Duurzaam Almere Oost: Ontwerp van een waterhuishoudkundig systeem

Duurzaam Almere Oost: Ontwerp van een waterhuishoudkundig systeem

Harry de Brauw 31-03-2009

MSc scriptie Duurzaam Almere Oost

2


Duurzaam Almere Oost: Ontwerp van een waterhuishoudkundig systeem Master thesis

Harry de Brauw 31-03-2009 Technische Universiteit Delft Faculteit van Civiele techniek en Geowetenschappen Sectie waterhuishouding Stevinweg 1 2600 GA Delft

Afstudeer Commissie: Prof. dr. ir. N.C. van de Giesen Dr. ir. F.H.M. van de Ven Dr. T. Schuetze Drs. M. Hoogvliet

- Technische Universiteit Delft - Technische Universiteit Delft, Deltares - Technische Universiteit Delft - Deltares

3


4


VOORWOORD Voor u ligt het resultaat van een jaar lang onderzoek naar het waterbeheer in de stad en vele zaken die hiermee te maken hebben. Het onderzoek is uitgevoerd als afronding van de MSc Water Resources Management aan de Technische Universiteit Delft. In dit onderzoek staat de vraag centraal hoe het watersysteem van Almere Oost zodanig aangelegd kan worden dat het voldoet aan de Cradle to Cradle filosofie. Tijdens het ontwerpproces is niet alleen naar de technische aspecten gekeken, maar ook naar de invloed van het ontwerp op de leefomgeving. Hierbij heeft een intensieve samenwerking plaats gevonden met Peter Minnema, die zojuist op Almere Oost is afgestudeerd aan de Faculteit van Bouwkunde. Dit rapport is tot stand gekomen in samenwerking met een groot aantal personen welke ik hartelijk dank voor hun bijdrage. In de eerste plaats de leden van de afstudeercommissie: Nick van de Giesen, Frans van de Ven, Thorsten Schuetze en Marco Hoogvliet die allen op hun eigen manier mij door het afstudeerproces begeleid hebben. Al diegenen die mij het afgelopen jaar van raad hebben voorzien. Vooral wil ik Gerda Bolier en Ellen Tromp bedanken voor de tijd die zij hebben vrijgemaakt om specifieke teksten te corrigeren. Berthe Brouwer voor alle verstrekte informatie vanuit het Waterschap Zuiderzeeland. Peter Minnema voor de prettige samenwerking. Mijn ouders voor hun eindeloze vertrouwen en steun tijdens mijn gehele studie. En mijn vriendin Leonoor van de Werk, voor haar aanwezigheid, steun en het grammaticaal corrigeren van mijn rapport. Harry de Brauw Den Haag, april 2009

5


SAMENVATTING Dit rapport behandelt het ontwerp van een duurzaam watersysteem voor Almere Oost. Almere Oost dient een nieuw stadsdeel te worden met groeimogelijkheden tot 60.000 inwoners en 100.000 arbeidsplaatsen in 2030. De overheid stelt op het gebied van waterbeheer hierbij de volgende aandachtspunten: •

• •

Kies voor een integrale gebiedsontwikkeling die op het punt van duurzaamheid, ecologie en flexibele toekomstwaarden een voorbeeldfunctie in Nederland en daarbuiten kan vervullen. De ontwikkeling van Almere Oost moet gelijk opgaan met behoud en verbetering van de natuurwaarden en leefbaarheid, en met oplossing van de wateropgave. Zorg voor agrarische stedenbouw.

Bovenstaande eisen staan in conflict met het systeem waarop de hedendaagse stad berust. Deze is ingericht op het ongelimiteerd kunnen aanvoeren van voedingsstoffen en afvoeren van restproducten. Als doel van deze studie is daarom gesteld een duurzaam watersysteem voor Almere Oost te ontwerpen, via de principes van de “Gesloten Stad” en “Cradle to Cradle”. Dit draagt bij aan een robuust ontwerp van het watersysteem: veilig tegen overstromen en wateroverlast, geen grondwateroverlast, uitstekende waterkwaliteit, geen water tekort en ecologisch stabiel. Het ontwerp moet bovendien bijdragen aan het realiseren van een prettige leefomgeving. Om dit te bereiken is samengewerkt met Peter Minnema, student aan de faculteit van Bouwkunde. Hierbij is de gewaarwording “leven met water” veelvuldig in het ontwerp toegepast: de mens mag zich bewust zijn van de omgeving waarin hij leeft. Twee principes worden in dit rapport gehanteerd die een leidraad vormen voor het ontwerp van het watersysteem van Almere Oost: “Cradle to Cradle” (C2C) en “De Gesloten Stad”. De C2C filosofie stelt dat afval gelijk moet zijn aan voedsel. Het ontwerpproces dient zodanig aangepast te worden dat er geen sprake meer is van kwaliteitsverlies en afvalproducten. “De Gesloten Stad” stelt dat de stad gezien kan worden als het centrum van zowel artificiële als natuurlijke stromen, zoals water, goederen, energie en afval. Door deze stromen aan elkaar terug te koppelen wordt het omliggende gebied minder belast en de afhankelijkheid verkleind. Bovengenoemde principes, de gewenste robuustheid en prettige leefomgeving, resulteren in een aantal criteria waaraan het ontwerp zo goed mogelijk dient te voldoen. Deze critera zijn: • • • • • • • • • •

Water moet zoveel mogelijk vastgehouden worden. Water moet hergebruikt worden. Water dient gefilterd te worden. Water dient van schoon naar vervuild gebied te stromen. Houd het water schoon (zo min mogelijk kwaliteitsverlies). Zuivering door natuurlijke processen. Gebruik de locale hydrologie. Minimaliseer het leidingwerk Voorkom zettingen zoveel mogelijk. Minimaliseer de afhankelijkheid van de omgeving . 6


• • •

Het systeem dient voldoende robuust te zijn (ook tegen klimaatveranderingen). Laat zien dat Nederland leeft met water. Het ontwerp dient in overeenstemming te zijn met de criteria van de stedenbouwkundige (Peter Minnema).

Het plangebied, dat in de Flevolpolder ligt, heeft een aantal specifieke kenmerken die grote invloed op het ontwerp hebben, te weten: • • • • • •

Het plangebied bestaat voornamelijk uit agrarische grond en natuur De bodem is zeer gevoelig voor zettingen. De bovenste 120 cm van de bodem is door gescheurde klei zeer goed doorlatend. De onderliggende grond is vrijwel ondoorlatend. Het plangebied kent vrijwel geen instroom van kwel. Het bestaande drinkwatersysteem heeft voldoende capaciteit voor de geplande uitbreiding.

Deze gebiedskenmerken en de genoemde criteria zijn verwerkt in het ontwerp van het watersysteem. De basis hiervan wordt gevormd door een circulatiesysteem in combinatie met een piek- en seizoensbekken. Circulatie wordt mogelijk gemaakt door het uitgraven van een oude Eemgeul, welke als retourkanaal gebruikt wordt. Het oppervlaktewater wordt doormiddel van een pomp door dit systeem gecirculeerd en gefilterd door een helofytenfilter. Het grootste deel van de waterberging vindt plaats door flexibel peilbeheer. Hiervoor wordt een minimaal polderpeil van 120 cm en een maximaal peil van 70 cm ingesteld. De resterende wateropgave wordt door het oppervlaktewater opgevangen, welke in totaal ongeveer 10 % van de oppervlakte van het plangebeid beslaat. Het piekbekken is verantwoordelijk voor het opvangen van hevige buien van korte duur. In het kleinere seizoensbekken wordt water vastgehouden dat in droge periodes aangesproken kan worden. In het seizoensbekken wordt een peilfluctuatie tot 6 meter toegestaan, hierdoor is het mogelijk om op een relatief kleine oppervlakte veel water vast te houden. Deze hoogte wordt ook gebruikt voor het opslaan van energie. Om de waterkwaliteit in het gebied te waarborgen worden natuurvriendelijke oevers zoveel mogelijk toegepast. In het seizoensbekken is dit door de grote fluctuatie niet mogelijk, hier worden drijvende moerassen geplaatst. Vervuiling door afstromend hemelwater wordt voorkomen door dit in de grond te infiltreren. Zwart- en grijswater worden in de woning apart ingezameld. Het grijze water wordt via een sedimentatietank door een helofytenfilter geleid waarna het in het oppervlaktewater uitstroomt. Zwart water wordt centraal ingezameld. Dit dient zodanig gezuiverd te worden dat het effluent op het oppervlaktewater kan worden geloosd, en het slib als meststof gebruikt kan worden. Decentraal opgevangen hemelwater wordt in de woning gebruikt als toiletspoeling om zo drinkwater te besparen. In het plangebied is voorzien in drie stedelijke kernen. Per kern verschilt de zettingsproblematiek. De kern met de minste zettingsproblemen zal met traditionele technieken gebouwd kunnen worden. In het midden van het plangebied zal voorzien worden in een megaterp. Deze overkluist de A27. In het deel van het gebied waar de meeste zettingen verwacht worden zijn ambitieuze maatregelen nodig om bewoning mogelijk te maken. De kern van de oplossing van dit probleem draait om het accepteren van hoge grondwaterstanden waardoor inundatie van de tuin kan voorkomen. Om 7


wateroverlast te beperken worden technieken aangesproken als waterproof- en drijvend bouwen. Uit de studie blijkt dat op het gebied van duurzaamheid nog veel te winnen is. Het watersysteem kan voor een groot deel onafhankelijk van de omgeving functioneren. Het zal echter niet mogelijk zijn om het gebied volledig C2C te maken: het neerslagoverschot van 300 mm op jaarbasis staat dit niet toe. Jaarextremen zorgen er ook voor dat het gebied afhankelijk blijft van waterberging in de omringende omgeving. Tevens zal er, uitgaande van de op dit moment beschikbare technieken, wrijving ontstaan tussen het streven naar duurzaamheid en de wens voor robuustheid.

8


INHOUD VOORWOORD....................................................................................................5 SAMENVATTING ..............................................................................................6 LIJST MET FIGUREN .....................................................................................12 LIJST MET TABELLEN ..................................................................................15 INLEIDING........................................................................................................17 1 KADER.............................................................................................................19 1.1 Water in het stedelijk gebied........................................................................................... 19 1.2 Duurzaamheid .................................................................................................................. 20 1.2.1 Waarden en normen................................................................................................. 20 1.2.2 Cradle to Cradle (C2C) ............................................................................................ 22 1.2.3 De Gesloten Stad...................................................................................................... 23 1.3 Waterbewuste stad ........................................................................................................... 27 1.4 Robuustheid ...................................................................................................................... 29 1.5 Gidsprincipes .................................................................................................................... 31 1.6 Watermanagement beleid................................................................................................ 33 1.6.1 Internationaal beleid................................................................................................. 33 1.6.2 Nationaal beleid ........................................................................................................ 36

2 GEBIEDSBESCHRIJVING..........................................................................39 2.1 De provincie Flevoland................................................................................................... 39 2.2 Het plangebied Almere Oost.......................................................................................... 41 2.3 Drinkwater ........................................................................................................................ 43 2.4 Afvalwaterzuivering ......................................................................................................... 44 2.5 Geohydrologie .................................................................................................................. 44 2.5.1 Opbouw ondergrond ............................................................................................... 44 2.5.2 Zettingen.................................................................................................................... 47 2.5.3 Kwel............................................................................................................................ 49 2.5.4 Zand en klei winning................................................................................................ 51 2.6 Waterkwaliteit ................................................................................................................... 51 2.6.1 Goed ecologisch potentieel..................................................................................... 52 2.6.2 Goede chemische toestand ..................................................................................... 53 2.6.3 Eutrofiëring ............................................................................................................... 54 2.6.4 Vervuilende bronnen ............................................................................................... 56 2.6.5 Zwemwater................................................................................................................ 57

3 STROMEN NAAR EN UIT DE STAD .....................................................58 3.1 Meteorologische aspecten ............................................................................................... 59 3.1.1 Klimaatverandering .................................................................................................. 59 3.1.2 Neerslag ..................................................................................................................... 61 3.1.3 Verdamping ............................................................................................................... 65 3.2 Drinkwaterverbruik.......................................................................................................... 70 9


3.3 Waterbalans....................................................................................................................... 71 3.4 Balans per persoon........................................................................................................... 72

4 ONTWERP WATERSYSTEEM ..................................................................74 4.1 De belangrijkste criteria................................................................................................... 74 4.2 Waterberging..................................................................................................................... 74 4.2.1 Flexibel peilbeheer.................................................................................................... 75 4.2.2 Open water ................................................................................................................ 76 4.2.3 Overige methoden van waterberging .................................................................... 77 4.3 Oppervlaktewatersysteem ............................................................................................... 77 4.3.1 Circulatie .................................................................................................................... 77 4.3.2 Koppeling met Hoge- en Lage Vaart..................................................................... 78 4.3.3 Waterpeil .................................................................................................................... 79 4.4 Bakjesmodel ...................................................................................................................... 85 4.4.1 Oppervlakte per bakje.............................................................................................. 85 4.4.2 Maatgevend peil ........................................................................................................ 86 4.4.3 Maatgevende bui....................................................................................................... 87 4.4.4 Wateropgave.............................................................................................................. 89 4.4.5 Dimensies tochten.................................................................................................... 90 4.4.6 Dimensie Eemgeul ................................................................................................... 93 4.4.7 Dimensies bekkens................................................................................................... 94 4.4.7.1 Dimensies piekbekken ......................................................................................96 4.4.7.2 Dimensies seizoensbekken ...............................................................................97 4.4.8 Circulatietijd ............................................................................................................ 100 4.5 Filtratie............................................................................................................................. 100 4.6 Type oevers ..................................................................................................................... 101 4.7 Het seizoensbekken als accu......................................................................................... 102

