15 m/s, ook dergelijke trillingswaarden op te treden. Bij maximaal voorkomende windsnelheden in Nederland van m/s dient rekening gehouden te worden met hogere waarden van maximaal circa 8 mm/s 2. De daarbij gemeten frequenties zijn relatief laag, in de orde van 0,2 5 Hz. Dit leidt tot een maximale trillingsbelasting, ter plaatse van de fundering, van circa 0,25 m/s 2 Een en ander is mede afhankelijk van het ontwerp van de fundering. De trillingen zullen in de ondergrond uitdempen. In de stabiliteitsberekeningen worden de trillingen als aardbevingsbelasting geschematiseerd, waarbij geen rekening gehouden wordt met uitdemping in de ondergrond Partiële factoren (zie ook paragraaf 3.4) Ten behoeve van de stabiliteitsberekeningen dienen partiële factoren te worden toegepast. De partiële factoren bestaan uit: γ n; schadefactor: partiële veiligheidsfactor die verband houdt met schade; dit is de initiële toetswaarde, die volgt uit de wettelijke norm voor een bepaald dijktraject. Voor dijktraject 50-2 bedraagt de schadefactor voor de binnenwaartse stabiliteit γ n =1,05. Voor de buitenwaartse stabiliteit bedraagt de schadefactor γ n =0,98. γ m; materiaalfactor: partiële veiligheidsfactor die verband houdt met de materiaalparameters; de materiaalfactoren worden rechtstreeks in de berekening(en) toegepast en zitten derhalve verdisconteerd in de berekeningsuitkomst. γ d; modelfactor: partiële veiligheidsfactor die verband houdt met het gebruikte rekenmodel. Voor de berekeningen is uitgegaan van het cirkelvormige glijvlakmodel Bishop, zonder opdrijven. Hiervoor geldt een modelfactor van 1,0. γ b; schematiseringsfactor: partiële veiligheidsfactor die verband houdt met onzekerheden ten aanzien van schematiseren van de ondergrond (ook waterspanningen) en de geometrie. Voor de berekeningen is vooralsnog uitgegaan van een waarde van 1,1. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 18 van 48

161 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief De toetswaarde voor de binnenwaartse stabiliteit bedraagt derhalve F min =1,15. De toetswaarde voor de buitenwaartse stabiliteit bedraagt derhalve F min =1,07. Op basis van voldoende onderzoek en een veilige schematisatie en/of beheersmaatregelen dient later aangetoond te worden, dat een schematiseringsfactor van 1,1 voor de betreffende situatie gehanteerd mag worden. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 19 van 48

162 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief 4 Analyse gegevens 4.1 Algemeen Belangrijk is ook onderscheid te maken tussen de uitvoeringsfase (aanleg) en de gebruiksfase. Omdat de aanlegfase nog niet in beeld is en er ook nog onvoldoende gegevens beschikbaar zijn ten aanzien de mogelijke aanleg/uitvoering, is vooralsnog in onderhavige analyse niet ingegaan op de uitvoeringssituatie. Volstaan is met de belangrijkste aandachtspunten voor de uitvoering. Voor een definitieve beoordeling is het nodig om de exacte locatie van de windturbine, ook in het dwarsprofiel gezien, te kennen alsmede wat de plaatsingsmogelijkheden zijn. Vooralsnog is verondersteld, dat dwarsprofiel dp136 maatgevend is, waarbij de plaatsing van de turbine ergens tussen de teen van de stortplaats en de buitenkruin van de waterkering plaats zal vinden. Opgemerkt wordt dat Rijkswaterstaat in artikel 4 lid 1 van de Beleidsregel voor het plaatsen van windturbines op, in of over rijkswaterstaatwerken de volgende regel hanteert: Langs kanalen, rivieren en havens wordt plaatsing van windturbines toegestaan bij een afstand van ten minste 50 meter uit de rand van de vaarweg. Deze afstand is gebaseerd op hinder voor wal- en scheepsradarapparatuur en op visuele hinder voor schippers en bedieningspersoneel. Binnen 50 meter uit de rand van de vaarweg wordt plaatsing slechts toegestaan indien uit aanvullend onderzoek blijkt dat er geen hinder voor wal- en scheepsradar optreedt. De beschouwde locatie voldoet hier in principe niet aan, wat betekent dat de windturbine vermoedelijk verder binnenwaarts verplaatst zal moeten worden. Voor de haalbaarheidsstudie is met name gekeken naar de belangrijkste faalmechanismen van de waterkering in relatie tot de aanwezigheid van windturbines: Hoogte van de waterkering. Macrostabiliteit, zowel binnen- als buitenwaarts. Piping. Zettingsvloeiing. Het aspect bekleding (beschadigen en erosie) is, zoals in paragraaf 3.1 beschreven, nog niet in onderhavige rapportage meegenomen. 4.2 Grondonderzoek In Bijlage A zijn de dichtstbij de locatie van de windturbine uitgevoerde boringen en sonderingen weergegeven, alsmede een gedeelte van het geotechnische lengteprofiel (Grontmij 2003) ter plaatse van de kruin en binnendijks. Uit de gegevens blijkt dat, zowel de dijk als de ondergrond, voornamelijk bestaan uit (fijn) zand met daar bovenop een afdeklaag klei, die varieert in dikte tot maximaal circa 2,5 m. Heel lokaal is ter hoogte van dp 135,5 op een diepte vanaf circa NAP +4,3 m een dunne veenlaag (ca. 0,6 m dik) aangetroffen. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 20 van 48

163 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Op een variërende diepte vanaf NAP -2,5 m à -4,5 m komt een kleilaag voor (Eemklei) met een dikte van globaal 1 à 2 m. Deze laag vormt de begrenzing tussen het 1e watervoerende pakket (globaal m dik) en het 2e watervoerende pakket (30 à 40 m dik). In de sonderingen in bijlage A is met behulp van de lijntjes van Kuijter een eerste indruk verkregen of losgepakte zandlagen aanwezig zijn. Uit de analyse blijkt, dat met name bij sondering S285c en S289c tot een niveau van circa NAP +4,5 m mogelijk losgepakt zand voor kan komen en met name bij sondering S289c ook nog enkele dunne laagjes op grotere diepte, tot circa NAP -4,0 m. 4.3 Hoogte Faalmechanismen Ter plaatse van de voorgenomen (zoek)locatie voor de windturbine bevindt zich een voormalige vuilstort, waardoor het achterland in het algemeen hoog gelegen is, zie ook paragraaf en het maatgevend veronderstelde dwarsprofiel dp 136. Echter, tussen kruin van de primaire waterkering en de voormalige stortplaats bevindt zich (evenwijdig aan de waterkering) een iets lager gelegen strook, die in dwarsprofiel dp 136 op ongeveer NAP +7,57 m ligt. Ook is de voormalige stortplaats niet overal even hoog gelegen, mede doordat verschillende ophogingen zijn gerealiseerd. Met name ook ter plaatse van dp 133 ligt het binnendijkse maaiveld lager maar volgens het AHN in ieder geval tenminste rond NAP +7,0 m. Het hoog gelegen binnendijkse maaiveld heeft een gunstig effect ten aanzien van de faalmechanismen piping/heave en binnenwaartse stabiliteit. Ook biedt het de mogelijkheid om relatief eenvoudige maatregelen te treffen waarmee het risico ten aanzien van onvoldoende hoogte door faalincidenten (waardoor mogelijk inundatie) aanzienlijk beperkt kan worden. Het zetting/zakkingsgedrag ter plaatse van de stortplaats dient bij het uiteindelijke ontwerp ook beschouwd te worden Valincidenten Met name valincidenten bovenop de waterkering kunnen plaatselijk leiden tot een verlaging van de kerende hoogte. Indien echter voldoende hoog achterland aanwezig is zal dit niet kunnen leiden tot inundatie. Een en ander is ook afhankelijk van de uiteindelijke locatie van de windturbine. Indien inundatie wel mogelijk is dient, om de faalkans te berekenen, een inschatting gemaakt worden van de mogelijke afname van de kruinhoogte. De (jaar)kans op het valincident dient vervolgens gecombineerd te worden met de kans van voorkomen van een waterstand hoger dan de gereduceerde kruinhoogte en de mogelijke hersteltijd die benodigd is om de kruin weer op hoogte te krijgen. 4.4 Macrostabiliteit, zowel binnen- als buitenwaarts Binnenwaartse macrostabilteit (STBI) Ten behoeve van de toetsing (Arcadis 2010) is voor het traject dp 133,7 dp 138,0 ter plaatse van dp 136,0 een (controle) stabiliteitsberekening uitgevoerd. In deze berekening is echter geen rekening gehouden met een hoger binnendijks maaiveld ten gevolge van de stortplaats. De binnenwaartse stabiliteit is daarbij getoetst aan een veiligheidsfactor van 1,1 conform de Leidraad (deel 1) voor het bovenrivierengebied (LOR1). Daarbij zijn extra hoge partiële materiaalfactoren toegepast, die conform de LOR1 lager zouden mogen zijn. De berekende waarde uit de toetsing bedraagt F min =1,17; waarbij het binnendijkse maaiveld iets opgehoogd is. Zonder deze ophoging voldoet het profiel niet. In de toetsresultaten is aangegeven dat de score goed is vanwege hoog achterland (de stortplaats). Haalbaarheid Windturbine Zutphen 21 van 48

