STOWA Deltaproofweek “Rijk met je Dijk”
Building with Nature projecten van concept naar toepassing Wouter van der Star (Deltares) Collega’s: Mindert de Vries, Bregje van Wesenbeeck, Victor Beumer, Maarten vd Wal, Bernadette Wichman et al.
BWN concept krijgt praktische invulling
Building with Nature benut de krachten en diensten van het ecosysteem om ontwikkelen van (natte) infrastructuur hand in hand te laten gaan met natuurontwikkeling. Het Groene Schild voegt natuur op vooroever toe aan veiligheidfilosofie
Praktische voorbeelden van zout naar zoet • • • • •
Perspectief Natuurlijke Keringen; Eerste verkenning potentie BWN ten behoeve van Deltaprogramma (Ecoshape consortium). Inpakken Oesterdam tbv duurzame golfremming en natuurfunctie Aanzanden Friese IJsselmeerkust (zandbrommer) Technisch ontwerp en toetsing volledig zachte Oeverdijk Waterlandse kust Kosten-Baten analyses BWN ontwerpen/pilots
klaar!
klaar!
klaar!
klaar! Stand van zaken 2011: veiliger (bijna) door BWN!? in aanleg! klaar!
VKO/DOfase
klaar!
Praktijkvoorbeeld: 2009 RvR programma Noordwaard Wavereducing forest- soft dike combi ‘fort Steurgat’ Clay dike will be lower than traditional design
100m wide Wave reducing willow-tree plantations Low cost low tech
Deltares/RWS design achieves required 1/2000 safety standards and is now under construction.
Oktober 2012
Toepasbaarheid op andere locaties… Locaties: -
Wave reduction by willow forest predicted by SWAN-VEG model 0) bare platform Case AD00 AD01 1) 1 yearCase forest Case AD02 2) 50-50 Case mixAD03 1j-3j 3) 3 year forest
1.30 1.20
0
1.10
Wave Height (m)
70%-80% reduction of wave height in willow forest in first 20 m (case 2 en 3)
1.00 0.90
13.0 12.0 11.0 10.0 9.0
1
0.80
14.0
8.0
0.70
7.0
0.60
6.0
2
0.50 0.40 0.30
5.0 4.0 3.0
3
0.20
Ground level (m) NAP
1.40
2.0
0.10
1.0
0.00 -20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0.0 100
x (m)
1.8 1.6 1.4 1.2
3.5 m.+NAP
1
H_s [m]
Wave reduction is insensitive to rising water level.
3.75 m.+NAP
0.8
4.0 m.+NAP
0.6 0.4 0.2 0 -‐20
0
20
40
x [m]
60
80
100
Toetsing golfremmende werking griend STAP 1a: Voldoet het griend aan de minimum eisen? nee
ja
STAP 1b: Voldoen de toet uitgangspunten of randvoorwaarden aan de ontwerpeisen? nee
Eenvoudige toetsmethode
ja
STAP 2a: Is de effectieve breedte van het griend voldoende? ja nee
STAP 2b: Effectieve breedte voldoende bij scheef invallende golven ? ja nee
Gevalideerde gedetailleerde toetsmethode is nog niet beschikbaar
STAP 3: Voldoet de geavanceerde toets ? nee ja
V
V
ONV
V
V
Doorontwikkeling • Grienddijk: nu nog maatwerk, verder uitbouwen tot generieke toetsmethode • Biomassa = aanknopingspunt voor bepaling invloed vegetatie op vooroevers • Vegetatie-module SWAN verder uitbouwen (theorie + modelonderzoek + monitoring) • Mogelijke combinaties met vegetatie:
Wat is gedaan in 2012? Inzicht krijgen in de interactie van het water van de rivier en de voorlanden in relatie tot waterveiligheid – Onder normale condities ruimtelijk inzicht krijgen in biologie en beheer van voorlanden en geofysische parameters zoals bodemhoogte en bodemsamenstelling. – Tijdens hoogwaters het effect monitoren van de aanwezige begroeiing op golfhoogte, stroming en opslibbing in meetraaien op het voorland met behulp van mobiele meet-unit. – Valideren van modellen en protocols