5 WATERMANAGEMENT OP WIJKNIVEAU ......................................107 5.1 Invloed van infiltratie..................................................................................................... 107 5.2 Duurzame filtermethoden............................................................................................. 109 5.2.1 Helofytenfilter ......................................................................................................... 109 5.2.2 Drijvende moerassen.............................................................................................. 111 5.2.3 Sedimentatietank..................................................................................................... 112 5.2.4 Bodempassage......................................................................................................... 112 5.2.5 Filter rendement ..................................................................................................... 116 5.3 Waterberging................................................................................................................... 117 5.3.1 Daktuinen ................................................................................................................ 117 5.3.2 Regenton.................................................................................................................. 119 5.3.3 Reservoirs ................................................................................................................ 120 5.4 Gebruik van regenwater binnen het huis.................................................................... 120 5.5 Bluswater ......................................................................................................................... 122 5.6 Drinkwater en Afvalwater............................................................................................. 125

6 STEDELIJKE INRICHTING ....................................................................126 6.1 Gemeentelijke concepten.............................................................................................. 126 6.2 Omgaan met zettingen .................................................................................................. 127 6.2.1 Traditionele bouwmethoden................................................................................. 128 10


6.2.2 Innovatieve bouwmethoden ................................................................................. 129 6.3 Inrichting van het plangebied....................................................................................... 133 6.3.1 Ontwikkeling langs de Eemgeul ........................................................................... 135 6.3.1.1 Batterij .............................................................................................................. 136 6.3.1.2 Megaterp........................................................................................................... 137 6.3.1.3 Watervelden ..................................................................................................... 139 6.3.2 Diffuus bouwen in het landelijke deel ................................................................. 141 6.3.2.1 Bouwen op cunetten ...................................................................................... 141 6.3.2.2 Bouwen op terpjes .......................................................................................... 143 6.3.3 Kantorenpark .......................................................................................................... 144 6.4 Grondbalans.................................................................................................................... 144

7 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN................................................146 7.1 Conclusies........................................................................................................................ 146 7.2 Aanbevelingen ................................................................................................................ 148

LITERATUUR ..................................................................................................150 WEBSITES ........................................................................................................155 BIJLAGE A: Geohydrologisch model van het plangebied Almere Oost ...... I BIJLAGE B: Hydraulische weerstand en diepte van kanalen en tochten ..VII BIJLAGE C: IJskartering................................................................................ VIII BIJLAGE D: Voorspelling van extreme buien van korte duur......................X BIJLAGE E: Voorspelling van extreme buien van lange duur ...................XII BIJLAGE F: Stromen naar en uit de stad in cijfers .................................... XIII F.1 Afvalwater..................................................................................................................... XIII F.2 Emissie van vermestende stoffen naar water ...........................................................XVI F.3 Gemeentelijk afval ........................................................................................................XVI F.4 Energie verbruik.......................................................................................................... XVII F.5 Broeikasgassen.............................................................................................................. XIX F.6 Voedingsstoffen ........................................................................................................... XXI

BIJLAGE G: Het seizoensbekken als accu...............................................XXIII

11


LIJST MET FIGUREN Figuur 1 Vier basis benaderingen voor duurzaamheid. ..........................................................21 Figuur 2 Stromen naar en uit de stad. .......................................................................................24 Figuur 3 Gesloten stad concepten. ............................................................................................25 Figuur 4 Stedelijk watermanagement transitie raamwerk.......................................................27 Figuur 5 De vier kwetsbaarheids componenten in een schade herhalingstijd grafiek. ......30 Figuur 6 Het vertragingsmodel. .................................................................................................32 Figuur 7 Het circulatiemodel. .....................................................................................................32 Figuur 8 Het schakelmodel.........................................................................................................32 Figuur 9 Het watersysteem met gemalen..................................................................................40 Figuur 10 Gemiddelde grondwaterstand in het groeiseizoen ................................................40 Figuur 11 Locatie Almere Oost en Oostvaarderswold...........................................................41 Figuur 12 De Hoge- en Lage Vaart rondom het plangebied. ................................................42 Figuur 13 Maaiveldhoogte van het plangebied in m NAP (2008). .......................................42 Figuur 14 Grondwaterbescherming en –reservering . ............................................................44 Figuur 15 Schematisch profiel van de gerijpte grond. ............................................................45 Figuur 16 Scheuren in de toplaag van de bodem. ...................................................................45 Figuur 17 Dikte van het Holoceen pakket. .............................................................................46 Figuur 18 Ligging van de Eemgeul............................................................................................47 Figuur 19 Diepte tot het Pleistoceen pakket............................................................................47 Figuur 20 Zettingen in het wegdek van de Vogelweg ............................................................48 Figuur 21 De te verwachtten zettingen.....................................................................................49 Figuur 22 Geschatte landbouwkundige kwel. ..........................................................................50 Figuur 23 Waterkwaliteit meetpunten in Almere Oost. .........................................................55 Figuur 24 Stromen naar en uit de stad. .....................................................................................58 Figuur 25 Schematisch overzicht van de vier KNMI'06 klimaatscenario's. ........................59 Figuur 26 Tijdreeksen van waterstanden (m)...........................................................................61 Figuur 27 Regenduurlijnen bij een herhalingstijd in jaren......................................................62 Figuur 28 Gemiddelde, minimale en maximale maandelijkse neerslag te Hoofddorp ......63 Figuur 29 Gebiedsreductiefactor als functie van de oppervlakte van het gebied en de duur van de neerslag. ...................................................................................................................65 Figuur 30 Het gemiddeld verbruik en gegenereerde hoeveelheid afvalstoffen per persoon per dag.. ..........................................................................................................................73 Figuur 31 De drooglegging is het verschil tussen maaiveld en polderpeil...........................75 Figuur 32 Flexibel peilbeheer.. ...................................................................................................76 Figuur 33 Schematisch bovenaanzicht van de circulatie binnen het oppervlaktewatersysteem in het plangebied. ............................................................................78 Figuur 34 Het peilbeheer in Almere Oost................................................................................79 Figuur 35 Schematisch bovenaanzicht van het oppervlaktewatersyteem. ...........................80 Figuur 36 Schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met de Eemgeul als verbinding................................................................................................................................81 Figuur 37 Schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met de tochten en sloten als verbinding...............................................................................................................82 Figuur 38 Globale indeling van het plangebied in tochten en sloten. ..................................83 Figuur 39 Indeling van het plangebied in peilvlakken. ...........................................................84 Figuur 40 Schematisatie van het bakjesmodel. ........................................................................85 Figuur 41 Indeling van het het plangebied in peilgebieden. ..................................................86 Figuur 42 Infiltratie van regenwater naar een sloot met polderpeil beneden de doorlatende laag............................................................................................................................87 Figuur 43 Snede van figuur 37.. .................................................................................................87 12


Figuur 44 Snede van figuur 36. ..................................................................................................87 Figuur 45 Een maatgevende 1:100 bui resulteert in een gemiddelde grondwaterstijging van 32,5 cm in peilgebied A, B en C........................................................90 Figuur 46 Dwarsdoorsnede en lengteprofiel van een tocht...................................................91 Figuur 47 Een impressie van de Eemgeul. ...............................................................................94 Figuur 48 Diverse oeverprofielen die bij de Eemgeul toegepast kunnen worden..............94 Figuur 49 Het gehalte totaal fosfaat in het epilimnion van een ondiep en een diep meer als percentage van het wintergehalte. ..............................................................................95 Figuur 50 Drie verschillende oeverprofielen......................................................................... 102 Figuur 51 Het peilverschil als functie van het netto vermogen en de tijd. ....................... 105 Figuur 52 Gemiddelde maandelijkse dagvolume aan elektriciteit die op de APX verhandelt werd in 2006 en 2007............................................................................................ 106 Figuur 53 Schematische weergave van het watersysteem. .................................................. 107 Figuur 54 Het effect van verstedelijking op de bestemming van neerslag. ...................... 108 Figuur 55 Effect van verstedelijking op het piek gehalte van de afvoer. .......................... 109 Figuur 56 Type helofytenfilters. .............................................................................................. 110 Figuur 57 Dwarsdoorsnede van een vertikaal helofytenfilter............................................. 111 Figuur 58 Bodempassage. ........................................................................................................ 112 Figuur 59 Inpassing van een wadi in de wijk. ....................................................................... 113 Figuur 60 Dwarsprofiel van een wadi. ................................................................................... 114 Figuur 61 Werking infiltratieberm en praktijkvoorbeeld uit Australië. ............................. 114 Figuur 62 Principe van doorlatende verharding. .................................................................. 115 Figuur 63 Stromingsproces bij doorlatende verharding. ..................................................... 115 Figuur 64 Zuivering van grijs water door een horizontal helofytenfilter met voorzuivering door middel van een sedimentatietank......................................................... 117 Figuur 65 Voorbeeld van container tuinen: de “Flower tower” van Edouard François te Parijs. ...................................................................................................................... 118 Figuur 66 Mogelijkheden voor de huishoudelijke toepassing van regenwater................. 121 Figuur 67 Variant Nevel/ Landelijk Oost ............................................................................. 126 Figuur 68 Variant Kernen........................................................................................................ 127 Figuur 69 Variant Groot Oost ................................................................................................ 127 Figuur 70 Zettingsproblemen.................................................................................................. 128 Figuur 71 Staalfundering. ......................................................................................................... 129 Figuur 72 Paalfundering. .......................................................................................................... 129 Figuur 73 Kruipruimteloze, waterproof woning. ................................................................. 131 Figuur 74 Drijvend bouwen. ................................................................................................... 132 Figuur 75 Paalwoning. .............................................................................................................. 132 Figuur 76 Inrichting van het plangebied naar opbouw van de ondergrond..................... 134 Figuur 77 Verstedelijking volgens de twee netwerken strategie......................................... 134 Figuur 78 Schematisatie van de inrichting van het gebied. ................................................. 135 Figuur 79 Een illustratie van de indeling van het plangebied ............................................. 136 Figuur 80 Illustratie van de stadskern Batterij. ..................................................................... 137 Figuur 81 Illustratie van de invloed van het waterpeil op de leefomgeving van de Batterij. .................................................................................................................................. 137 Figuur 82 Impressie van een megaterp. ................................................................................. 138 Figuur 83 Illustratie van de stadskern Megaterp................................................................... 139 Figuur 84 Illustratie van de invloed van het waterpeil op de leefomgeving van de Megaterp..................................................................................................................................... 139 Figuur 85 Een impressie van de stadskern Watervelden en het piekbekken. .................. 140 Figuur 86 Illustratie van de invloed van het waterpeil op leefomgeving van de Watervelden. .............................................................................................................................. 140 13


Figuur 87 Impressie van de integratie van de stadskernen, Eemgeul, piek- en seizoensbekken in het huidige gebied. ................................................................................... 141 Figuur 88 Dwarsdoorsnede van een straat die met cunetten is opgehoogd..................... 142 Figuur 89 Schematisch dwarsprofiel van de inrichting tussen twee cunetten.................. 142 Figuur 90 Voorbeeld van een gebied dat ingedeeld is in acht kavels aan een sloot waarop zelf gebouwd mag worden. ....................................................................................... 144 Figuur 91 Overzicht van de dwarsdoorsneden van het model van de ondergrond............. I Figuur 92 Dwarsdoorsnede I-I’ .................................................................................................II Figuur 93 Dwarsdoorsnede N-N’ ............................................................................................ III Figuur 94 Legenda behorende bij figuur 92 en figuur 93...................................................... IV Figuur 95 Overzicht van de dwarsdoorsneden van het geohydrolgisch model uit DINO........................................................................................................................................V Figuur 96 Dwarsdoorsnede A-A’ van het geohydrologisch model uit DINO .................. VI Figuur 97 Dwarsdoorsnede B-B’ van het geohydrologisch model uit DINO................... VI Figuur 98 Hydraulische weerstand van de holocene klei en veenlaag. ..............................VII Figuur 99 Diepte kanalen en tochten ten opzichte van het Pleistoceen. ...........................VII Figuur 100 Locaties van ijskartering...................................................................................... VIII Figuur 101 Locatie 1 ............................................................................................................. IX Figuur 102 Locatie 2 ............................................................................................................. IX Figuur 103 Locatie 3 ............................................................................................ IX Figuur 104 Locatie 4 ............................................................................................................. IX Figuur 105 Locatie 5 ............................................................................................. IX Figuur 106 Locatie 6 .............................................................................................................. IX Figuur 107 Het huishoudelijk aardgas en elektriciteit verbruik tussen1980 en 2006. .XVIII Figuur 108 Schematisch bovenaanzicht van het oppervlaktewatersyteem met waterkrachtcentrale. ..............................................................................................................XXIII Figuur 109 Schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met waterkrachtcentrale en de Eemgeul als verbinding. .........................................................XXIV Figuur 110 Schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met waterkrachtcentrale en de tochten en sloten als verbinding. ........................................... XXV