164 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Uit de toetsingsgegevens blijkt dat, ter plaatse van dp 133,0 (dp 132,5 dp 133,7), de binnenwaartse stabiliteit onvoldoende scoort, F min =0,93. De oorzaak hiervoor ligt in het feit, dat met een lager binnendijks maaiveld is gerekend op circa NAP +6,50 m. Zie bijlage 16 uit de toetsrapportage van Arcadis (2010). Figuur 4.1 Berekening binnenwaartse stabiliteit dp 136, Toetsing 2010; Fmin = 1,17 (met kleine ophoging) Op basis van het aangeleverde profiel dp 136,0 zijn 2 nieuwe berekeningen uitgevoerd ten behoeve van de binnenwaartse stabiliteit, waarbij rekening gehouden is met de aanwezigheid van de stortplaats. 1. Berekening van de huidige situatie tijdens maatgevende omstandigheden, met een maatgevende waterstand van NAP m. 2. Berekening van de huidige situatie tijdens maatgevende omstandigheden, waarbij tevens een horizontale trillingsbelasting in de ondergrond is meegenomen van 0,3 m/s 2. De waarde van 0,3 m/s 2 is een waarde die geldt voor trillingen tijdens de uitvoering als gevolg van bouwverkeer. De trillingen vanuit de windturbine bij het normaal in gebruik zijn, zijn vermoedelijk een factor 2 à 3 lager. De resultaten zijn weergegeven in Tabel 4.1. Daarbij is zowel de toetswaarde weergegeven conform de Leidraad Rivieren (LR), als conform het nieuwe ontwerpinstrumentarium (OI2014- v3). Haalbaarheid Windturbine Zutphen 22 van 48

165 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Binnenwaartse stabiliteit MHW, dp 136,0 (STBI) Berekende veiligheidsfactor F min Berekend Toetswaarde* LR/OI2014 Binnenwaartse stabiliteit MHW 1,58 1,19 / 1,15 Binnenwaartse stabiliteit MHW + trillingsbelasting 0,3 m/s 2 (horizontaal) 1,40 1,19 / 1,15 * De hier vermelde toetswaarde is de schadefactor conform de huidige regelgeving (Leidraad Rivieren) en conform het nieuw ontwerpinstrumentarium (OI2014), waarbij een modelfactor van 1,0 en een schematiseringsfactor van 1,1 is toegepast. Tabel 4.1 Overzicht resultaten binnenwaartse stabiliteitsberekeningen De vereiste en berekende schadefactoren kunnen relatief eenvoudig omgerekend worden naar faalkansen en uitgedrukt worden als betrouwbaarheidsindex (β), zie Tabel 4.2. Situatie Veiligheidsfactor vereist, F min (OI2014) Faalkans Pf /jaar β * Schadefactor γ n berekend Pf /jaar β * STBI huidig 1,15 1,3*10-7 5,15 1,58 1,3* ,46 STBI windturbine 1,15 1,3*10-7 5,15 1,40 7.4* ,46 * β = de betrouwbaarheidsindex Tabel 4.2 Overzicht schadefactoren, bijbehorende faalkansen en betrouwbaarheidsindex Conclusie Uit de berekeningen blijkt dat, bij toepassing van een modelfactor van 1,0 (Bishop, geen opdrukken) en een schematiseringsfactor van 1,1 voldaan wordt aan de vereiste veiligheid voor binnenwaartse stabiliteit. De berekende faalkansen zijn bij aanwezige windturbine nog circa een factor 1,75*10 5 kleiner dan vereist. Opgemerkt wordt dat dit eerste indicatieve berekeningen betreffen en dat voor de definitieve situatie, op basis van meer definitieve gegevens aanvullende informatie betreffende de omgeving en locatie van de windturbine (met name ook in dwarsprofiel), de mogelijkheden bij uitvoering (onder andere verhoging van het maaiveld of andere maatregelen), aanvullend grondonderzoek e.d., dit mogelijk opnieuw beschouwd dient te worden Buitenwaartse macrostabilteit (STBU) Ten behoeve van de toetsing (Arcadis 2010) is voor het traject dp 132,0 dp 138,0 ter plaatse van dp 136,0 een (controle) stabiliteitsberekening uitgevoerd voor de buitenwaartse stabiliteit. Daarbij is de buitenwaartse stabiliteit is getoetst aan een veiligheidsfactor van 1,03 conform de Leidraad (deel 1) voor het bovenrivierengebied (LOR1), waarbij extra hoge partiële materiaalfactoren zijn toegepast, die conform de LOR1 lager zouden mogen zijn. De berekende waarde uit de toetsing (2010) bedraagt F min =1,564 Uit de berekeningen blijkt, dat mogelijk met een te hoge buitenwaterstand is gerekend. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 23 van 48

166 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Figuur 4.2 Berekening buitenwaartse stabiliteit dp 136, Toetsing 2010; Fmin = 1,564 Op basis van het aangeleverde profiel dp 136,0 zijn 2 nieuwe berekeningen uitgevoerd ten behoeve van de buitenwaartse stabiliteit: 1. Berekening van de huidige situatie tijdens maatgevende omstandigheden, met een val van MHW (NAP+8,80 m) naar NAP +4,30 m (situatie na 10 dagen). 2. Berekening van de huidige situatie bij vla MHW, waarbij tevens een horizontale trillingsbelasting in de ondergrond is meegenomen van 0,3 m/s 2, die geldt voor trillingen tijdens de uitvoering als gevolg van bouwverkeer. De trillingen vanuit de windturbine bij het normaal in gebruik zijn vermoedelijk een factor 2 à 3 lager. De resultaten zijn weergegeven in Tabel 4.3 Daarbij is zowel de toetswaarde weergegeven conform de Leidraad Rivieren (LR), als conform het nieuwe ontwerpinstrumentarium (OI2014- v3). Buitenwaartse stabiliteit MHW, dp 136,0 (STBU) Berekende veiligheidsfactor F min Berekend Toetswaarde* LR/OI2014 Buitenwaartse stabiliteit val MHW +8,80 à +4,30 m 1,49 1,11 / 1,07 Buitenwaartse stabiliteit MHW + trillingsbelasting 0,3 m/s 2 1,32 1,11 / 1,07 (horizontaal) * De hier vermelde toetswaarde is de schadefactor conform de huidige regelgeving (Leidraad Rivieren) en conform het nieuw ontwerpinstrumentarium (OI2014), waarbij een modelfactor van 1,0 en een schematiseringsfactor van 1,1 is toegepast. Tabel 4.3 Overzicht resultaten buitenwaartse stabiliteitsberekeningen De vereiste en berekende schadefactoren kunnen relatief eenvoudig omgerekend worden naar faalkansen en uitgedrukt worden als betrouwbaarheidsindex (β), zie Tabel 4.4. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 24 van 48