2012 Brugproject Floodcontrol – BWN Samen meten is meer weten!
Deltares: Biologie/geometrie t.b.v. modellering, toetsing en beheer Modellering golven en stroming Fugro: Ruimtelijke geometrie, geofysica en geohydraulica Arcadis: Governance vraagstukken t.a.v. beheer en inrichting
Impressie van resultaten
Testloctaties Fli-map database FUGRO March 19, 2013
Modelparameters SWAN-VEG Hoog water Golfhoogte
0,43 meter
Frequentie (Tp)
2,6 seconde
Maatgevend pijl
+3,30 m (ontwerppijl 2050)
Begroeiing Diameter
15 mm
Modelparameters Aantal
258 /m2
Drag coefficient (Cd)
0.8 Model
Swan met vegetatie module evaluatie met en zonder biomassa March 19, 2013
Raai 1, 50m vloedbos, tentatief
zonder vegetatie
March 19, 2013
Golfhoogte met vegetatie
Raai 2, gras, tentatief
March 19, 2013
December: meten van biomassa op voorland
Inzet experts Deltares, Fugro, Arcadis en studenten TUDelft en Hogeschool Zeeland Voor aantal raaien in voorland meten van: Bodemhoogte Aantal bomen en takken per meetvak Diameters stammen en takken Hoogte van vegetatie
Biologische metingen bij Dordrecht Kop van het Land
March 19, 2013
In kaart brengen biologie Ouder wilgenbos
March 19, 2013
Jonger wilgenbos
Raai 4 (= metingen jonge wilgen), SWAN modellering
March 19, 2013
1
2
3
4
Diameter
cm
20 cm
15 cm
15 cm
1,5 cm
Aantal
/m2
0,125
5,5
20
258
Cd
-
0.8
0.8
0.8
0.8 Actueel
Hogere dichtheden
Raai 1: Kop van het Land Goed Bijgehouden
bosjesrijen
March 19, 2013
Hele vooroever bezet
Meetopstelling
March 19, 2013
Pers
2013: inbedding project in groter geheel
1) Brugproject Floodcontrol-BWN als onderdeel van EFRO aanvraag onder topsector water BWN II, start najaar 2013
Toekomst: inbedding project in groter geheel
Brugproject is NL case voor FP7 SPACE FAST proposal ‘Foreshore Assessment using Space Technology’ Ingediend door Deltares met internationale partners - start 2014 - in contractonderhandelingen
Oeverdijk
Ecologische dijk: lagere bouwkosten, groter onderhoud? Casus
Oeverdijk Marker meer
Wave reducing dike Noord Waard
Variant
Construction (M€/m)
Maintenance (€/m/yr)
Uncertainty of pricing
Oeverdijk eco-variant (“reed marsh”)
2.250 - 3.550 cheaper
2,5 – 10 More expensive
40%
Oeverdijk basic variant (“morph. equilibrium”)
2.750 cheaper
7 More expensive
40%
Clay-grass cover; willow forest
1.550 cheaper
2 More expensive
25%
results derived from HASKONING study for RWS (oktober 2011)
Toekomst: Valorisatie van project ism HBO Brugproject kan worden gekoppeld aan Centre of Expertise Delta Technology aan Delta Academy van U. of Applied Sciences Hogeschool Zeeland
Centrum wordt nu opgestart door HZ met partners (miljoen per jaar, excl matching) Focus op toegepast onderzoek & hoge kwaliteit onderwijs Professional masters Delta Development Internationaal
Conclusies Onderbouwend onderzoek geeft aan dat het grootste deel van de golfreductie feitelijk al wordt gerealiseerd in de eerste 20 meter. Een MHW verlaging van 10 cm is al behoorlijk, het kunnen verlagen van de golfoploop met meer dan een halve meter is dus substantieel. Een golfremmend griend kan in principe op meer plaatsen een rol spelen, waar golfhoogte de dijkhoogte beïnvloedt. Een griend op kleiplatform kan ook een rol spelen op plaatsen met onvoldoende bekleding en/of piping risico.
Open einde…
1: Ontwerp past niet zonder meer in VTV. Er zijn aanvullende toetsregels nodig. - toetsregels, beheer en monitoring wordt nu aangepakt (M. Olieman)
2: Kennis is niet compleet – beheers-aspecten in relatie tot duurzaam functioneren levende component van veilige kering, – stormbestendigheid van griend – meest optimale ontwerp t.a.v. golfremming en natuurwaarde – Goede mix veld en lab onderzoek tbv betere voorspelkracht
3: Zoektocht naar kansen voor toepassing op andere locaties. >> Stroomlijn, RVR, Rivierenland, cyclisch verjongen 4: Inbedding in primaire proces RWS (WD& DI)
Buitenland
Ervaringen buitenland: Mangrovewouden Golf van Bengalen (Bangladesh/ India) • Acaciavelden (India) • Bossen voor dijken (Hongarije)
Rationalisering effect vegetatie op dijken à Andere faalmechanismen? Effect piping?
Nu: samen naar meer toepassingen inbedding in “geijkte” systemen meer dan techniek; meer dan de oplossing zelf