14


LIJST MET TABELLEN Tabel 1 Verschillende functies van oppervlakte water, grondwater en drinkwater............20 Tabel 2 Verschillen tussen “De Gesloten Stad” concepten ..................................................26 Tabel 3 Kwaliteitseisen van de zwemwaterrichtlijn voor binnenwateren............................35 Tabel 4 Flevolandse wateroverlastnormen...............................................................................36 Tabel 5 De twee grote peilvlakken: de Hoge- en Lage Afdeling...........................................39 Tabel 6 De capaciteit per gemaal. ..............................................................................................41 Tabel 7 Onttrokken grondwater in Flevoland (m3) voor de drinkwatervoorziening. ........43 Tabel 8 Kwaliteitselementen van het biologische deel van het GEP (KRW) die van toepassing zijn op Almere Oost.................................................................................................53 Tabel 9 Maximaal toelaatbare gehalte totaal P en totaal N in het oppervlaktewater. ........54 Tabel 10 Gemiddelde zomer en winter concentraties van het gehalte totaal P en totaal N, in het oppervlaktewater van Almere Oost. ..............................................................56 Tabel 11 De stromen van en naar de stad die in dit hoofdstuk onderzocht worden. .......58 Tabel 12 Totaal aantal inwoners, huishoudens en gemiddeld aantal inwoners per huishouden in Nederland per 1 januari in 2004, 2005, 2006, 2007 en 2008. ......................59 Tabel 13 Totaal aantal inwoners, huishoudens en gemiddeld aantal inwoners per huishouden in Flevoland per 1 januari in 2004, 2005, 2006, 2007 en 2008.........................59 Tabel 14 Legenda voor de KNMI’06 klimaatscenario’s.........................................................60 Tabel 15 Klimaatverandering in Nederland rond 2050 ten opzichte van het basisjaar 1990 volgens de vier KNMI’06 klimaatscenario’s...................................................60 Tabel 16 Toename van de neerslaghoeveelheid in 2050 in de winter en zomer. ...............64 Tabel 17 De langjarige gemiddelden voor referentie gewasverdamping, gemeten bij de Bilt met de behorende standaard deviatie. De gemiddelde maandelijkse verdamping voor polders in West Nederland..........................................................................66 Tabel 18 Decade waarden voor de gewasfactor behorende bij de referentiegewasverdamping. ........................................................................................................................66 Tabel 19 Vergelijking tussen de gemiddelde jaarlijkse actuele verdamping (SEBAL) en de referentie gewasverdamping (Makkink) voor Flevoland.. ...........................................68 Tabel 20 De gemiddelde actuele jaarlijkse verdamping in Almere Oost. ............................69 Tabel 21 Toename van de jaarlijkse actuele verdamping voor 2050 ....................................70 Tabel 22 Toename van de maandsom van de potentiële verdamping in 2050...................70 Tabel 23 Drinkwaterverbruik (inclusief spui- en lekverliezen) en hoeveelheid afvalwater in Nederland per persoon, per huishouden in Flevoland, voor Almere Oost en procentueel, gemeten in 2007. ......................................................................71 Tabel 24 Zwart- en grijswater afvoer per persoon, per huishouden in Flevoland en voor Almere Oost. .......................................................................................................................71 Tabel 25 Waterbalans voor Almere Oost voor een droog, gemiddeld en nat jaar. ............72 Tabel 26 Oppervlakten in hectare en als percentage van de peilgebieden en bekkens......86 Tabel 27 Toename van de dagsom van de neerslag die eens in de 10 jaar wordt overschreden in 2050...................................................................................................................88 Tabel 28 Oppervlaktes van de peilgebieden met het cumulatieve debiet welke resulteert uit een bui van 99 mm gedurende één dag..............................................................91 Tabel 29 Parameters met hun achtergrond en de waarden van de constanten...................92 Tabel 30 Dimensies van de tochten. .........................................................................................93 Tabel 31 De oppervlaktes van de ontvangende wateren, de te bergen hoeveelheden water en de resulterende peilstijgingen .....................................................................................97 Tabel 32 Indeling van het piekbekken in niveaus. ..................................................................97 15


Tabel 33 De oppervlakte van het seizoensbekken, de te bergen hoeveelheid water en de resulterende peilstijging. ...................................................................................................98 Tabel 34 Indeling van het seizoensbekken in niveaus. ........................................................ 100 Tabel 35 Rendementen, zover bekend, van voorzieningen om regenwater te zuiveren in procenten. .............................................................................................................. 116 Tabel 36 Vergelijking van de verschillende bluswater voorzieningen. .............................. 124 Tabel 37 De benodigde hoeveelheid ophogingsmateriaal voor de Megaterp. ................. 145 Tabel 38 De benodigde hoeveelheid ophogingsmateriaal voor de Watervelden............. 145 Tabel 39 Totale benodigde hoeveelheid ophogingsmateriaal............................................. 145 Tabel 40 Gemeten extreme neerslag waarden te Lelystad. .....................................................X Tabel 41 Voorspelling van extreme buien in 2050 volgens het ‘Gematigd’ scenario. ........X Tabel 42 Voorspelling van extreme buien in 2050, volgens het ‘Gematigd+’ scenario. .. XI Tabel 43 Voorspelling van extreme buien in 2050, volgens het ‘Warm’ scenario............. XI Tabel 44 Voorspelling van extreme buien in 2050, volgens het ‘Warm+’ scenario.......... XI Tabel 45 Terugkeerniveaus (mm) van neerslaghoeveelheden voor verschillende overschrijdingskansen en duren. ............................................................................................. XII Tabel 46 Onder- en bovengrenzen van de 95%-betrouwbaarheidsintervallen ….......... XII Tabel 47 Totale hoeveelheid en concentraties vervuilende stoffen in influent, effluent en slib van zuiveringsinstallaties in Flevoland in 2006.........................................XIII Tabel 48 Hoeveelheid afvalstoffen per inwoner, per huishouden en voor Almere Oost, per jaar................................................................................................ XIV Tabel 49 De hoeveelheden chemisch zuurstof verbruik, biologisch zuurstof verbruik, stikstof en fosfaat per persoon, per huishouden en voor Almere Oost, per dag, in influent en effluent van zuiveringsinstallaties in Flevoland. .............................................. XIV Tabel 50 Het inwonerequivalent van influent voor chemisch zuurstof verbruik, biologisch zuurstof verbruik, stikstof en fosfaat . Tevens weergegeven per huishouden en voor Almere Oost. ...................................................................................XV Tabel 51 Hoeveelheden zuiveringsslib (nat en droog) van zuiveringsinstallaties in Flevoland per inwoner, per huishouden en voor Almere Oost met eindbestemming per jaar. ..................................................................................................XV Tabel 52 De bijdragen van doelgroepen aan de belasting met N en P van het oppervlaktewater in Flevoland in het jaar 2000................................................................... XVI Tabel 53 Huishoudelijke afvalstoffen per inwoner, per huishouden en voor Almere Oost per jaar. .............................................................................................................. XVI Tabel 54 Door reinigingsdiensten verzamelde afvalstoffen per inwoner, per huishouden en voor Almere Oost per jaar. ................................................................. XVII Tabel 55 Verwerking van afvalstoffen afkomstig van inzameling bij huishoudens. .... XVII Tabel 56 Gemiddeld aardgasverbruik per persoon, per huishouden en voor Almere Oost per jaar. ...................................................................................................................................XVIII Tabel 57 Gemiddeld energieverbruik per persoon, per huishouden en voor Almere Oost per jaar. ..............................................................................................................XIX Tabel 58 De emissie van CO2 van diverse doelgroepen per persoon, per huishouden en voor Almere Oost, per jaar........................................................................... XX Tabel 59 De emissie van N2O van diverse doelgroepen per persoon, per huishouden en voor Almere Oost, per jaar........................................................................... XX Tabel 60 De emissie van CH4 van diverse doelgroepen per persoon, per huishouden en voor Almere Oost, per jaar..........................................................................XXI Tabel 61 De emissie van CO2, N2O en CH4 van diverse doelgroepen per persoon en voor Almere Oost, per jaar. ...............................................................................XXI Tabel 62 De basisvoeding die een persoon per dag nodig heeft..................................... XXII

16


INLEIDING Aanleiding De Randstad is voor Nederland van groot cultureel, economisch en politiek belang. Het kabinet wil om die reden de kwaliteiten van de Randstad verbeteren. Dit kan onder meer door het versterken van de internationale concurrentiepositie, het ontwikkelen van de ruimtelijke hoofdstructuur van Nederland en het behouden van waardevolle gebieden. In de Noordvleugel van de Randstad: het gebied tussen Haarlem, Schiphol, Amsterdam, Almere en Utrecht, wordt onder andere gekeken naar mogelijke locaties voor nieuwe en gedifferentieerde woningen in stedelijke en groene milieus. Almere kan aan deze uitbreidingsbehoefte voldoen, verstedelijking van dit gebied zal het vestigingsklimaat in de Noordvleugel verbeteren en zo de economische groei bevorderen. De gebieden waar de grootste groei zal plaatsvinden zijn: Almere Poort en Almere Pampus in het westen en Almere Hout (nu Almere Oost genoemd) in het oosten. Ook kan Almere bijdragen aan de werklocaties waar de Noordvleugel behoefte aan heeft. Bij het knooppunt A6-A27 is voorzien in een bedrijventerrein dat enkele honderden hectaren zal omvatten. In opdracht van de Stuurgroep Ontwikkelingsstrategie Almere Oost wordt momenteel gewerkt aan de ontwikkelingsstrategie voor Almere Oost. Almere Oost dient een nieuw stadsdeel te worden met groeimogelijkheden tot 60.000 inwoners en 100.000 arbeidsplaatsen in 2030. Aandachtspunten met betrekking tot het waterbeheer hierin zijn: •

• •

Kies voor een integrale gebiedsontwikkeling die op het punt van duurzaamheid, ecologie en flexibele toekomstwaarden een voorbeeldfunctie in Nederland en daarbuiten kan vervullen. De ontwikkeling van Almere Oost moet gelijk opgaan met behoud en verbetering van de natuurwaarden en leefbaarheid, en met oplossing van de wateropgave. Zorg voor agrarische stedenbouw.

Op deze wijze moet Almere Oost een “Top-stad” worden wat betreft kwaliteit van de leefomgeving, duurzaamheid en klimaatrobuustheid. Om dat te bereiken moeten allerlei innovatieve oplossingen worden ingezet, onder andere op het gebied van waterhuishouding, water voorziening, afvalwaterbehandeling, bodem en ondergrond, beheersing van zetting en bodemdaling, klimaatbeheersing en waterrobuustheid. Opdracht Deltares is door de gemeente Almere en het waterschap Zuiderzeeland gevraagd voor het gezamenlijk organiseren van een ontwerpatelier voor Almere Oost. Deze heeft als doel om te komen tot enkele hoogwaardige, klimaatrobuuste en duurzame ontwerpvarianten voor Almere Oost. Het is hierbij noodzakelijk dat de wateropgave en de waterveiligheid gewaarborgd zijn, en dat water medesturend is voor de ruimtelijke ordening en inrichting van het gebied. Op basis van de uitkomsten van het ontwerpatelier zal de invulling van het watersysteem voor Almere Oost in dit rapport verder plaatsvinden.1 Probleemstelling De hedendaagse stad is ingericht op het ongelimiteerd kunnen aanvoeren van voedingsstoffen en afvoeren van restproducten. Zo worden voedsel en grondstoffen van

1

Produkt ontwerpatellier: Hoogvliet et al. (2009)