167 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Situatie Schadefactor γ n vereist (OI2014) Faalkans Pf /jaar β * Schadefactor γ n berekend Pf /jaar β * STBU huidig 1,07 2,36*10-6 4,58 1,49 4,0* ,77 STBU windturbine 1,07 2,36*10-6 4,58 1,32 5.2* ,46 * β = de betrouwbaarheidsindex Tabel 4.4 Overzicht schadefactoren, bijbehorende faalkansen en betrouwbaarheidsindex Conclusie Uit de berekeningen blijkt dat, bij toepassing van een modelfactor van 1,0 (Bishop, geen opdrukken) en een schematiseringsfactor van 1,1 voldaan wordt aan de vereiste veiligheid voor buitenwaartse stabiliteit. De berekende faalkansen zijn bij aanwezige windturbine nog circa een factor 4,5*10 4 kleiner dan vereist. Opgemerkt wordt, dat dit eerste indicatieve berekeningen betreffen en dat voor de definitieve situatie, op basis van meer definitieve gegevens, aanvullende informatie betreffende de locatie van de windturbine en gegevens van de vooroever, dit mogelijk opnieuw beschouwd dient te worden. 4.5 Piping Toetsresultaten (2010) In bijlage 7 van het toetsingsrapport (Arcadis 2010) is aangegeven, dat in de 2 e toetsingsronde de dijken van dijkring 50 getoetst zijn op het mechanisme piping met behulp van de methode Sellmeijer. In de meest recente (3 e ) toetsronde (2010) is de methode Bligh gebruikt omdat dit kennelijk leidt tot een conservatievere inschatting. Tabel 4.5 Overzicht resultaten pipingberekeningen uit toetsing 2010 (Arcadis) Uit de toetsresultaten is gebleken, dat ter hoogte van dp 136,0; met de gehanteerde uitgangspunten, wel voldaan wordt aan het pipingcriterium en dat voldoende kwelweglengte aanwezig is. Dit is niet het geval bij de naastliggende getoetste dwarsprofielen dp 133,0 en dp 144,0. Opgemerkt wordt dat het maaiveldniveau (ref.niveau) uit de toetsing bij dp 136,0 hoger is dan in het aangeleverde dwarsprofiel en dat daarom mogelijk de huidige situatie ter plaatse van dp 136,0 (ook) niet voldoet. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 25 van 48

168 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Invloed windturbine Normaal gebruik Het effect van (de aanleg van) een windturbine op het faalmechanisme piping zal in het algemeen niet erg groot zijn. Indien een windturbine buitendijks is gefundeerd op een niveau beneden de maatgevende waterstand, waarbij piping zich zou kunnen voordoen, dan zou mogelijk het intredepunt voor piping zich kunnen ontwikkelen ter plaatse van de fundering van de windturbine. Hetzelfde geldt voor het uittredepunt, bij plaatsing van een turbine aan de binnendijkse zijde. Het mechanisme daarbij is dat er mogelijk ruimte rondom het funderingsblok (spleetvorming) kan ontstaan, mogelijk in combinatie met lekkage langs de funderingspalen. Derhalve mogen in dergelijke gevallen geen funderingspalen worden toegepast met een verzwaarde punt. Indien de fundering van de turbine en het aansluitende maaiveld voldoende hoog ligt zal er ten aanzien van piping geen probleem zijn. Valincidenten Door valincidenten kan mogelijk een deklaag buiten- of binnendijks beschadigd raken, waardoor een intrede- of uittredepunt zou kunnen ontstaan. Een en ander is sterk afhankelijk van de situatie waarbij belangrijk aspecten zijn: wel of geen voorland, wel of geen afdeklaag, de hoogte van het achterland, de hoogte van de waterstand, de hersteltijd, de locatie van het valincident, de impact (grootte) van het valincident etc. Vermoedelijk is het risico op falen door ping als gevolg van een valincident niet erg groot. In de meeste gevallen zijn eenvoudige maatregelen te treffen om het risico op piping voldoende klein te maken. Bijvoorbeeld een rubberen slab rondom het funderingsblok, ingebed in goede klei voorkomt een mogelijk intredepunt als gevolg van spleetvorming. Een damwandconstructie kan mogelijk ook uitkomst bieden. Aandachtspunten tijdens de uitvoering zijn mogelijk benodigde ontgravingen tijdens de uitvoering, de uitvoeringswijze zelf, benodigde hulpconstructie en trillingen tijdens de uitvoering. 4.6 Zettingsvloeiing Mechanisme beschrijving Zettingsvloeiing is een mechanisme waarbij zand in een onderwatertalud schijnbaar spontaan vervloeit onder een zeer flauwe helling (ca. 1:15 à 1:20). Daarbij kunnen honderdduizenden kubieke meters zand over grote afstand in zeer korte tijd verplaatst worden. Het eindresultaat is vaak een boven water zichtbare komvormige inscharing in de oever en is veelvuldig waargenomen, met name in het westelijke deltagebied, maar ook regelmatig bij zandwinningen elders in Nederland. Vaak heeft een zettingsvloeiing grote schade als gevolg. Aanleiding is vrijwel altijd het (geleidelijk) steiler of hoger worden van het onderwatertalud ten gevolge het ontbreken van een vooroever bestorting, waardoor erosie aan de teen of sedimentatie aan de top kan optreden in combinatie met de aanwezigheid van los gepakte zandlagen. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 26 van 48

169 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Figuur 4.3 Zettingsvloeiing schematisch weergegeven Naast versteiling van een talud dient er vaak ook sprake te zijn van een zogenaamd inleidend mechanisme meestal een trilling of schuifvervorming. Een ongunstige situatie voor zettingsvloeiing doet zich overigens ook voor bij lagere waterstanden, direct na een hoge waterstand. Vaak is er in die situatie, afhankelijk van de omvang en inscharingslengte, geen direct inundatie gevaar. Wanneer een zettingsvloeiing plaatsvindt in een oever of nabij een dijk, wordt dit ook wel een oeverval of dijkval genoemd. De waterkering kan hierdoor ernstig beschadigd raken en zijn waterkerende functie verliezen. Met name bij diepe vooroevers en/of ontgrondingskuilen (brugpijlers, uitwateringssluizen, stormvloedkeringen andere stroomvernauwingen) kan het fenomeen zich voordoen en dient vaak een bodembescherming te worden aangebracht om versteiling en verdieping van de oever te voorkomen. Er dient in principe onderscheid gemaakt te worden in twee mechanismen: verwekingsvloeiing en bresvloeiing. Voorwaarde voor zowel verweking als bresvloeiing is de aanwezigheid van een voldoende hoog en steil onderwatertalud bestaande uit zand- en/of siltlagen van voldoende dikte (bij elkaar opgeteld over de hoogte van het talud minimaal enkele meters). Voor verweking is verder een voorwaarde de aanwezigheid van zeer losgepakt (contractant) zand, terwijl bresvloeiing in vaster gepakt (dilatant) zand optreedt Beoordeling Zettingsvloeiing Het mechanisme zettingsvloeiing dient vaak in combinatie met afschuiving beschouwd te worden. Afschuiving vooroever betreft ook de buitenwaartse stabiliteit, die in paragraaf aan de orde is geweest. Zowel zettingsvloeiing als de buitenwaartse stabiliteit zijn zogenaamde indirecte mechanismen, die invloed hebben, of kunnen hebben, op een ander (direct) faalmechanisme. In veel gevallen zal dit de kerende hoogte van een waterkering zijn. De belangrijkste parameters/aspecten voor dit mechanisme zijn: de steilheid van de vooroever en de mogelijkheid tot versteiling, het wel of niet aanwezig zijn van een bestorting, de waterdiepte, de aanwezigheid van losgepakte zandlagen en de dikte daarvan, het op (kunnen) treden van een inleidend mechanisme. Van veel van bovenstaande aspecten ontbreekt op dit moment nog voldoende informatie. In de toetsing, uitgevoerd door Arcadis in 2010 is vastgesteld, dat er geen los gepakte zandlagen aanwezig zouden zijn en dat derhalve, ten aanzien van zettingsvloeiing, het toetsoordeel voor heel dijkring 50 goed is. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 27 van 48