17


ver buiten de stad aangevoerd. Afval, warmte en nutriënten worden massaal uitgestoten. Dit principe geldt ook voor het stedelijk watersysteem: drinkwater is afkomstig van buiten het gebied en regenwater wordt zo snel mogelijk op het oppervlaktewater geloosd. Moderne metropolissen kunnen bijna niet meer aan de vraag naar drinkwater voldoen en belasten het milieu met het vervuilde afvalwater. Daarnaast is wateroverlast een steeds vaker terugkerend thema. Door de enorme groei van steden en het veranderende klimaat zullen genoemde problemen alleen maar groter worden. De stad in de hedendaagse vorm als parasitair systeem zal daarom op de lange termijn zo niet vol te houden zijn. Doelstelling Het ontwerpen van een duurzaam watersysteem voor Almere Oost via het principe van de “Gesloten Stad” en “Cradle to Cradle”, is de uitdaging die in deze thesis centraal staat. Een combinatie van innovatieve maatregelen en optimalisatie moet de kringloop binnen de stad verbeteren, waardoor de aanvoer naar en afvoer van de stad geminimaliseerd wordt. Door regenwater en drinkwater duurzaam te hergebruiken wordt het watersysteem gesloten en optimaal gebruikt. Deze op elkaar afgestemde maatregelen moeten leiden tot een robuust ontwerp van het watersysteem: veilig tegen overstromen en wateroverlast, geen grondwateroverlast, uitstekende waterkwaliteit, geen water tekort en ecologisch stabiel. Het pakket van maatregelen moet bovendien een toevoeging zijn voor een prettige leefomgeving. Streven naar een plausibele oplossing Het ontwerpen van een watersysteem zal altijd leiden tot subjectieve keuzes. Dit is geen probleem zolang deze keuzes goed verantwoord worden; idealiter worden deze op papier verantwoord en uiteengezet. Voor een ontwerp op de schaal van Almere Oost is dit niet haalbaar: er moeten namelijk talloze keuzes gemaakt worden die vele mogelijke oplossingen hebben. Voor dit ontwerp wordt daarom uitgegaan van een plausibele oplossing. De gekozen indeling en maatregelen worden verantwoord, maar er wordt niet grondig op andere oplossingen ingegaan. Samenwerking met de faculteit van bouwkunde Bij het ontwerp van het watersysteem van Almere Oost wordt samengewerkt met Peter Minnema, student aan de faculteit van Bouwkunde. Peter studeert af op de vraag hoe stedelijke expansie in Almere, gebaseerd op watermanagement criteria, gerealiseerd kan worden, zodat de kwaliteit van levenscondities zal verbeteren. Hierbij wordt water als een leidend principe van het stedelijk ontwerp gebruikt. Zodoende wordt het project een combinatie van civiele techniek met landschappelijk en stedelijk ontwerp. Keuzes in het ontwerpproces zullen daardoor gebaseerd worden op zowel civiel technische als stedenbouwkundige aspecten. Voor alle ontwerpkeuzes geldt dat deze civieltechnisch gewaarborgd zijn. Opbouw van het rapport Het rapport bestaat uit zeven hoofdstukken. In hoofdstuk 1 wordt het kader voor het onderzoek uiteengezet. Hierin staan de principes, en de belangrijkste wetten en regels, die van toepassing zijn voor het te ontwerpen watersysteem. In hoofdstuk 2 wordt een gebiedsbeschrijving van het plangebied Almere Oost gegeven. In hoofdstuk 3 wordt de (water)balans van het plangebied opgemaakt. In hoofdstuk 4 wordt het ontwerp van het watersysteem uiteengezet. In hoofdstuk 5 wordt gekeken hoe water op wijken huisniveau in het nieuwe watersysteem geïntegreerd kan worden. Hoofdstuk 6 bekijkt hoe het ontwerp ingepast kan worden in de gemeentelijke plannen. De conclusies en aanbevelingen staan in hoofdstuk 7. 18


1 KADER In dit hoofdstuk wordt het kader voor het ontwerp van het watersysteem van Almere Oost geformuleerd op het vlak van duurzaamheid, robuustheid en beleidsregels. Paragraaf 1.1 geeft een inleiding over water in het stedelijk gebied. In paragraaf 1.2 worden diverse duurzaamheidsprincipes besproken. In paragraaf 1.3 wordt bekeken hoe duurzaamheid invloed heeft (gehad) op stedelijk water. In paragraaf 1.4 wordt bekeken welke vormen van robuustheid van belang zijn. Paragraaf 1.5 behandeld gidsprincipes die kunnen helpen bij het ontwerpen van een watersysteem. Paragraaf 1.6 behandeld de beleidsregels en wetten die van toepassing zijn op de waterhuishouding.

1.1 Water in het stedelijk gebied Water heeft altijd een belangrijke rol gespeeld binnen de stad, door de jaren heen is deze rol steeds verder uitgebreid. Zo werden de oudste steden gevormd op hoger gelegen gedeelten zoals dijken, dammen of terpen. De kern van de toekomstige stad kwam daardoor droog te liggen. Voorspoed en groei leidden tot een uitbereiding op de omliggende slappe grond, gewonnen uit veen, maar niet geschikt om zomaar op te bouwen. Nieuwe technieken waren nodig om deze gronden bewoonbaar te maken. De uitvinding van de windmolen leidde ertoe dat meren drooggemalen konden worden: de zogenaamde droogmakerijen. Tevens werd het mogelijk om stukken water te bedijken en vervolgens te bemalen. Zo is de meest recente polder, Zuidelijk Flevoland, geheel aangelegd door bedijking. 2 Ondanks moderne technieken is het bouwen in polders niet zonder problemen. Door inklinking, bodemdaling en de stijgende zeespiegel worden poldersteden steeds kwetsbaarder voor wateroverlast en overstromingen. In de polder wordt een polderpeil gehanteerd om te voorkomen dat laaggelegen delen onder water komen te staan. Door de lage ligging van de polder dient overtollig water door middel van een gemaal uit de polder naar de boezem gepompt te worden. Vroeger werd het wateroverschot zo snel mogelijk de polder uitgepompt en afgevoerd richting zee. Deze praktijk heeft tot gevolg dat benedenstrooms gelegen gebieden met het water worden opgescheept. Hierdoor wordt het probleem (wateroverlast) verplaatst naar de onderburen. Tegenwoordig geldt daarom voor neerslag het credo: opvangen, vasthouden en dan pas afvoeren. Dit betekent dat een gebied het overschot aan neerslag niet meer mag afwentelen op een naburig gebied. Een polder mag water dus niet zomaar lozen op een aangrenzende boezem. Water in de polder is niet alleen een last. Sterker nog, menigeen heeft er wat extra’s voor over om aan het water te kunnen wonen. In de loop der jaren zijn de functies van het watersysteem in de polder steeds verder tot een integraal geheel van oppervlakte-, gronden drinkwater verworden. In tabel 1 staan deze verschillende functies van het hedendaags watergebruik.

2

Hooimeijer et al. (2005)

19


Oppervlakte water Grondwater Drinkwater Berging (piek-, seizoenswater) Berging (piek-, seizoenswater) Huishoudwater aanvoer Waterafvoer Waterafvoer Drinkwater aanvoer Wateraanvoer, peilbeheer Wateraanvoer (industrie, huizen) Publieke gezondheid Transport, afbraak, inperken Transport, inperken, afbreken Industrieelwater aanvoer verontreinigingen verontreiniging Gebruik (sproeien, energie) Steun terrestrisch systeem Schoonmaakwater aanvoer Grondwaterbeheersing Onderhouden anaerobische grond Irrigatiewater aanvoer Steun ecosysteem Verminderen massa (korrel spanning) Bluswater Water gerelateerde recreatie Verminderen verzakking Grondwater voeding (lek) Stedelijk landschap Verminderen oxidatie (b.v. van veen) Scheiding (functies, gebieden) Culturele identiteit Wonen (op, in, boven) Tabel 1 Verschillende functies van oppervlakte water, grondwater en drinkwater.3

1.2 Duurzaamheid De rijksoverheid heeft Almere de opdracht gegeven om in 2030 door te groeien naar een stad met ongeveer 300.000 inwoners. Dit betekent een groei van 120.000 inwoners. Hiermee wordt Almere de vierde stad van Nederland, groter dan Utrecht. Door een weloverwogen aanpak kan de ontwikkeling van Almere plaatsvinden zonder dit ten koste te laten gaan van het milieu en de mogelijkheden voor toekomstige generaties. Twee principes worden in dit rapport gehanteerd die een leidraad vormen voor het ontwerp van het watersysteem van Almere Oost: “Cradle to Cradle” en “De Gesloten Stad”. Daarnaast wordt ook veel belang gehecht aan de robuustheid van het te ontwerpen systeem. 1.2.1 Waarden en normen Duurzaamheid kan uit verschillende oogpunten worden bekeken. Voor de één kan duurzaamheid betekenen dat een waterpartij zo wordt ingericht dat deze een aantrekkelijke uitstraling heeft waardoor een sociale ontmoetingsplek ontstaat. Voor de ander kan duurzaamheid betekenen dat de waterpartij bijdraagt aan de ecologische diversiteit of helpt bij de retentie van overvloedige neerslag. Binnen de benadering voor duurzaamheid bestaat er een spanningsveld tussen enerzijds mens en anderzijds de omgeving. Deze aspecten kunnen normatief benaderd worden waarbij duurzaamheid wordt uitgedrukt in normen. Duurzaamheid is echter vaak lastig vast te leggen in normen, aangezien de waarde die men eraan hecht subjectief kan zijn of moeilijk te meten is. Waarden zijn daarom tevens een mogelijkheid om duurzaamheid te benaderen. Deze genoemde aspecten kunnen uitgezet worden in een grafiek, zie figuur 1. De combinatie van deze aspecten leidt tot vier basis benaderingen in elk kwadrant van de grafiek: ratio, socio, capaciteit en ecologie.

3

Ven (2007)

20


Figuur 1 Vier basis benaderingen voor duurzaamheid.4

In de praktijk zal een civieltechnisch of stedenbouwkundig ontwerp een combinatie zijn van deze vier basisbenaderingen. In dit rapport zal duurzaamheid voornamelijk benaderd worden vanuit de rechterhelft van de grafiek: omgeving en milieu. Normen zullen verder de meeste invloed hebben op het ontwerp. Het gaat immers om een civiel technisch ontwerp dat getoetst dient te worden aan de normen van de maatschappij. Daarnaast eist de gemeente Almere dat het nieuwe gebied een hoge waarde krijgt waardoor het een aantrekkelijke vestigingsplaats wordt. Peter Minnema legt in zijn ontwerp voor Almere Oost meer nadruk op het menselijke deel van duurzaamheid (zie Inleiding). Leven met water Kenmerkend voor het gehele ontwerp zal de gewaarwording “leven met water” zijn. Nederland is als Delta het afvoerputje voor West-Europa. Neerslag die in het stroomgebied van de Maas en de Rijn ten afvoer komt, stroomt uiteindelijk door ons land naar de zee. Deze afvoer, gecombineerd met neerslag op een gebied dat grotendeels beneden zeeniveau ligt, vormt een grote uitdaging voor waterbeheerders. Het land wordt hierop zo goed mogelijk ingericht, maar tegen een bepaalde prijs en daardoor tot een bepaald niveau. Extreme situaties kunnen leiden tot het overschrijden van deze niveaus en daardoor zorgen voor wateroverlast. Door het gebied zo in te richten dat extreme neerslag minimale schade veroorzaakt kunnen kosten bespaard worden. Door de gevolgen van neerslag zichtbaar te maken, wordt de mens zich bewust van de omgeving waarin hij leeft. Dit kan in de vorm van peilfluctuaties maar ook door het vergroten of creëren van (tijdelijk) oppervlaktewater. Hevige buien mogen best resulteren in hoge waterstanden en beperkte wateroverlast, zolang dit geen noemenswaardige schade veroorzaak. Lage gebieden zullen ook vaker inunderen maar doordat deze hierop ingericht zijn mag dit geen grote problemen opleveren.

4

Ven et al. (2005)

21


1.2.2 Cradle to Cradle (C2C) “Niet minder slecht zijn, maar goed”, dat is de visie van de Amerikaanse architect William McDonough en de Duitse scheikundige Michael Braungart. Bij het ontwerpen zou volgens hen gestreefd moeten worden naar het voorzien van onze eigen noden én het voorzien van meer mogelijkheden voor de toekomstige generaties. Deze visie op duurzaamheid is in 2002 door hen uitgebracht in het boek “Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things”. De huidige methoden voor duurzame productontwikkeling richten zich op het beperken van de schadelijkheid van het product. Het product wordt hier gezien als de keten van ontstaan, gebruik en afdanking. Het “minder slecht maken” van het product bestaat uit het kiezen van schonere grondstoffen, het zuiniger maken van het product in gebruik, en het optimaliseren voor recycling. Dit kan gezien worden als ontwerpen van wieg tot graf. De centrale gedachte van de Cradle to Cradle (C2C, wieg tot wieg) filosofie daarentegen, is dat alle gebruikte materialen na hun leven in het ene product, nuttig kunnen worden ingezet in een ander product. Het verschil met conventioneel hergebruik is dat er geen kwaliteitsverlies is, en geen restproducten die alsnog gestort worden. Deze kringloop wordt verwoord onder het motto: “afval is voedsel”. Om in onze behoeften te voorzien hebben we technische grondstoffen nodig, zoals metalen, verdunners en andere stoffen, die inherent niet in een biologische cyclus terecht mogen komen. Enerzijds omdat het de biologische processen beschadigt, anderzijds omdat biologisch materiaal de kwaliteit van de technische grondstof vermindert. Om het principe “afval is voedsel” te laten functioneren, moeten zowel biologische als technische stoffen te scheiden zijn, en elk in een eigen cyclus worden herverwerkt.5 De vergaande consequentie van de C2C gedachte is dat consumeren niet slecht is, sterker nog, hoe meer er geconsumeerd wordt hoe beter. Immers, afval is voedsel, en iedere activiteit draagt bij aan een minstens even goede, zo niet betere, wereld. De Almere principles De Gemeente Almere heeft als speerpunt om van Almere een ecologische, sociale en duurzame stad te maken. Adri Duivestein, wethouder te Almere en William McDonough, één van de auteurs van het boek “Cradle to Cradle”, hebben voor deze doelstellingen “De Almere Principles” geschreven. Een inspirerend kader voor iedereen die in de komende decennia betrokken is bij het vormgeven van Almere tot een duurzame stad. De “Almere Principles” bestaan uit zeven uitgangspunten voor duurzame stedelijke ontwikkeling:6 1. Koester diversiteit Om de stad te verrijken, erkennen wij diversiteit als een bepalend kenmerk van robuuste ecologische, sociale en economische systemen. Door op ieder terrein diversiteit te waarderen en aan te moedigen, zal Almere gedijen als een stad die rijk is aan variatie.