170 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief De beoordeling start met een eenvoudige toetsing op basis van geometrische kenmerken. Daarbij wordt in eerste instantie op basis van het signaleringsprofiel beoordeeld of het waterkerende vermogen kan worden aangetast. Indien echter een volledig bestorte vooroever aanwezig is, is aangegeven dat in principe geen zettingsvloeiing kan optreden. Uit gegevens afkomstig uit de toetsing (Arcadis 2010) blijkt dat in het gedeelte van circa dp 138,0 dp 145,0; waar zich binnendijks een filterconstructie bevindt, een bestorte vooroever aanwezig is. Met een helling van tenminste 1:3. Er is niet duidelijk of deze bestorting ook in het gedeelte dp 134,5 137,5; het zoekgebied voor de windturbine, aanwezig is. Op het aangeleverde dwarsprofiel is wel een bestortingslaag of iets dergelijks getekend, zie Figuur 3.2. Figuur 4.4 Besteksprofiel ter plaatse van dp , met filterconstructie binnendijks en bestorte vooroever (1:3) tot bodem niveau Indien uit de eenvoudige toetsing, op basis van met name geometrische kenmerken geen oordeel voldoende of goed wordt verkregen dien een gedetailleerde toets te worden uitgevoerd waarbij ook de grondeigenschappen worden meegenomen en waarbij getoetst wordt of de kans, dat het restprofiel (na vloeiing) de invloedszone van de waterkering overschrijdt voldoende klein is. Indien dit niet voldoet kan nog een zeer specialistische toets op maat plaats vinden. Opgemerkt wordt, dat de (gedetailleerde) toetsregels met name gebaseerd zijn op ervaringen uit de Zuidwestelijke Delta (Zeeland). Er zijn echter ook ervaringen in verwerkt met zandwinputten uit de regio s Utrecht, Gelderland, Overijssel en Limburg. De statistiek is echter nog nooit goed vergeleken bij gebrek aan gedetailleerde gegevens en een iets andere context met betrekking tot de initiatie (baggeren versus erosie en getijdebelastingen). Met betrekking tot de verschillen van de zanden weten we dat de getijdezanden uit Zeeland in de regel uniformer zijn en een kleinere D50 hebben dan de rivierzanden. Een fijnere korrelverdeling impliceert een flauwer uitvloeiingsprofiel en dus een zekere mate van conservatisme bij de toepassing van de toetsregels voor het (boven)rivierengebied. Gezien de volgende omstandigheden: De slechts in geringe mate aanwezigheid van losgepakte zandlagen die zijn aangetroffen in de beschikbare sonderingen (zie paragraaf 4.2 en bijlage A). De beperkte geuldiepte van circa 5 à 5,5 m bij een gemiddelde waterstand. De vermoedelijke aanwezigheid van een bestorte vooroever, die vermoedelijk niet steiler zal zijn dan 1:3. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 28 van 48

171 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief is de eerste analyse, dat het risico voor het optreden van een zettingsvloeiing vermoedelijk niet erg groot zal zijn. De aanwezigheid van een windturbine zal echter wel van invloed zijn op het betreffende faalmechanisme. Deze invloed bestaat uit: Extra belastingen, met name trillingen tijdens de uitvoeringsfase. Trillingsbelasting tijdens dagelijks gebruik. Het mogelijk optreden van een inleidend mechanisme bij een valincident, waardoor een trilling opreed, die de inleiding voor een zettingsvloeiing vormt. Voor wat betreft de uitvoeringsfase en de dagelijkse omstandigheden zijn mitigerende maatregelen mogelijk waarbij het risico, voor zover al aanwezig, verder beperkt/weggenomen kan worden. Hierbij kan gedacht worden aan maatregelen zoals: het plaatsen van een extra damwand, het ophogen van het maaiveld, het verdichten van de ondergrond, monitoring (met name trillingen) e.d. Het grootste risico wordt vermoedelijk echter bepaald door een eventueel valincident. De bijdrage van een valincident bestaat in principe uit drie componenten: Een verstoringszone. Een trilling. Wateroverspanningen na de trilling. Indien nodig kan met een gedetailleerde analyse de optredingskans van een vloeiing worden berekend, waarbij met name de laatste twee van bovenstaande componenten mee worden genomen. Indien hiermee nog een te hoge faalkans berekend wordt, dan kan er nog een geavanceerde analyse worden uitgevoerd waarbij bijvoorbeeld de invloedslijn van de waterkering beter bepaald wordt, geavanceerdere rekenmodellen worden toegepast voor de voorspelling van zettingsvloeiing en/of het meenemen van verstoringsprofielen ten gevolge van zettingsvloeiing als scenario s voor de directe faalmechanismen. Dit kan vrij ingewikkeld worden als daarbij ook de afhankelijkheid van de waterstand (bijvoorbeeld voor de hoogte) meegenomen moet worden Conclusie zettingsvloeiing Voor dit moment lijken de risico s voor een zettingsvloeiing, mede bij aanwezigheid van een windturbine op de beschouwde locatie, voldoende klein en beheersbaar. Op basis van het uitgevoerde grondonderzoek is de aanwezigheid van losgepakte zandlagen echter niet uitgesloten waarmee ook de kans op het optreden van een zettingsvloeiing niet volledig uitgesloten kan worden. Om het risico echter beter in te kunnen schatten als ook de mogelijkheden van mitigerende maatregelen, is het nodig om meer informatie te verzamelen omtrent: Het profiel van de vooroever. De definitieve locatie van de windturbine. De bodemopbouw en aanwezigheid van losgepakte zandlagen. Dijkbekleding. Opbouw en afdekking van de voormalige stortplaats. Grondwaterstanden. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 29 van 48

172 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief 4.7 Aandachtspunten uitvoering In de uitvoeringssituatie, die tijdelijk is, zullen andere belastingen en mogelijk ook grotere belastingen plaats vinden dan na realisatie. Hetzelfde geldt voor de ontmantelingsfase. Bij het ontwerp dient in principe met alle drie de fasen rekening te worden gehouden. Specifiek voor de uitvoerings- en ontmantelingsfase dient aandacht besteed te worden aan: De relatie en de mogelijke effecten op de waterkering. De exacte locatie van de windturbine, ook in het dwarsprofiel. Transport en logistiek. Er zal zwaar transport benodigd zijn voor de realisatie van de windturbine, een en ander in combinatie met de locatie en bereikbaarheid. Opstelplaats van een kraan ten behoeve van het uitvoeren van de werkzaamheden. Funderingswijze van de windturbine (hei- / schroefpalen) en funderingsblok. Benodigde hulpconstructies, bijvoorbeeld damwanden e.d., met name het in- en uitrillen ervan. Eventueel te maken ontgravingen ten behoeve van de realisatie. Benodigde transportweg voor aanvoer materialen. In te zetten materieel mede in relatie tot de draagkracht van de ondergrond. Aanleg van de benodigde kabels en leidingen Effecten van de uitvoering op de omgeving, met name trillingen (in de ondergrond) vormen een belangrijk aandachtspunt, dat geldt ook voor de gebruiksfase. In onderhavig geval dient met name ook gekeken te worden naar de effecten op de waterkering. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 30 van 48

173 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief 5 Conclusies en advies 5.1 Conclusies Uit deze eerste haalbaarheidsstudie, op basis van bestaande gegevens, waarbij tevens een doorkijk gegeven is naar de nieuwe ontwerpnormen, die per 1 januari 2017 van kracht worden, lijkt het mogelijk om op de betreffende zoeklocatie, zoals door het Waterschap Rijn en IJssel is aangegeven, een windturbine te realiseren van het type Lagerwey L100-2,5 (2,5 MW). De (zoek)locatie ligt globaal tussen dp 134,5 en dp 137,5 op, of net binnendijks, van de kruin van de primaire waterkering. Deze locatie conflicteert echter wel met het uitgangspunt van Rijkswaterstaat dat voor vaarwegen een minimale afstand van 50 m dient te worden gehanteerd (zie Handboek Risicozonering Windturbines). Met name als gevolg van het aanwezige hoge achterland, dat bestaat uit een voormalige stortplaats, waarvan overigens geen nadere gegevens bekend zijn, is er een gunstig effect ten aanzien van de belangrijkste faalmechanismen hoogte, binnen- en buitenwaartse stabiliteit, piping en zettingsvloeiing. Bovendien worden door het relatief hoog gelegen achterland eventueel mitigerende maatregelen mogelijk vereenvoudigd. Opgemerkt wordt dat met name valincidenten ook effect kunnen hebben op het faalmechanisme bekledingen (beschadiging en erosie). Dat is echter in onderhavige rapportage niet beschouwd. Hoogte Met name valincidenten bovenop de waterkering kunnen plaatselijk leiden tot een verlaging van de kerende hoogte. Indien echter voldoende hoog achterland aanwezig is zal dit niet kunnen leiden tot inundatie. Een en ander mede afhankelijk van de uiteindelijke locatie van de windturbine. De faalkans kan/dient berekend te worden op basis van de mogelijke afname van de kruinhoogte, de (jaar)kans op het valincident, de kans van voorkomen van een hogere waterstand en de mogelijke hersteltijd om de kruin weer op hoogte te krijgen. Ook kunnen indirecte mechanismen, zoals buitenwaartse stabiliteit, of zettingsvloeiing leiden tot aantasting van de kruinhoogte. Stabiliteit Uit een analyse van zowel de binnen- als de buitenwaartse stabiliteit, blijkt, dat er in de huidige situatie de nodige reserve aanwezig is ten opzichte van de vereiste waarden. De, bij aanwezigheid van de windturbine, indicatief berekende faalkansen zijn voor respectievelijk de binnen- en buitenwaartse stabiliteit een factor 10 5 à 10 6 lager dan de vereiste waarden. Piping In de huidige toetsresultaten blijkt profiel dp 136,0 te voldoen aan de toetsregels. Dit geldt niet voor de naastliggende (getoetste) dwarsprofielen dp 133,0 en dp 144,0 waar het binnendijkse maaiveld lager is. Het maaiveldniveau (ref. niveau) uit de toetsing is bij dp 136,0 hoger dan in het aangeleverde dwarsprofiel, waardoor mogelijk de huidige situatie ter plaatse van dp 136,0 ook niet voldoet. Het effect van de plaatsing van een windturbine zal in het algemeen gering zijn. Door valincidenten kan mogelijk wel een deklaag buiten- of binnendijks beschadigd raken, waardoor een intrede- of uittredepunt zou kunnen ontstaan. Vermoedelijk is het risico op falen door ping voor de beschouwde locatie niet erg groot, bovendien zijn vaak relatief eenvoudige maatregelen te treffen om het risico op piping voldoende klein en of beheersbaar te maken. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 31 van 48

174 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Zettingsvloeiing Ten aanzien van het mechanisme zettingsvloeiing is vooralsnog volstaan met een kwalitatieve analyse op basis van beperkte bestaande gegevens. Op basis hiervan is de inschatting, dat het risico op een zettingsvloeiing vrij klein is, ook bij aanwezigheid van een windturbine. Ten behoeve van het bepalen van de faalkansen voor de waterkering is reeds een eerste aanzet gemaakt op basis van de nieuwe ontwerpnormen (OI2014). De resultaten hiervan zijn opgenomen in bijlage B. De analyse is nog niet volledig, mede omdat in deze fase nog niet alle gegevens bekend zijn en mede ook omdat er nog enkele witte vlekken zijn in het nieuwe OI 2014 en het WBI Ten aanzien van niet waterkerende objecten (NWO s), wordt er binnen het WBI2017 geen faalkansruimte gereserveerd. In principe dient de faalkansruimte voor de bijdrage van NWO s gevonden te worden binnen het betreffende faalmechanisme, waarbij de kansbijdrage verwaarloosbaar klein dient te zijn, 1% van de norm op doorsnede niveau. Indien binnen een dijktraject echter zeer veel NWO s aanwezig is mogelijk de bijdrage aan de directe faalmechanismen niet meer verwaarloosbaar. Een insteek kan dan zijn om hiervoor een gedeelte van de 30% "overigens te reserveren. Vooralsnog is echter niet/onvoldoende duidelijk hoe hier formeel mee omgegaan dient te worden. 5.2 Kennishiaten en witte vlekken Duidelijk is, dat er ten aanzien van de beoordeling van windturbines en niet waterkerende objecten (NWO s) binnen de invloedszone van waterkeringen in het algemeen nog onvoldoende duidelijke regelgeving bestaat en het onvoldoende duidelijk is hoe hiermee formeel omgegaan dient te worden. Op basis van expertise en expert-judgement is hier voor een aantal windturbine-projecten al wel invulling aangegeven, maar een wettelijk kader ontbreekt nog. Ook is nog niet geheel duidelijk en/of vastgelegd hoe omgegaan dient te worden met trillingen vanuit de windturbine. Met name betreft dit ook de trillingen die, bij aanwezigheid van losgepakte zandlagen, mogelijk een inleidend mechanisme voor zettingsvloeiing kunnen vormen. Wel wordt er ten aanzien hiervan steeds meer kennis ontwikkeld, die aangewend wordt/dient te worden voor dergelijke projecten. 5.3 Aanbevelingen In een vervolgfase kan, zodra er meer duidelijkheid is omtrent de realisatie en definitieve locatie, in overleg met Waterschap Rijn en IJssel, bekeken worden in hoeverre er nog aanvullende gegevens bij het Waterschap beschikbaar zijn en of het nodig is aanvullend (grond)onderzoek uit te voeren. Een en ander zoals aangegeven in paragraaf 1.5; fase 2 en verder. Daarbij kunnen, op basis van aanvullend te verzamelen gegevens, in een later stadium de haalbaarheid en faalkansen met betrekking tot de veiligheid van de waterkering, verder uitgewerkt worden. De aanvullende gegevens betreffen voornamelijk: Gegevens van de ondergrond, met name aanvullende sonderingen ter beoordeling van de kans op zettingsvloeiing. Bodem en vooroevergegevens (grondwaterstanden, bestorting, deklagen, onderwaterprofiel etc.). De exactere locatie van de windturbine, mede ook in relatie tot de afstand vanuit de vaarweg en de aanwezige stortplaats. Gegevens omtrent de opbouw en afdekking van de stortplaats; een aandachtspunt daarbij zijn mogelijk de optredende zettingen/deformaties, waarmee mogelijk rekening gehouden dient te worden. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 32 van 48

175 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Mogelijkheden en mogelijke mitigerende maatregelen bij plaatsing, zoals bijvoorbeeld het kunnen/mogen aanbrengen van maaiveldverhogingen, verdichten van de ondergrond, aanbrengen damwandscherm etc. Aanwezige overige niet waterkerende objecten. e.d. Nadere detailgegevens rondom de uitvoering en het (funderings)ontwerp van de windturbine. Het funderingsontwerp/type is mede bepalend voor de optredende trillingen in de ondergrond. Het doel is daarbij om te komen tot een gedetailleerdere analyse van de haalbaarheid, een definitief ontwerp en uiteindelijk realisatie van een windturbine. Daarbij kan in eerste instantie, op basis van gezamenlijke prioritering, een analyse gemaakt worden van de belangrijkste aspecten en risico s die kunnen leiden tot een go / no go. Het idee daarbij is dat, indien onderzoek naar de belangrijkste risico s en onzekerheden positief uitpakt en binnen de grenzen van het toelaatbare vallen, de realisatie doorgang zal kunnen vinden. Daarbij is dan mogelijk nog wel nadere uitwerking en detaillering benodigd, maar dat zal dan niet meer leiden tot een no go. Haalbaarheid Windturbine Zutphen 33 van 48

176 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief A Boringen en sonderingen Haalbaarheid Windturbine Zutphen A-1

177 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Sondering 285c Haalbaarheid Windturbine Zutphen A-2

178 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Sondering 289c Haalbaarheid Windturbine Zutphen A-3

179 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Sondering 292c Haalbaarheid Windturbine Zutphen A-4

180 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Boring B33F0087 Haalbaarheid Windturbine Zutphen A-5

181 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Boring B33F0089 Haalbaarheid Windturbine Zutphen A-6

182 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Kruin Binnenteen Haalbaarheid Windturbine Zutphen A-1

183 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Haalbaarheid Windturbine Zutphen A-1

184 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief B Faalkanseisen en foutenboom Haalbaarheid Windturbine Zutphen B-1