5 6

http://www.wikipedia.org, mei 2008 McDonough et al. (2008)

22


2. Verbind plaats en context Om de stad te verbinden, zullen wij haar identiteit verankeren en versterken. De stad zal vanuit eigen kracht en tot wederzijds voordeel actieve relaties onderhouden met de haar omringende gemeenschappen in breedste zin. 3. Combineer stad en natuur Om de stad betekenis te geven, zullen wij bewust streven naar unieke en bestendige combinaties van het stedelijke en het natuurlijke weefsel, en naar een verhoogd besef van de menselijke verbondenheid met de natuur. 4. Anticipeer op verandering Om op de evolutie van de stad voort te bouwen, zullen wij een ruime mate van flexibiliteit en aanpasbaarheid in onze plannen en programma’s opnemen, en daarmee onvoorspelbare kansen voor toekomstige generaties mogelijk helpen maken. 5. Blijf innoveren Om de stad vooruit te brengen, zullen wij nieuwe en verbeterde processen, technologieën en infrastructuren aanmoedigen en experimenten en kennisuitwisseling ondersteunen. 6. Ontwerp gezonde systemen Om de stad te verduurzamen, zullen wij in onze stedelijke systemen C2C-oplossingen benutten, in het besef van de onderlinge afhankelijkheid van ecologische, sociale en economische gezondheid op ieder schaalniveau. 7. Mensen maken de stad Vanuit de erkenning dat burgers de drijvende kracht zijn in het maken, behouden en verduurzamen van de stad, ondersteunen wij hun streven om hun unieke mogelijkheden te verwezenlijken, met bezieling en waardigheid. 1.2.3 De Gesloten Stad De stad kan gezien worden als het centrum van zowel artificiële als natuurlijke stromen, zoals water, goederen, energie en afval. Dit is illustratief weergegeven in figuur 2. Het principe van de “Gesloten stad” streeft ernaar deze in- en uitgaande stromen zoveel mogelijk aan elkaar terug te koppelen. Door voor water, energie en afval een kringloop te creëren wordt het omliggende gebied minder belast en de afhankelijkheid verkleind. Minder stromen van en naar de stad betekent immers minder ontginning van grondstoffen en minder productie van afval.

23


Figuur 2 Stromen naar en uit de stad.7

Bij het ontwerpen van de kringlopen moet daarnaast gelet worden op het sociale en economische domein. De maatregelen mogen niet overmatig duur zijn of negatieve effecten hebben op de publieke gezondheid en samenhang. In- en uitgaande stromen verminderen door de stad overmatig te exploiteren is ook geen duurzame maatregel. De stromen volledig laten wegvallen is niet een strikt doel. Het startpunt is de negatieve invloeden van de stromen te beperken. Als er dus geen negatieve invloeden zijn, hoeven deze stromen niet verwijderd te worden.8 Het principe van de “Gesloten stad” past bij het nationale waterbeleid: Waterbeleid 21ste eeuw (WB21) (zie paragraaf 1.6.2). Deze richtlijn stelt dat een gebied zijn eigen broek moet ophouden: wateroverlast mag niet op andere gebieden afgewenteld worden. Tevens past deze strategie bij het C2C gedachtegoed. Immers, door het sluiten van de kringlopen worden de afvalproducten als voedsel hergebruikt. Het principe van de “Gesloten stad” gaat echter niet zo ver dat onbeperkt verbruik aangemoedigd wordt. Het totaal sluiten van de kringlopen wordt namelijk niet (economisch) mogelijk geacht. Hoewel de afhankelijkheid van de omgeving blijft bestaan kan de negatieve invloed echter wel beperkt worden. Het watersysteem heeft grote invloed op tal van stromen van en naar de stad. Voor de voedselproductie is bijvoorbeeld water nodig, net zoals water een belangrijke rol speelt in energiebesparende maatregelen, zoals bij warmte-/koude-opslag. In hoofdstuk 3 worden de stromen van en naar de stad gekwantificeerd zodat bekeken kan worden wat er nodig is om de kringlopen sluitend te krijgen. Concepten voor De Gesloten Stad Het watersysteem in “De Gesloten Stad” kan verschillende vormen aannemen. Uitgangspunt is dat neerslag de belangrijkste bron is voor de wateraanvoer van de stad.

7 8

Illustratie getekend door Rijerse, E., maart 2009 Graaf (2005)

24


In het geval van extreme droogte of neerslag kan er water uit of naar de omringende boezem worden gepompt. Om de kwaliteit van het infiltrerende omringende oppervlaktewater te verbeteren dient dit echter bij het inlaten gezuiverd te worden. Doordat neerslag de belangrijkste bron voor het watersysteem is moet regen zoveel mogelijk worden vastgehouden. Dit is mogelijk door het afkoppelen van het regenwatersysteem van het vuilwaterriool. Het afgekoppelde regenwater wordt geïnfiltreerd in de grond en opgeslagen in het gronden oppervlaktewater. Het bergend vermogen van het gebied dient hiervoor voldoende capaciteit te bieden. Door de infiltratie in de grond wordt het water gefilterd van eventuele verontreiniging. Onderzoek (Graaf 2005) heeft drie concepten opgeleverd die gebruikt kunnen worden voor het ontwerp van de “Gesloten Stad”: het ring-, meer- en kanaalconcept, zie figuur 3. Bij deze genoemde concepten wordt ervan uitgegaan dat de “Gesloten stad” op zichzelf staat.

Figuur 3 Gesloten stad concepten.9

9

Graaf (2005)

25


Ring concept Binnen het ringconcept zorgt een ringkanaal voor circulatie, en daardoor tevens voor natuurlijke zuivering, van het water door het stedelijk gebied. Afvalwaterzuivering en drinkwaterzuivering zijn hierbij aan het circulatiemodel toegevoegd en hebben een centrale werking. De afvalwaterzuivering is aan het begin van de circulatie gelegen, de drinkwaterzuivering aan het einde. Het pompstation is aan het einde van de circulatie gelegen om zo optimaal gebruik te maken van de natuurlijke zuivering van het oppervlakte water en negatieve invloeden op de omgeving te minimaliseren. Meer concept Een centraal meer wordt geconstrueerd als opvang en watervoorziening voor de stad. Het afgekoppelde regenwater wordt naar dit meer afgevoerd. Drinkwater- en afvalwaterzuivering vinden centraal plaats. Het centrale meer biedt mogelijkheden voor meervoudig watergebruik zoals wateropvang, recreatie en drijvend bouwen. Kanaal concept Circulatiestroming wordt op eenzelfde methode toegepast als in het ring concept. Het verschil zit in de waterzuivering, dat is in dit concept decentraal geregeld. Ieder huishouden, of groep van huishoudens, heeft zijn eigen individuele waterzuivering om afvalwater en regenwater te zuiveren. De consequentie hiervan is dat elk huis, of groep van huizen, moet grenzen aan het oppervlaktewater om water in te kunnen nemen. Het oppervlaktewater is immers de bron voor het huishouden. Daarom is er een lang kanaal nodig dat voor alle huizen een verbinding met het water mogelijk maakt. Een voordeel van dit concept is dat het “leven met water” gewaarwording van de bewoners vergroot. Toepasbaarheid Bovengenoemde concepten zijn opgesteld in de veronderstelling dat deze zelfvoorzienend moeten zijn op het gebied van afvalwater- en drinkwaterzuivering. Deze doelstelling is, zoals eerder uitgelegd, niet strikt. Het ontwerp moet namelijk ook in evenwicht zijn met sociale en financiële input. Elk concept heeft een zekere mate van toepasbaarheid voor een bepaald type van bouwen. Ruimte en afstanden zijn hierin een belangrijke factor. Een dichtbebouwde stadskern zal bijvoorbeeld geen ruimte hebben voor een kanaal systeem. Het ring concept past hier beter bij. Economisch zal het ook voordeliger zijn om de waterzuivering centraal te organiseren. In een ruim opgezet gebied, waar diffuus bouwen wordt toegepast, zal het kanaal concept wel een goede optie zijn. Het meer concept zou ook bij één of meerdere stadskernen toegepast kunnen worden, mits er voldoende ruimte aanwezig is om het meer te realiseren. Tabel 2 toont de belangrijkste verschillen tussen de zojuist behandelde concepten. Concept Ring Meer Kanaal

Stromings methode Circuleren Gemixt Circuleren

Zuiverings methode Centraal Centraal Decentraal

Toepassing Stadskern Stadskern(en) Diffuus bouwen

Tabel 2 Verschillen tussen “De Gesloten Stad” concepten

De drie concepten hebben mogelijk energie nodig om te functioneren. Op het gebied van duurzaamheid is dat niet ideaal. Circulatie dient daarom zoveel mogelijk bereikt te worden door gebruik te maken van natuurlijke processen zoals peilverschillen, wind en afstroming.

26


1.3 Waterbewuste stad Door de stedelijke ontwikkeling zien stedelijke watermanagers zich geconfronteerd met een toenemende complexiteit. Dit wordt onder andere veroorzaakt doordat de sociale verwachtingen toenemen en de natuurlijke bronnen hun limiet bereiken op het gebied van duurzame exploitatie. Gegeven de klimatologische veranderingen en de confrontatie van steden met de toenemende bevolking, is er een kritieke vraag naar strategische investeringen die voorzien in duurzame, lange termijn oplossingen.10 Brown et al. (2008) heeft, op basis van bevindingen in Australië, een stedelijk transitie raamwerk ontworpen op het gebied van watermanagement. Het raamwerk biedt een overzicht dat stedelijk watermanagers kan assisteren de onderdelen te identificeren die een duurzaam stedelijk waterbeheer mogelijk maken. Daarnaast kan het raamwerk ook gebruikt worden als meetlat om progressieve steden te herkennen die als voorbeeld kunnen dienen voor andere steden. Het raamwerk is uit het Engels naar het Nederlands vertaald (Figuur 4). Hierbij is enige waarde van het model verloren gegaan wegens het verschil in betekenis tussen Engelse en Nederlandse terminologie. Daarom wordt bij de onderstaande bespreking van het raamwerk de oorspronkelijke Engelse termen van de verschillende transitie fases genoemd. Cumulatieve Socio-Politieke Factoren Water toegang & veilgheid

Water voorziende stad

Hydraulica t.b.v. levering

Publieke gezondheid protectie

Gerioleerde stad

Gescheiden riolerings systeem

Sociale leefbaarheid, milieu bescherming

Inundatie bescherming

Gedraineerde stad

Drainage, kanalisatie

Waterwegen stad

Punt & diffuse vervuilings management

Grenzen aan natuurlijke bronnen

Water cyclische stad

Diverse, doelgerichte watervoorziening & instandhouding, bevordering van protectie van waterwegen

Intergenerationele rechtvaardigheid, weerstand tegen klimaat verandering Water bewuste stad

Adaptief, multifunctioneel infrastructureel & stedelijk ontwerp, versterkt water bewust gedrag & waardering

Service Bezorging Functies Figuur 4 Stedelijk watermanagement transitie raamwerk.11

Het raamwerk kenmerkt de stedelijke ontwikkeling door zes verschillende, doch cumulatieve, transitie fases. Deze fases worden doorlopen door steden die een verandering bejegenen richting een duurzame toekomst. De “Cumulatieve Socio-

10 11

Brown et al. (2008) Brown et al. (2008)

27


Politieke Factoren” reflecteren veranderingen in normen en regulaties op het hydrologisch sociale vlak, de “Service Bezorging Functies” representeren de cognitieve reactie. Hieronder zullen de verschillende fases van het stedelijk watermanagement transitie raamwerk besproken worden. Water voorziende stad De “water voorziende stad” (Water supply city) kenmerkt zich in het effectief voorzien in een veilige, schone watervoorziening voor een groeiende stad. Grote hydraulische installaties zorgen voor ongelimiteerde hoeveelheden drinkwater die tegen een lage prijs voor de gehele bevolking beschikbaar is. Gerioleerde stad De “gerioleerde stad” (sewered city) is ontstaan door problemen in de publieke gezondheid. De ontdekking dat facies verantwoordelijk zijn voor epidemische uitbraken van cholera en tyfus leidde tot het ontwerp van gecombineerde rioleringen. Tegenwoordig worden voornamelijk duurdere, gescheiden rioolstelsel aangelegd, om zo vervuilende overstorten op het oppervlaktewater te voorkomen. Gedraineerde stad De “gedraineerde stad” (drained city) staat voor een toegenomen welvaart waarin wateroverlast en schade geminimaliseerd wordt. Moderne technieken en modellen zorgen voor een snelle en efficiënte drainage van piekbuien naar ontvangende wateren. Hiervoor zijn vele drainerende buizen, sloten en kanalen nodig om het water snel af te kunnen voeren. Waterwegen stad De “waterwegen stad” (waterways city) breekt met het beleid van de voorgaande fases waarin het milieu geen stem heeft. In deze fase wordt overmatig gebruik en vervuiling van bronnen zoveel mogelijk voorkomen. Water wordt een integraal deel van de stedelijke planning met belangrijke visuele en recreatieve functies. Vervuiling wordt tegengegaan door het toepassen van rioolwaterzuiveringen en moerassen voor biofiltratie. Water cyclische stad De “water cylische stad” (water cycle city) is een reactie op de erkenning van het bestaan van limieten om de groeiende stad met traditionele bronnen van water te voorzien. Het reflecteert tevens op de groeiende vraag naar sociale, economische en ecologische duurzaamheid. Deze fase bestaat voornamelijk alleen nog op academisch niveau en sluit aan bij het principe van “De Gesloten Stad”. In deze fase wordt gezocht naar een doelgerichte watervoorziening van verschillende kwaliteiten (drinkwater, regenwater, oppervlaktewater, grijs water) voor de meest geschikte doeleinden (drinken, irrigatie, huishouden). Hierbij wordt ook gelet op de energie- en nutriënten- omloop die tevens leidt tot ecologisch stabiele wateren. Hoewel er op het vlak van duurzaamheid vooruitgang wordt geboekt gaat het deels ten koste van de robuustheid van de watervoorziening. Waterbewuste stad De “waterbewuste stad” (water sensitive city) bestaat nog nergens ter de wereld. Dit toekomstbeeld vergt een grote socio-technische revisie om tot een integratie te komen van normatieve waarden als: ecologisch herstel en protectie, veilige watervoorziening, overstromingsrisico, publieke gezondheid, leefbaarheid en economische duurzaamheid. Gemeenschappen worden gedreven door normatieve waarden betreffende het 28


beschermen van intergenerationele gelijkheid betreffende natuurlijke bronnen, ecologische integriteit, en terughoudendheid voor klimaat veranderingen. Technologie, infrastructuur en stedelijke vorm worden in deze fase divers en flexibel, ontworpen om duurzaamheid en de sociale samenleving te versterken.