185 Basis: Veiligheidseisen volgens methodiek OI-2014v3, versie juli 2015; docs te downloaden via (deels aangepast aan uitgangspunten en randvoorwaarden dijkversterking Eemshaven Delfzijl) 1. Veiligheidseis falen dijktraject INVOER BEREKENING nummer dijktraject: 50_2 Zutphen (Twentekanaal) lengte dijktraject: 7.7 [km] normgetal (signaalwaarde) = middenkans: 3, E-04 Terugkeertijd Vereiste betrouwbaarheidsindex maximaal toelaatbare kans op overstroming = middenkans / 3: 1, E-03 Max. toelaatbare kans op overstroming dijktraject % van P max T = 1 / P max b eis,traject normklasse: 1, E E-03 [1/jaar] 100% 1,000 [jaar] 3.09 [-] Lengte-effect (factor N) voor golfoverslag (HT): 1 2. Veiligheidseisen falen dijktraject per MECHANISME Faalkansbudget Toelaatbare faalkans % van P max Terugkeertijd Vereiste betrouwbaarheidsindex w (standaard) P eis,mech = P max w T = 1 / (P norm w) b eis,mech golfoverslag dijken en kunstwerken (HT): 24% (24%) 2.40E-04 [1/jaar] 24% 4,167 [jaar] 3.49 [-] (STPH) piping: 24% (24%) 2.40E-04 [1/jaar] 24% 4,167 [jaar] 3.49 [-] opbarsten: heave: [-] macro-instabiliteit binnenwaarts (STBI): 4% (4%) 4.00E-05 [1/jaar] 4% 25,000 [jaar] 3.94 [-] beschadiging bekleding en erosie (STBK): 10% (10%) 1.00E-04 [1/jaar] 10% 10,000 [jaar] 3.72 [-] falen constructieve sterkte kunstwerken (STCO/STGC): 2% (2%) 2.00E-05 [1/jaar] 2% 50,000 [jaar] 4.11 [-] onder-/achterloopsheid kunstwerken (STPH): 2% (2%) 2.00E-05 [1/jaar] 2% 50,000 [jaar] 4.11 [-] falen sluiting keermiddelen (BS): 4% (2%) 4.00E-05 [1/jaar] 4% 25,000 [jaar] 3.94 [-] overige mechanismen: 30% (30%) 3.00E-04 [1/jaar] 30% 3,333 [jaar] 3.43 [-] niet-waterkerende objecten (NWO): 10% 1.00E-04 [1/jaar] 10% 10,000 [jaar] 3.72 [-] overige: 20% 2.00E-04 [1/jaar] 20% 5,000 [jaar] 3.54 [-] macro-instabiliteit buitenwaarts (STBU): Interim aanpak: 10 P eis,stbi = 4.00E-04 [1/jaar] 2,500 [jaar] 3.35 [-] 3. Veiligheidseisen falen DOORSNEDE per faalmechanisme Lengte-effect Toelaatbare faalkans Terugkeertijd Vereiste betrouwbaarheidsindex a b N P eis,mech,dsn = (P max w) / N % van P max b eis,dsn golfoverslag dijken en kunstwerken (HT): n.v.t. n.v.t E-04 [1/jaar] 24.00% 4,167 [jaar] 3.49 [-] beschadiging bekleding en erosie (STBK): n.v.t. n.v.t E-04 [1/jaar] 10.00% 10,000 [jaar] 3.72 [-] (STPH) piping: E-06 [1/jaar] 1.00% 100,417 [jaar] 4.27 [-] opdrijven en opbarsten: heave: macro-instabiliteit binnenwaarts dijken (STBI) MC-gedraineerd: E-06 [1/jaar] 0.66% 152,050 [jaar] 4.36 [-] macro-instabiliteit binnenwaarts dijken (STBI) CSSM-ongedraineerd: E-06 [1/jaar] 0.66% 152, [-] beschadiging bekleding en erosie dijken (STBK): n.v.t. n.v.t E-04 [1/jaar] 10.00% 10,000 [jaar] 3.72 [-] falen constructieve sterkte kunstwerken (STCO/STGC): n.v.t. n.v.t. equivalent aantal KW 3 (10) 6.67E-06 [1/jaar] 0.67% 150,000 [jaar] 4.35 [-] onder-/achterloopsheid kunstwerken (STPH): n.v.t. n.v.t. equivalent aantal KW 3 (10) 6.67E-06 [1/jaar] 0.67% 150,000 [jaar] 4.35 [-] niet-sluiten keermiddelen (BS): n.v.t. n.v.t. equivalent aantal KW 3 (10) 1.33E-05 [1/jaar] 1.33% 75,000 [jaar] 4.20 [-] overige mechanismen: n.v.t. n.v.t. niet-waterkerende objecten (NWO), eis = 1% van P eis,mech,dsn : n.v.t. n.v.t. HT E-06 [1/jaar] 0.240% 416,667 [jaar] 4.57 [-] STBK E-06 [1/jaar] 0.100% 1,000,000 [jaar] 4.75 [-] STBI E-08 [1/jaar] 0.007% 15,205,000 [jaar] 5.28 [-] alle NWO's tzamen = 10% van P max : E-04 [1/jaar] overige: n.v.t. n.v.t. 2.00E-04 [1/jaar] macro-instabiliteit buitenwaarts (STBU) MC-gedraineerd: E-05 [1/jaar] 6.58% 15,205 [jaar] 3.82 [-] macro-instabiliteit buitenwaarts (STBU) CSSM-ongedraineerd: E-05 [1/jaar] 6.58% 15,205 [jaar] Onzekerheidstoeslag waterstanden golfrandvoorwaarden per DOORSNEDE Rivieren Meren Brede wateren in BER-gebied Waddenzee en kust, Westerschelde en Oosterschelde (incl. BER-rivierengebied) (incl. Ketelmeer) (o.a. Haringvliet, Hollandsch Diep) Erosie en schade bekledingen golfklap-/golfoploopzone (STBK) 0.3m 0.4m 0.4 m n.t.b. (voorlopig 0,40 m) WST overloop en SWL golfoverslag (HT) 0.3m 0.4m 0.4 m n.t.b. (voorlopig 0,40 m) golfhoogte H m0 (HT) 10% 10% 10% 10% golfperiode T m-1,0 (HT) 10% 10% 10% 10% 5. Partiële veiligheidsfactoren geotechnische faalmechanismen per DOORSNEDE Sterkte- Schade- Schematiserings- Model- inverse formule STPH: Piping en heave (STPH): factor g mp factor g n factor g b factor g d g aanw;mp b aanw,dsn P aanw,dsn % piping: 1.01 (³ 1,2) E % heave:?????? E % opdrijven en opbarsten:?????? Macro-instabiliteit binnenwaarts (STBI): Toetswaarde stabiliteitberekening: g n g b g d MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: nee Bishop 1.15 inverse formule STBI: Niet -waterkerende objecten (NWO): eis = 1% P eis,mech,dsn MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: nee LiftVan 1.09 g n,aanw b aanw,dsn P aanw,dsn % MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: nee Spencer/vdMeij E % MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: nee EEM met MC 1.15 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: ja Bishop 1.27 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: ja LiftVan 1.21 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: ja Spencer/vdMeij 1.21 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: ja 1.20 hor. evenwicht CSSM-ongedraineerd rekenen: Bishop 1.24 CSSM-ongedraineerd rekenen: LiftVan 1.18 CSSM-ongedraineerd rekenen: Spencer/vdMeij 1.19 Macro-instabiliteit buitenwaarts (STBU): Interim aanpak: P eis,stbu = 10 P eis,stbi Toetswaarde stabiliteitberekening: g n g b g d MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: nee Bishop 1.07 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: nee LiftVan 1.02 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: nee Spencer/vdMeij 1.02 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: nee EEM met MC 1.07 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: ja Bishop 1.18 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: ja LiftVan 1.13 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: ja Spencer/vdMeij 1.13 MC-gedraineerd rekenen: opdrukken?: ja hor. evenwicht 1.29 CSSM-ongedraineerd rekenen: Bishop 1.10 CSSM-ongedraineerd rekenen: LiftVan 1.05 CSSM-ongedraineerd rekenen: Spencer/vdMeij 1.06