1.4 Robuustheid Een systeem dient voldoende robuust ontworpen te worden om met onverwachte situaties om te gaan. Een situatie die niet vanzelfsprekend is maar wel kan gebeuren, wordt gedefinieerd met een mate van kwetsbaarheid. De kwetsbaarheid van een gebied of samenleving kan verminderd worden door de robuustheid te vergroten, voor het watersysteem in Almere Oost betekent dit: • • • •

Veilig tegen overstromingen en wateroverlast Voldoende oppervlaktewater Uitstekende waterkwaliteit Geen grondwateroverlast

Een belangrijk aspect van kwetsbaarheid is de capaciteit van een omgeving of samenleving om te anticiperen, weerstand te bieden en te herstellen van een onverwachte ramp. Deze kan veroorzaakt zijn door de natuur, mens of een combinatie van beiden. De kwetsbaarheid kan opgedeeld worden in vier componenten met een toenemende tijdshorizon:12 • • • •

Vermogen om te vóórkomen. Vermogen om te beperken/ reduceren. Vermogen om te herstellen. Vermogen om aan te passen/anticiperen,

Deze componenten zijn uiteengezet in een schade herhalingstijd grafiek in figuur 5. Alle capaciteiten kunnen ook tegelijkertijd in een gebied toegepast worden.

12

Graaf et al. (2006)

29


Figuur 5 De vier kwetsbaarheids componenten in een schade herhalingstijd grafiek.13

Vermogen om te vóórkomen Het vermogen om te vóórkomen heeft de kortste tijdshorizon. Het refereert naar het vermogen van een samenleving om weerstand te bieden tegen veel voorkomende scenario’s zonder dat er schade optreedt. Bijvoorbeeld het aanleggen van voldoende oppervlakte water om overstroming door overvloedige neerslag te voorkomen. Vermogen om te beperken/ reduceren Het vermogen om te beperken wordt van belang wanneer het vóórkomen een niet afdoende werking heeft. Enige schade zal optreden maar kan bij voldoende voortijdig genomen maatregelen beperkt blijven. Voorbeeld hiervan is de overstroming van een gebied, waarbij evacuatie van belang is en de aanwezigheid van hoog gelegen, droge gebieden. Dergelijke maatregelen vergroten het bewustzijn van de bevolking van het leven met water. Vermogen om te herstellen Het vermogen om te herstellen refereert naar de capaciteit van een samenleving om na een ramp te herstellen. Dit zal voor een groot deel afhankelijk zijn van de aanwezige financiële, sociale, institutionele en technische middelen om de herstelwerkzaamheden uit te voeren. De aanwezigheid van een watervoorziening uit meerdere bronnen kan bijvoorbeeld een middel zijn om het vermogen om te herstellen, te vergroten. Vermogen om aan te passen/anticiperen Het vermogen om aan te passen of anticiperen, refereert naar de capaciteit van een samenleving om zich aan te passen aan toekomstige onzekere verwachtingen. Dit is van toepassing op het moment dat beperken en herstellen van de schade niet meer mogelijk is, de tijdshorizon hiervan is lang. Ondanks dat een systeem in eerste instantie goed functioneert, bedreigen ontwikkelingen het functioneren. Voorbeelden hiervan zijn zowel natuurlijk als menselijk zoals klimaatveranderingen, kwelverandering, bodemdaling en verandering in landgebruik. De exacte omvang en oorzaak van veranderingen zijn vaak

13

De Graaf et al. (2006)

30


niet bekend. Het anticiperen op dergelijke veranderingen is dan ook erg lastig, mede door de sociale onenigheid omtrent ontwikkeling, problemen en oplossingen.

1.5 Gidsprincipes Het (her)inrichten van een gebied kan volgens diverse criteria plaatsvinden. Telkens wordt de ontwerper voor de keus gesteld om een richting in het ontwerproces te kiezen. Hierbij is het van belang dat hoofdlijnen worden uitgezet waar de ontwerper zich aan dient te houden. Op dit vlak zijn in voorgaande projecten tal van ervaringen opgedaan die zeer nuttig kunnen zijn voor nieuwe ontwerpen. Om dit te ondersteunen biedt de gidsprincipe-benadering een gereedschapskist met ontwerpprincipes en conceptuele modellen. 14 Vijf gidsprincipes geven de zoekrichting van het ontwerpproces aan. In de hieruit voortkomende gidsmodellen zijn ervaringen van eerdere projecten samengebracht in eenvoudige schema’s, die kansrijke combinaties voorstellen van ingrepen die in vergelijkbare situaties succesvol zijn gebleken. Met behulp van deze gereedschappen kunnen oplossingen ontwikkeld worden die passen bij de lokale situatie en bij de opgave van het moment. De vijf gidsprincipes zijn als volgt: 1. Schoon houden en vasthouden van water. Schoon water mag niet verontreinigd worden waardoor het gezuiverd moet worden. Het vasthouden van water heeft prioriteit boven het snel afvoeren en wederom inlaten. 2. Water van schoon naar belast laten stromen. Schoon water mag niet met verontreinigd water worden vermengd. 3. Met water de identiteit van stad en streek zichtbaar laten worden door gebruik te maken van de lokale hydrologie (berging, schone bronnen). Door de eerste principes af te stemmen op de lokale potenties kan water zichtbaar bijdragen aan de identiteit van stedelijke en landelijke gebieden. 4. Water invoeren als ordenend principe bij ruimtelijke plannen en bij wijkbeheer. Door water niet volgend maar ordenend te maken kunnen in ontwerp en beheer betere voorwaarden geschapen worden voor de kwaliteit van de openbare ruimte. Water kan van last tot lust worden. 5. Leren van innovatieve voorbeeldprojecten. Door het realiseren van voorbeeldplannen kan geleerd worden welke water gerelateerde oplossingen passen bij welke situatie. De vijf algemene gidsprincipes leiden naar specifieke gidsmodellen die de zoekrichting aangeven voor plannen in verschillende delen van Almere Oost. De meest toepasbare modellen voor de situatie van Almere Oost, oplopend in schaalgrootte, zijn: het vertragingsmodel, het circulatiemodel en het schakelmodel. Het Vertragingsmodel In dit model wordt het principe ‘schoonhouden en vasthouden’ toegepast met behulp van technische en ruimtelijke maatregelen. Het afstromende regenwater wordt vertraagd en is afgekoppeld van het afvalwaterriool. Het model past bij dichtbebouwde wijken met nauwelijks oppervlaktewater.

14

Tjallingii (2004)

31


Figuur 6 Het vertragingsmodel.

Het Circulatiemodel Het circulatiemodel is toepasbaar voor stads- of gebiedsdelen waarin wijken met veel openbare ruimte en een eigen oppervlaktewatersysteem voorkomen. In een dergelijke situatie kan een circulatie van het oppervlaktewater ingevoerd worden. Het water passeert hierbij een zuiverend riet- of biezenveld (helofytenfilter). In de winter wordt zoveel water vastgehouden dat de inlaat van boezemwater in de zomer overbodig wordt. Deze seizoensberging kan eventueel plaatsvinden in plassen aan de rand van de stad. Ook piekberging hoort bij het systeem. Het vertragingsmodel is binnen dit model toepasbaar.

Figuur 7 Het circulatiemodel.

Het Schakelmodel Dit model is bedoeld voor het regionale niveau. Het circulatiemodel op wijkniveau is hier één van de schakels. Andere schakels zijn natuur-, recreatie- en landbouwgebieden. Bij de parallel en serieschakelingen wordt het stromingsprincipe ‘van schoon naar belast’ gehanteerd. Water stroomt van natuur via recreatie naar wonen en uiteindelijk naar landbouw. Het benutten van de lokale hydrologie is van belang bij het maken van plannen volgens dit gidsprincipe.

Figuur 8 Het schakelmodel.

32


Minimalisering van het leidingwerk De Gidsprincipes van Tjallingi gaan beperkt in op de manier waarop water getransporteerd kan worden op wijkniveau. Het vertragingsmodel geeft aan dat afstromend regenwater geïnfiltreerd dient te worden. Drinkwater/ en afvalwaterleidingen worden buiten beschouwing gelaten. Deze leidingen zijn echter kostbaar in aanleg en vergen veel onderhoud. Het gebruik van leidingen voor aan- en afvoer van water kan deels voorkomen worden. Hiervoor is een aanpak van belang waarbij het gehele watersysteem, zowel buiten als in het huis, integraal ontworpen wordt. Onmisbaar hierbij zijn zaken als: scheiding aan de bron en gebruik maken van natuurlijke processen zoals: regenwater, grondwater, oppervlaktewater en de zuiverende werking van het ecosysteem. Uiteindelijk moet dit leidden tot een minimaal aantal leidingen, zowel in lengte als in diameter.

1.6 Watermanagement beleid De ontwikkelingen en eisen op het gebied van waterbeheer zijn primair een bestuurlijke opgave, opgelegd vanuit een maatschappelijke behoefte. Onze bestuurders van waterschappen en gemeenten bepalen hoe die maatschappelijke behoeften worden vertaald naar richtingen en randvoorwaarden voor de technische afdelingen van hun organisaties, en naar eisen die worden gesteld in vergunningen en in contracten met burgers en bedrijven. Die afspraken worden op gemeentelijk niveau vastgelegd in onder andere stedelijke waterplannen, bestemmingsplannen en structuurvisies.15 Op hoofdlijnen regisseren Europa en de rijksoverheid de ontwikkelingen, de rijksoverheid stuurt deze zo nodig bij via beleidsplannen. De belangrijkste richtlijnen die van toepassing zijn voor het watersysteem van Almere Oost worden hieronder genoemd. 1.6.1 Internationaal beleid Van de Europese Unie uit zijn enkele richtlijnen opgesteld die van belang zijn voor het Nederlandse waterbeheer. Kaderrichtlijn water (KRW) Om de waterkwaliteit in Europa te waarborgen is, in 2000, de Europese Kaderrichtlijn Water van kracht geworden. De KRW eist dat de ecologische en chemische toestand van het oppervlakte- en grondwater een goede kwaliteit weerspiegelt. Om de doelstellingen te behalen schrijft de KRW een werkwijze voor die per stroomgebied wordt vastgelegd in een Stroomgebiedbeheerplan. Bij de ecologische doelstellingen voor oppervlaktewateren maakt de KRW een onderscheid tussen natuurlijke, sterk veranderde en kunstmatige wateren. Voor natuurlijke wateren wordt gestreefd naar een goede ecologische toestand (GET), voor kunstmatige en sterk veranderde wateren naar een goed ecologisch potentieel (GEP). De chemische toestand van oppervlaktewater is goed als voldaan wordt aan de grenswaarden van de Gevaarlijke-stoffenrichtlijn en aan nieuw te stellen grenswaarden voor prioritaire stoffen. Voor grondwaterlichamen houdt de goede watertoestand een goede chemische toestand en een goede kwantitatieve toestand in. De chemische toestand is goed als er geen

15

Ven (2008C)

33


effecten zijn van zout en andere intrusies, als er geen significante effecten zijn op de toestand van het oppervlaktewater, en als voldaan wordt aan nieuw te stellen kwaliteitsnormen. De kwantitatieve toestand is goed als de gemiddelde jaarlijkse onttrekking de aanvulling niet overschrijdt.16 Gevaarlijke stoffenrichtlijn In de gevaarlijke stoffenrichtlijn zijn emissiegrenswaarden gesteld aan stoffen die de waterkwaliteit kunnen schaden. Afhankelijk van de mate van schadelijke werking zijn de stoffen ingedeeld op de grijze of zwarte lijst. De zwarte-lijststoffen zijn gevaarlijke stoffen die zijn gekozen op basis van hun toxiciteit, persistentie en bio-accumulatie. Lozingen van deze stoffen moeten op termijn geheel worden beëindigd. De grijze-lijststoffen zijn stoffen die een schadelijke werking op het water hebben, maar die schadelijke werking kan beperkt zijn tot een bepaald gebied en kan afhangen van de kenmerken van de ontvangende wateren en de plaats daarvan. De verontreiniging met grijze-lijststoffen moet worden beperkt.17 Prioritaire stoffenrichtlijn Op 2 februari 2009 is de nieuwe Europese richtlijn prioritaire stoffen in werking getreden. Lidstaten hebben 1,5 jaar de tijd om de wet te implementeren. Deze richtlijn, behorende bij de KRW, zal de gevaarlijke stoffenrichtlijn uiteindelijk vervangen. In de richtlijn zijn 33 stoffen opgenomen die een bedreiging vormen voor het aquatisch milieu. Bij vervuiling van het oppervlakte water met deze stoffen treden effecten op als: acute en chronische toxiciteit voor in het water levende organismen, accumulatie in het ecosysteem en verlies van habitats en biodiversiteit, en vormt tevens een bedreiging voor de gezondheid van de mens.18 Wet verontreiniging oppervlaktewateren (WVO) Het oppervlaktewaterkwaliteitsbeheer is grotendeels geregeld in de Wet verontreiniging oppervlaktewateren (WVO). Hierin staan regels voor lozingen en de zuivering van stedelijk afvalwater. De kern van de WVO is: “Het is verboden zonder vergunning met behulp van een werk afvalstoffen, verontreinigende of schadelijke stoffen, in welke vorm ook, te brengen in oppervlaktewateren.” 19 Zwemwaterrichtlijn De Zwemwaterrichtlijn heeft als doel de bescherming van het milieu en de volksgezondheid, door de vermindering van verontreiniging van het zwemwater en de bescherming daarvan tegen verdere kwaliteitsvermindering. De richtlijn definieert zwemwater als oppervlaktewater waar, naar verwachting van de bevoegde autoriteit, een groot aantal mensen zal zwemmen en waar zwemmen niet permanent verboden is of waarvoor geen permanent negatief zwemadvies bestaat. In 2006 is de nieuwe zwemwaterrichtlijn in werking getreden. Deze stelt dat de zwemwaterkwaliteit wordt vastgesteld aan de hand van twee soorten bacteriën: Intestinale enterokokken en Escherichia coli. De zwemwateren worden ingedeeld in de categorieën ‘uitstekend’, ‘goed’, ‘aanvaardbaar’ en ‘slecht’. Tabel 3 vermeldt de bij de categorieën behorende kwaliteitseisen voor binnenwateren.

16

Mostert (2008) Mostert (2008) 18 www.kaderrichtlijnwater.nl, maart 2009 19 Rijswick et al. (2008) 17

34


Parameter Intestinale enterokokken (kve/100 ml) Escherichia Coli (kve/100 ml)

Uitstekende kwaliteit 200 (*)

Goede kwaliteit 400 (*)

Aanvaardbare kwaliteit 330 (**)

500 (*)

1000 (*)

900 (**)

(*) Gebaseerd op een beoordeling van het 95-percentiel. (**) Gebaseerd op een beoordeling van het 90-percentiel. kve = kolonie vormende eenheden (kweekgetal) = aantal micro organismen (bacteriën) Tabel 3 Kwaliteitseisen van de zwemwaterrichtlijn voor binnenwateren.20

Naast bacteriën vormt de proliferatie van de cyanobacterie een potentiële bedreiging voor de zwemwaterkwaliteit. De richtlijn stelt dat bij de ophoping van cyanobacteriën in de vorm van bloei, tapijt of drijflaag passende beheersmaatregelen genomen moeten worden.21 Grondwaterrichtlijn Met het oog op de bescherming van grondwaterbronnen heeft de Grondwaterrichtlijn de vermindering van de verontreiniging van grondwater als doel. Eén van de doelstellingen is de “bescherming tegen kwalitatieve achteruitgang”. De lidstaten zijn verplicht alle noodzakelijke maatregelen te nemen om uitspoeling van gevaarlijke stoffen te voorkomen of te beperken.22 Hoogwaterrichtlijn Volgens de Hoogwaterrichtlijn moeten de EU-lidstaten vóór eind 2015 overstromingsrisicobeoordelingen maken en moet worden vastgesteld in hoeverre het potentiële overstromingsrisico significant is. Indien sprake is van een potentieel significant overstromingsrisico, dan moeten voor dit gebied overstromingsrisicokaarten en beheerplannen worden opgesteld. De plannen dienen op stroomgebiedniveau te worden gemaakt, dus in veel gevallen door een aantal lidstaten gezamenlijk. Belangrijke elementen van de Hoogwaterrichtlijn zijn het nauw verbonden niet-afwentelingsbeginsel en het solidariteitsprincipe.23 24 Natura 2000 gebieden (Vogel- en Habitatrichtlijn) Om de Europese natuur te beschermen is een Europees ecologisch netwerk tot stand gebracht: Natura 2000. Dit netwerk vormt de basis van het beleid van de EU voor het behoud en herstel van de biodiversiteit. In Nederland omvat het alle gebieden die beschermd zijn op grond van de Vogelrichtlijn (1979) en Habitatrichtlijn(1992). Voor activiteiten of projecten die schadelijk zijn voor de beschermde natuur geldt een vergunningplicht. In de directe omgeving van het plangebied van Almere Oost liggen enkele Natura 2000 gebieden: Lepelaarplassen, Gooimeer, Markermeer en IJmeer.25

20

Richtlijn 2006/7/EG (2006) Rijswick et al. (2008) 22 http://www.skbodem.nl, juli 2008 23 Waterschap Zuiderzeeland (2007) 24 http://www.europadecentraal.nl, juni 2008 25 Waterschap Zuiderzeeland (2007) 21

35


1.6.2 Nationaal beleid In Nederland berust de verantwoordelijkheid voor de verschillende elementen van het stedelijk watersysteem bij verschillende partijen. In Flevoland wordt de riolering onderhouden door de gemeente. Dijken, watergangen (sloten, tochten en vaarten), gemalen en waterzuiveringen worden onderhouden door het Waterschap Zuiderzeeland.26 De kwaliteit van het oppervlaktewater valt ook onder de verantwoording van het Waterschap. Hieronder volgen enkele belangrijke wetten en richtlijnen voor het Nationale beleid. Waterbeleid 21ste eeuw (WB21) “Meer ruimte voor water en niet afwentelen”, dat zijn de centrale uitgangspunten van de startovereenkomst Waterbeheer 21ste eeuw. Een overeenkomst tussen: Interprovinciaal Overleg, Unie van Waterschappen en Vereniging van Nederlandse Gemeenten. Het WB21 schrijft voor: “Om problemen niet af te wentelen op de omgeving is voldoende bergingscapaciteit nodig in het oppervlaktewatersysteem binnen de stad in combinatie met infiltratie in de bodem. Voor een meer sluitende waterbalans is een oppervlaktewaterpercentage van circa tien nodig. Voor een gesloten systeem zonder afwenteling , inclusief variërend peilbeheer en biologische zelfreiniging, is circa twintig procent nodig, deels buiten de directe bebouwing.” 27 Nationaal Bestuursakkoord Water (NBW) Het Nationaal Bestuursakkoord Water (NBW) is een voortvloeisel van het WB21. Het heeft tot doel om in de periode tot 2015 het watersysteem in Nederland op orde te brengen en te houden. Vastgesteld wordt dat op de verwachte zeespiegelstijging, bodemdaling en klimaatverandering tijdelijk geanticipeerd dient te worden. Uitgangspunt hierbij is dat problemen in een bepaald gebied niet worden afgewenteld op de omgeving. De aanpak vindt plaats per stroomgbied waarbij wordt gewerkt in de voorkeursvolgorde van eerst vasthouden, dan bergen en in laatste instantie afvoeren van overtollig water of aanvoeren ingeval van watertekort. Voor de aanpak van waterkwaliteit is deze volgorde: schoonhouden, scheiden en tenslotte zuiveren van waterstromen.28 In het NBW zijn werknormen voor wateroverlast opgesteld waar de watersystemen aan moeten voldoen. De wateroverlastnormen zijn gedefinieerd als een toelaatbaar jaarlijks risico voor inundatie vanuit de watergangen. Het Waterschap Zuiderzeeland heeft deze normen gedeeltelijk overgenomen en verder verscherpt (tabel 4). Voorts geldt voor stedelijk gebied een maximale afvoer van 1,5 l s-1 ha-1, zodat wateroverlast niet wordt afgewenteld naar omringend gebied.29 Landgebruiktype Agrarisch gebied (alle agrarische functies) Bebouwd gebied

Flevolandse norm (1/jr) Minimaal 1/50, gemiddeld 1/80 per deelgebied 1/100

Tabel 4 Flevolandse wateroverlastnormen.30

26

Waterschap Zuiderzeeland (2007) Commissie waterbeheer 21ste eeuw (2000) 28 Het Nationaal Bestuursakkoord Water (2003) 29 Brouwer (2008) 30 Waterschap Zuiderzeeland (2007) 27

36


Voor natuurgebieden zijn geen normen voor het voorkomen van wateroverlast opgesteld. Het peilbeheer wordt afgestemd op de wensen en eisen per natuurgebied, waarbij ook wordt gekeken welke peilstijgingen in extreme situaties acceptabel zijn. Natuurgebieden moeten voldoen aan de maximaal toegestane afvoer van 1,5 l-1 s-1 ha-1 bij een herhalingskans van honderd jaar en waar mogelijk wordt de afvoer verder beperkt. De Watertoets Om de doorvertaling van de doelstellingen uit het waterbeleid van de verschillende bestuurslagen in alle relevante waterhuishoudkundige, ruimtelijke plannen en besluiten te borgen, is de Watertoets ontwikkeld. De watertoets is het hele proces van vroegtijdig informeren, adviseren, afwegen en uiteindelijk beoordelen van waterhuishoudkundige aspecten in ruimtelijke plannen en besluiten. Volgens de watertoets dienen overheden die een ruimtelijk plan of besluit voorbereiden in een vroegtijdig stadium contact op te nemen met de waterbeheerder en advies te vragen over de gevolgen ervan voor het waterkundig systeem. Indien de initiatiefnemer wenst af te wijken van het advies dan dient zij dit in het plan/besluit te beargumenteren.31 Wateropgave De wateropgave staat voor de hoeveelheid water waarvoor ruimte binnen het watersysteem moet worden gezocht om aan de eisen van het NBW te voldoen. In het NBW is afgesproken dat de waterschappen de wateropgave voor hun totale gebied opstellen. Het Waterschap Zuiderzeeland heeft, in lijn met het NBW, voor de volgende aanpak van de wateropgave gekozen:32 1. Opgaven oplossen door meekoppelen met ruimtelijke ontwikkelingen. 2. Indien dat niet kostenefficiënt is of niet mogelijk blijkt, kunnen technische maatregelen in het watersysteem worden uitgevoerd door het waterschap. 3. Als ook dat niet kostenefficiënt blijkt, moet in overleg met de provincie en betrokken partijen gezocht worden naar de mogelijkheden voor normaanpassing. 4. Als geen van de genoemde oplossingen haalbaar of kostenefficiënt is, kan tenslotte de mogelijkheid van schade-uitbetaling worden onderzocht. Gewenst Grond- en Oppervlaktewater Regime (GGOR) De afweging van maatregelen voor het waterbeheer en de koppeling tussen waterhuishouding en ruimtelijke ordening worden uitgewerkt in het gewenste gronden oppervlaktewaterregime (GGOR). In het NBW is vastgelegd dat de provincie voor het GGOR de kaders stelt en het waterschap vóór 2010 het GGOR uitwerkt. Waterbeheersdoelstellingen en beheersmaatregelen voor peilbeheer, grondwaterbeheer, kwalitatief en kwantitatief beheer worden in het GGOR geprioriteerd. Waterwet In de Waterwet worden bestaande wetten voor het waterbeheer in Nederland vervangen door één Waterwet. Deze nieuwe wet is in maart 2008 door de Tweede Kamer aangenomen en treedt naar verwachting in 2009 in werking. De Waterwet regelt het beheer van oppervlaktewater en grondwater. Hierdoor zullen waterschappen, gemeenten en provincies beter in staat zijn wateroverlast, waterschaarste en watervervuiling tegen te

31 32

Werkgroep Watertoets (2003) Waterschap Zuiderzeeland (2007)