186 Haalbaarheidsonderzoek windturbine(s) Zutphen (Deltares: Harry Schelfhout) FOUTENBOOM FALEN DIJKTRAJECT 50_2 (L TRAJECT = 7.7 km) ONTWERP-eisen o.b.v aangepaste verdeling van de faalkansruimte (methodiek OI-2014v3 juli 2015) Normgetal = signaalwaarde = middenkans = 3.33E-04 p.j. Toelaatbare kans op overstroming P max = 1.00E-03 p.j. 1. Faalkanseis dijktraject = maximale toelaatbare kans op overstroming (P max ) 100% 1.00E-03 / jaar TRAJECT L TRAJECT = 7.7 km OF 70% 30% FAALMECHANISMEN OVERIGE 7.00E-04 / jaar 3.00E-04 / jaar zie deelfoutenboom B OF 2. Faalkansruimte dijktraject per mechanisme (w) (24%) 24% (24%) 10% (4%) 4% (24%) 24% (8%) 8% opbarsten en beschadiging bekleding macro-instabiliteit overloop/golfoverslag falen KW type I piping (STPH) en erosie (STBK) binnenwaarts (STBI) dijken + KW-type I (HT) (puntconstructies) 3. Faalkanseis dijktraject per mechanisme (P max w) 2.40E-04 / jaar 1.00E-04 / jaar 4.00E-05 / jaar 2.40E-04 / jaar 8.00E-05 / jaar Factor ter verdiscontering lengte-effect (N) N = 24.1 N =1 N = 6.1 (MC-model) N = 1 4. Faalkanseis mechanismen per doorsnede (P max w / N) (tevens functionele eisen voor 2 langsconstructies) P eis,stph,dsn = 9.96E-06 / jaar P eis,dsn,stbk = 1.00E-04 / jaar P eis,dsn,stbi = 6.58E-06 / jaar P eis,dsn,ht = 2.40E-04 / jaar 5. Toelaatbare faalkans per NWO per faalmechanisme» 1% = 9.96E-08 / jaar 1.00E-06 / jaar 6.58E-08 / jaar 2.40E-06 / jaar zie deelfoutenboom A INTERIM AANPAK macro-instabiliteit buitenwaarts (STBU) 10 P eis,stbi = 4.00E-04 / jaar N = 6.1 (MC-model) P eis,dsn,stbu = 6.58E-05 / jaar 5. Toelaatbare faalkans per NWO per faalmechanisme» 1% = 6.58E-07 / jaar DEELFOUTENBOOM A 8% falen KW type I (puntconstructies) 8.00E-05 / jaar OF Maximaal toelaatbare kans op overstroming = middenkans / 3 = 1.00E-03 p.j. (T = 1,000 jaar) Normklasse = 1.00E-03 p.j. FALEN DIJK- 2% 2% 4% falen constructieve onder/-achter- betrouwbaarheid sluiting sterkte (STCO/STGC) loopsheid (STPH) keermiddelen (BS) 2.00E-05 / jaar 2.00E-05 / jaar 4.00E-05 / jaar N =3 N =3 N =3 P eis,kw,stco/stgc = 6.67E-06 / jaar P eis,kw,stph = 6.67E-06 / jaar P eis,kw,bs = 1.33E-05 / jaar 1. Gemaal Polbeek 2. Aflaatwerk Afleidingskanaal 3. Duiker Bierkamp DEELFOUTENBOOM B 30% OVERIGE 3.00E-04 / jaar OF 10% 5% 10% 5% instabiliteit micro-instabiliteit falen niet-waterkerende overige buitenwaarts (STMI) objecten (NWO's) mechanismen 1.00E-04 / jaar 5.00E-05 / jaar 1.00E-04 / jaar 5.00E-05 / jaar afschuiving voorland (AF) zettingsvloeiing (ZVL) OF graverijen muskusratten, dassen etc. aanvaring ijsgang sabotage/vandalisme innovaties onbekende mechanismen 0% 1% 5% 4% bebouwing begroeiing kabels & leidingen overige constructies (NWO-be) (NWO-bo) (NWO-kl) (NWO-oc) 0.00E+00 / jaar 1.00E-05 / jaar 5.00E-05 / jaar 4.00E-05 / jaar N =0 N =2 N =? OF 2% 2% falen falen overige windturbines NWO's 2.00E-05 / jaar 2.00E-05 / jaar N =4 N =4 2 windturbines (3 bestaande + 1 extra) 2 remmingwerken = overige 2 bruggen ( 1 spoorbrug en 1 brug N348) =

187 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief C Berekeningsresultaten stabiliteitsberekeningen (binnen- en buitenwaarts) Haalbaarheid Windturbine Zutphen C-1

188 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Dp 136,0; huidige situatie met hoog achterland DIJKRING 50: ZUTPHEN, MHW NAP +8,80 m 2600 MH Delft Rott erdamsew eg 185 Critical Circle Bishop Layers 15. vuilstort 14. klei_zandig 13. klei_zandig (phi=0) 12. zav el 11. berm 10. klei_zandig 9. bekleding 8. zand_dijk 7. stortst een Fax Ph one T zand_deklaag 5. klei_zandig 4. 1e_WVP 3. klei_zandig 2. 1e_WVP 1. Eemformatie Anne x - A4 form. ct r. 1 7-Jan-17 date dr w. D-Geo Stabi lity 16.1 : Dp136_V erbeterd_new1-t.s ti Xm : [m] Ym : [m] Radius : 7.50 [m] Safety : Figuur C.1 Binnenwaartse stabiliteit dp 136,0 tijdens maatgevende omstandigheden (MHW) Dp 136,0 - trillingsbelasting 0,3 m/s horizontaal DIJKRING 50: ZUTPHEN, MHW +8,80 m 2600 MH Delft Fax Rotterdamsew eg 185 Phone Critical Circle Bishop T1 T Layers 15. vuilstort 14. klei_zandig 13. klei_zandig (phi=0) 12. zav el 11. berm 10. klei_zandig 9. bekleding 8. zand_dijk 7. st ortst een 6. zand_deklaag 5. klei_zandig 4. 1e_WVP 3. klei_zandig 2. 1e_WVP 1. Eemformatie Annex - A4 form. ct r. 18-Jan-17 date dr w. D-Geo Stabi lity 16.1 : Dp136 _V erbeterd _new 2-t.s ti Xm : [ m] Ym : [m] Radius : 8.50 [m] Safety : 1.40 Figuur C.2 Binnenwaartse stabiliteit dp 136,0 tijdens MHW, inclusief trillingsbelasting 0,3 m/s 2 (horizontaal) Haalbaarheid Windturbine Zutphen C-2

189 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief Dp 136,0 val MHW naar NAP +4,30 m DIJKRING 50: ZUTPHEN, Buitenwaarts, Val MHW 2600 MH Delft Rott erdamsew eg 185 T1 Critical Circle Bishop Layers 10. stortsteen 9. bekleding 8. zand_dijk 7. klei_zandig 6. zand_deklaag 5. klei_zandig 4. 1e_WVP 3. klei_zandig 2. 1e_WVP 1. Eemformatie F ax Phone Anne x - A4 fo rm. ct r. 1 2-Dec-16 da te dr w. D-Geo Stabi lity 16.1 : Dp136_B uit en_new1.sti Xm : [m] Ym : [m] Radius : [m] Safety : Figuur C.3 Buitenwaartse stabiliteit dp 136,0 tijdens maatgevende omstandigheden (val MHW) Dp 136,0 val MHW, met trillingen 0,3 m/s DIJKRING 50: ZUTPHEN, Buitenwaarts, val MHW 2600 MH Delft Rotterdamsew eg 185 T1 Critical Circle Bishop Layers 10. stortsteen 9. bekleding 8. zand_dijk 7. klei_zandig 6. zand_deklaag 5. klei_zandig 4. 1e_WVP 3. klei_zandig 2. 1e_WVP 1. Eemformatie Fax Phon e Anne x - A4 fo rm. ct r. 1 2-Dec-16 date dr w. D-Geo Stabi lity 16.1 : Dp136 _B uit en_new2.sti Xm : [m] Ym : [m] Radius : [m] Safety : 1.32 Figuur C.4 Buitenwaartse stabiliteit dp 136,0 (val MHW), inclusief trillingsbelasting 0,3 m/s 2 (horizontaal) Haalbaarheid Windturbine Zutphen C-3

190 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief D Globale afmetingen 2 MW-turbine met betonnen mast Ter indicatie, afbeelding van een 2 MW-turbine met betonnen mast (bron: Haalbaarheid Windturbine Zutphen D-1

191 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief E Artikel Geotechniek, okt. 2016: Dynamisch gedrag van een on-shore windturbinefundering Haalbaarheid Windturbine Zutphen E-1

192

193

194

195

196

197

198

199 GEO-0004, Versie 03, 19 januari 2017, definitief F ENW-advies ENW-14-16, d.d. 11 december 2014 Haalbaarheid Windturbine Zutphen F-1

200 Het dagelijks bestuur van het waterschap Noorderzijlvest Postbus AA Groningen Contactpersoon Telefoonnummer ir. D.P. de Bake Datum 11 december 2014 Bijlage(n) Ons kenmerk Uw kenmerk ENW Onderwerp Advies windturbines op de primaire waterkering Oostpolderdijk Afschrift aan DGRW, Heij NZV, Cnossen Geacht bestuur, U heeft in uw brief van 22 oktober 2014 aan het ENW advies gevraagd over de mogelijke plaatsing van windturbines op de Oostpolderdijk. Deze dijk maakt onderdeel uit van de zeedijk tussen Eemshaven en Delfzijl, waar op dit moment een verkenning gaande is voor een dijkverbeteringsproject. Het plaatsen van windturbines is een ontwikkeling in de omgeving waarvan de meekoppelkansen voor het verbeterproject worden bekeken. Bij de genoemde brief is een memo gevoegd (onderwerp: Windturbines op de primaire kering de Oostpolderdijk van 21 oktober 2014) met een toelichting op het project, de aanpak en de uitgangspunten, waarmee de achtergrond wordt geschetst van de vragen die zijn geformuleerd voor het ENW. In de vergadering van de ENW-werkgroep Techniek van 31 oktober 2014 heeft het waterschap samen met een adviseur van Arcadis en van Deltares de context geschetst en de vragen verduidelijkt. Algemene reactie Vraag 1 is of het ENW de visie deelt dat een windturbine vanuit waterveiligheid in principe in de kruin van de dijk kan worden geplaatst. Vanuit technisch oogpunt wordt deze vraag positief beantwoord: het is goed mogelijk om een ontwerp te maken van de waterkering met daarin een windturbine die aan de eisen ten aanzien van de waterveiligheid voldoet. Het ENW neemt hiermee afstand van de tot nog toe algemeen gehanteerde visie dat bouwen in de kernzone van een primaire waterkering vanuit veiligheidsoogpunt niet zou moeten worden toegelaten. Het ENW adviseert alleen over de technische haalbaarheid van de vier gerapporteerde alternatieven en kan niet inschatten of deze locatie (kosten-)optimaal is, gezien de additionele voorwaarden die deze locatie stelt aan het ontwerp, de veiligheid tijdens de aanleg/uitvoering en bij eventuele reparaties van de kering. Wij begrijpen dat andere factoren kunnen meespelen, zoals Natura 2000 waardoor plaatsing op de kruin

201 door het waterschap wordt gewenst. Er kleven wellicht wat nadelen aan een windturbine-constructie in de waterkering in relatie tot het beheer en onderhoud, maar dit is vooral ter beoordeling uw waterschap. Het is verstandig om heldere voorwaarden ten aanzien van het beheer, onderhoud en einde levensduur van de windturbines te stellen. Voor het ontwerp adviseren wij uit te gaan van het Ontwerpinstrumentarium 2014, waarbij we een integrale risicoanalyse/faalkansanalyse van het totale systeem waterkering met (onder- en bovenbouw van de) turbines nodig achten. Een aparte analyse is voor elk van de vier alternatieven nodig. Assistentie bij het toepassen van het Ontwerpinstrumentarium 2014 en het uitvoeren van de risicoanalyse kan worden verleend door het kort geleden ingerichte Kennisplatform Risicobenadering Elke ontwerpvariant voor de turbines zal invloed hebben op meerdere faalmechanismen en dus op de faalkans en eventueel op de faalkansbegroting. Hierbij speelt mee op welke belasting, op welke bezwijkkans en op welke bezwijkmechanismen de constructie van de turbines wordt ontworpen ('knakken' van de constructie of bezwijken fundering). Bij de belasting is de vraag of de maatgevende storm voor waterveiligheid ook de gehanteerde maatgevende ontwerpbelasting voor de constructie is. Daarnaast zijn er ook andere elementen in de waterkering (o.a. hogedrukleiding) die qua ontwerp binnen de faalkansruimte van de overige mechanismen (30%) moeten passen. Antwoorden op de overige vragen Als aanvulling op de geformuleerde problemen en risico's worden de volgende aspecten benoemd: Het effect van de trillingen op het dijklichaam en ondergrond: de wateroverspanningen en zettingen en de verschillen daarin tussen de harde elementen en de 'zachte' kering en de overgangen daartussen (micro-instabiliteit en erosie). De bouw, exploitatie en ontmantelingsfase en calamiteiten aan de turbine inclusief funderingsconstructie. Voldoende sterke bekleding. Pas als het totale ontwerp bekend is, kan worden nagegaan of de bovengrondse calamiteiten aan de windturbine voldoende worden opgevangen door de "robuuste dijk". Het ENW denkt dat, technisch gezien, alle beschreven alternatieven verantwoord kunnen worden ontworpen. Wij adviseren het waterschap een Life Cycle Cost-analyse uit te laten voeren om de consequenties voor de waterkering van het plaatsen van de turbines gedurende de gehele levenscyclus van de windturbine inclusief de sloopfase zichtbaar te maken. Met name de windturbinefundering is een aandachtspunt bij einde levensduur. Trillingen tijdens de bouwfase kunnen substantieel zijn en kunnen leiden tot schade. Daarom adviseren wij niet te bouwen tijdens het stormseizoen zodat er voldoende hersteltijd wordt ingebouwd, mocht het misgaan tijdens de uitvoering. Uw waterschap heeft aan het ENW ook vragen gesteld over het aardbevingsbestendig ontwerpen van de regionale Eemskanaaldijk en de primaire waterkering Eemhaven-Delfzijl (kenmerken ENW en ENW-14-18). Het verdient aanbeveling om bij het ontwerp van windturbines de aanbevelingen uit deze adviezen mee te nemen. pagina 2 van 3

202 Ik vertrouw erop u zo voldoende te hebben geadviseerd. Hoogachtend, Ir. G. Verwolf Voorzitter van het Expertise Netwerk Waterveiligheid pagina 3 van 3

203 Onderzoek Eefde Tegen-Wind

204 Eefde Tegen-wind heeft door middel van Surveymonkey een digitale enquête opengesteld waarbij per IP-adres slechts 1 maal gestemd mocht worden. In totaal hebben we 147 stemmers mogen ontvangen: omdat Surveymonkey maximaal 100 stemmers per enquête toestaat hebben we nadat de eerste vol was een tweede uitgeschreven met exact dezelfde vragen als de eerste. De enquête is op inhoud en vraagstelling getoetst door een onafhankelijke deskundige en goed bevonden. Bijgaande platen zijn uit de eerste enquête waarbij de resultaten van de tweede enquête een zeer vergelijkbaar beeld laten zien. De informatie die getoond wordt is verifieerbaar en op geen enkele wijze door ETW beïnvloed.

205

206

207

208

209

210

211 Flyer Deze flyer is in oktober 2015 huis aan huis bezorgd in Eefde en de wijk Noordveen te Zutphen. We hebben er meer dan 100 ingevuld (NAW) terug mogen ontvangen waarbij welgeteld 1 persoon voor was. Ook deze informatie is verifieerbaar.

212 Vanaf medio 2016 hebben we ook een korte enquête ( Bent u voor of bent u tegen? ) op onze website gehad. Eind 2016 merkten we dat deze enquête corrupt werd omdat er in een heel klein tijdsbestek heel veel respondenten waren met een hele eenzijdige mening. Ter voorkoming van verdere vervuiling van het beeld hebben we de enquête offline geplaatst

213