37


gaan. De wet voorziet in de toekenning van functies voor het gebruik van water. Op basis van die functies worden eisen gesteld aan de kwaliteit en de inrichting van het water. Ook verbetert het de samenhang tussen waterbeleid en ruimtelijke ordening.33 Drinkwaterwet Naar verwachting zal dit jaar de drinkwaterwet van kracht worden die de huidige Waterleidingwet zal vervangen. De Drinkwaterwet omvat regels en kaders voor een duurzame veiligstelling van de drinkwatervoorziening. Daarbij staan een hoge kwaliteit van het drinkwater en de leveringszekerheid voorop. In de nieuwe drinkwaterwet valt huishoudwater onder de term drinkwater. Drinkwater is als volgt gedefinieerd: “water bestemd of mede bestemd om te drinken, te koken of voedsel te bereiden dan wel andere huishoudelijke doeleinden, met uitzondering van warm tapwater, dat door middel van leidingen ter beschikking wordt gesteld aan consumenten of andere afnemers”. Volgens de Drinkwaterwet heeft de eigenaar van een drinkwaterbedrijf de plicht drinkwater te leveren dat voldoet aan bepaalde eisen. Huishoudwater, niet geleverd door een drinkwaterbedrijf, hoeft niet aan dezelfde eisen te voldoen.34 Nationaal Waterplan Het ontwerp Nationaal Waterplan is de opvolger van de Vierde Nota Waterhuishouding uit 1998 en vervangt alle voorgaande Nota’s Waterhuishouding. Het Nationaal Waterplan beschrijft de hoofdlijnen van het nationale waterbeleid en zal naar verwachting in 2009 in werking treden. Belangrijke onderdelen van het Nationaal Waterplan zijn het nieuwe beleid op het gebied van waterveiligheid, het beleid voor het IJsselmeergebied, het Noordzeebeleid en de Stroomgebiedbeheerplannen op grond van de KRW. Tevens bevat het Nationaal Waterplan een eerste beleidsmatige uitwerking van de kabinetsreactie op het advies van de Deltacommissie.35

33

http://www.verkeerenwaterstaat.nl, oktober 2008 Berg et al.(2008) 35 http://www.verkeerenwaterstaat.nl, januari 2009 34

38


2 GEBIEDSBESCHRIJVING In dit hoofdstuk wordt het plangebied Almere Oost en omgeving beschreven. Allereerst wordt het watersysteem in de Flevolpolder beschreven, gevolgd door een beschrijving van het plangebied. Achtereenvolgens komen de drinkwatervoorziening, afvalwaterzuivering, geohydrologie en waterkwaliteit aan bod.

2.1 De provincie Flevoland De provincie Flevoland bestaat uit de Noordoostpolder, Oostelijk- en Zuidelijk Flevoland, alle ontstaan door drooglegging van delen van de voormalige Zuiderzee. Oostelijk en Zuidelijk Flevoland zijn drooggelegd in respectievelijk 1957 en 1968 en vormen een aaneengesloten polder. Almere bevindt zich in Zuidelijk Flevoland en is met ruim 180.000 inwoners de grootste stad van de provincie. Het bestaande watersysteem in Zuidelijk- en Oostelijk Flevoland Het watersysteem in Zuidelijk- en Oostelijk Flevoland maakt deel uit van het Rijnstroomgebied en valt onder de verantwoordelijkheid van het waterschap Zuiderzeeland. Het systeem bestaat grotendeels uit twee peilvlakken: de Hoge- en de Lage Afdeling. De Hoge Afdeling watert af op de Hoge Vaart en heeft een relatief goede waterkwaliteit. De Lage Afdeling watert af op de Lage Vaart en heeft een relatief slechte water kwaliteit (zie tabel 5 en figuur 9). Daarnaast zijn er nog een aantal kleinere peilvlakken die gestuwd zijn. Het systeem is totaal omgeven door enerzijds het IJsselmeer en Markermeer en anderzijds de randmeren. Figuur 9 geeft het watersysteem van de polder weer met de zomerpeilen ten opzichte van NAP. In figuur 10 staat de grondwaterstand ten opzichte van het maaiveld voor de polder weergegeven. Deze grondwaterstand is geldig voor het groeiseizoen (1 april tot 30 september). Peilvlak

Vaart

Hoge Afdeling Lage Afdeling

Hoge Vaart Lage Vaart

Streefpeil (m) -5.20 -6.20

Oppervlakte (ha) 39.652 57.644

Tabel 5 De twee grote peilvlakken: de Hoge- en Lage Afdeling.

39

Deel

Waterkwaliteit

Oostelijk Westelijk

Goed Slecht


Figuur 9 Het watersysteem met gemalen.36

Figuur 10 Gemiddelde grondwaterstand in het groeiseizoen (1 april – 30 september) ten opzichte van het maaiveld in cm.37

Het watersysteem van de polder is ontworpen om grote hoeveelheden water uit de polder te kunnen pompen. De gemiddelde afvoercapaciteit is 1,5 l s-1 ha-1. Vier pompstations zorgen ervoor dat er 11 tot 18 mm water per dag uit de polder gepompt

36 37

Brouwer (2008) Bastiaanssen et al. (2005)

40


kan worden. Tabel 6 vermeldt het vermogen per gemaal. Jaarlijks wordt er gemiddeld 685 mm per oppervlakte-eenheid uit de polder gemalen.38 Gemaal

Vaart

Blocq van Kuffelaar (Hoog) Blocq van Kuffelaar (Laag) Colijn (Hoog) Colijn (Laag) Lovink Wortman

Hoge Vaart Lage Vaart Hoge Vaart Lage Vaart Hoge Vaart Lage Vaart

Vermogen (m3 min-1) 1700 1400 580 1000 1160 2000

Tabel 6 De capaciteit per gemaal.

Het landelijke Zuidelijk- en Oostelijk Flevoland kent een relatief klein percentage open water, ongeveer 1%.39 De norm voor de drooglegging in dit gebied is 1,20 m. Het percentage open water in de steden ligt rond de 6%, hier is de drooglegging is afhankelijk van de bouwwijze, drainage en riolering. Voor primaire wegen geldt een norm van 1,15 m.40

2.2 Het plangebied Almere Oost Het plangebied Almere Oost ligt ten Zuiden van Almere stad (zie figuur 11) en beslaat een oppervlakte van ongeveer 7000 ha. Het huidige grondgebruik bestaat voornamelijk uit akkerbouw. Ten Oosten van Almere Oost is een nieuw aan te leggen natuur- en recreatiegebied gepland: het Oostvaarderswold. Deze strook van 2 km breed en 11 km lengte gaat een verbindingszone vormen tussen de natuurgebieden Oostvaardersplassen en Hosterwold.

Figuur 11 Locatie Almere Oost en Oostvaarderswold. De rode vlek is Almere Oost, de blauwe strook ten Oosten van Almere Oost is het Oostvaarderswold.41

Het bestaande watersysteem in het plangebied Het gebied Almere Oost ligt grotendeels in de Lage Afdeling en staat in open verbinding met de Lage Vaart (NAP -6,20 m). Het zuidwestelijke deel ligt in de Hoge Afdeling en

38

Waterschap Zuiderzeeland (2007) Schultz (1992), blz 165 40 Brouwer (2008) 41 www.maps.google.nl 39

41


staat in open verbinding met de Hoge Vaart (NAP –5,20 m). Langs de Randmeren liggen nog enkele gestuwde panden met een hoger peil dan de Hoge Afdeling, deze wateren uiteindelijk af op de Hoge Vaart.42

Lage Vaart

Hoge Vaart

Figuur 12 De Hoge- en Lage Vaart rondom het plangebied.43

De huidige maaiveldligging is het resultaat van de maaiveldligging bij droogmaking van de polder en de sindsdien opgetreden zettingen (zie paragraaf 2.5.2 ) De huidige maaiveldligging varieert tussen NAP - 5 m en NAP - 3 m, deze is weergegeven in figuur 13. De lagere gebieden bevinden zich voornamelijk in het noorden, de hogere gebieden bevinden zich langs de randmeren bij de gestuwde panden.

Figuur 13 Maaiveldhoogte van het plangebied in m NAP (2008).44

42

Brouwer (2008) Minnema (2008) 44 Hounjet (2008) 43

42


2.3 Drinkwater Het Flevolandse drinkwater wordt gewonnen uit het derde watervoerende pakket op 100 tot 225 m diepte in Zuidelijk en Oostelijk Flevoland. Door de goede kwaliteit kan dit water redelijk eenvoudig worden gezuiverd tot drinkwater. Het grondwater wordt deels gebruikt voor nuttiging binnen de provincie en deels geëxporteerd. Voor de eerstkomende decennia beschikken Oostelijk en Zuidelijk Flevoland over voldoende grondwater om in de drinkwaterbehoefte te kunnen voorzien, ook bij de maximale groeitaakstelling. In tabel 7 staan de ontrokken hoeveelheden grondwater in het jaar 2000 en de voorspelde hoeveelheden voor 2010, 2020 en 2030. Jaar 2000 2010 2020 2030

Grondwater onttrekking (106 m3) 18,5 21,5 25,0 28,5

Tabel 7 Onttrokken grondwater in Flevoland (m3) voor de drinkwatervoorziening.45

In figuur 14 is de locatie van het grondwaterbescherming en –reservering gebied aangegeven. Voor dit gebied geldt tevens een boringverbod, hier mag niet dieper geboord worden dan 10, 20, 30 of 40 m onder maaiveld. Het Flevolandse drinkwaterbeleid is gebaseerd op twee duurzaamheiddefinities: •

•

45

Een duurzame drinkwatervoorziening voldoet aan de wettelijke kwaliteitseisen, levert continu voldoende water, heeft bronnen en een infrastructuur die langdurig kunnen worden gebruikt, staat zo min mogelijk bloot aan externe risico's, heeft aanvaardbare effecten op de omgeving en heeft een goed beschermbare grondstof. De duurzaam winbare hoeveelheid zoet grondwater is de hoeveelheid waarbij, als gevolg van grondwateronttrekkingen, ook op lange termijn de voorraad zoet grondwater niet kleiner wordt, geen verzilting van de voorraad optreedt en geen onaanvaardbare effecten op de omgeving worden veroorzaakt.

Provincie Flevoland (2005), blz 22

43


Figuur 14 Grondwaterbescherming en –reservering .46 Boringsvrije zone Zuidelijk Flevoland tevens reservering t.b.v. openbare drinkwatervoorziening Grondwaterbescherming en -reservering: Waterwingebieden Grondwaterbescherming en -reservering: Beschermingsgebieden

2.4 Afvalwaterzuivering Het inzamelen, transporteren en zuiveren van afvalwater is een gedeelde verantwoordelijkheid van gemeenten en het waterschap. Gemeenten zamelen het afvalwater van woningen en bedrijven in en transporteren dit via het gemeentelijke rioleringsstelsel naar rioolgemalen. Het waterschap transporteert het vanaf de rioolgemalen verder en zuivert het in de afvalwaterzuiveringsinstallatie (AWZI).47 Het afvalwater van de gemeente Almere wordt gezuiverd in de AWZI Almere die ten noorden van het plangebied ligt (bij het gemaal Blocq van Kuffelaar in de Lage Afdeling). De AWZI is een actiefslib-installatie en heeft een capaciteit van 192.600 inwoner equivalenten.48 Deze capaciteit is voldoende voor het huidige aantal inwoners van Almere maar is onvoldoende voor de geplande uitbereiding. Het gezuiverde water van de AWZI voldoet aan de eisen van de wet verontreiniging oppervlaktewateren en stroomt onder vrij verval naar het oppervlaktewater. Het verzamelde slib wordt verbrand.49

2.5 Geohydrologie 2.5.1 Opbouw ondergrond Flevoland is het resultaat van de inpoldering van een deel van de voormalige Zuiderzee. De bovenste laag van de drooggevallen grond bestaat overwegend uit zeeklei. Deze kleigrond had bij droogvallen een relatief hoog poriënvolume en was zeer waterrijk, slap en zuurstofloos. Door ontwatering en evaporatie van grond en flora daalde de grondwaterstand waardoor de klei kwam droog te liggen. Hierdoor ontstonden scheuren in de grond, die leidden tot een belangrijke toename van de doorlatendheid en de waterberging, de zogenaamde “rijping” van de grond. De rijping resulteerde ook in het inklinken van de grond en de oxidatie van veenlagen. De diepte waartoe de rijping

46

http://omgevingsplan.flevoland.nl, juni 2008 Waterschap Zuiderzeeland (2007) 48 http://www.zuiderzeeland.nl, september 2008 49 Waterschap Zuiderzeeland (2003) 47

44


doordrong is afhankelijk van verschillende factoren, onder meer de diepte van de grondwaterstand.50 In het landelijk gebied van Almere Oost bedraagt de grondwaterstand 1,20 m -mv, deze waarde wordt ook aangehouden voor de diepte tot waar de rijping is doorgedrongen. Het bodemprofiel dat na rijping en bewerking in de kleilaag ontstond, is geschematiseerd weergegeven figuur 15. Met een geploegde laag van ongeveer 30 cm diep, bedraagt de dikte van de gerijpte kleilaag ongeveer 90 cm.

Figuur 15 Schematisch profiel van de gerijpte grond.51

De porositeit van ongerijpte klei bedraagt ongeveer 40%, de doorlatendheid is echter heel klein waardoor de effectieve porositeit voor wateropname ongeveer 20% bedraagt.52 De doorlatendheid van gerijpte klei is variabel per locatie, richting en seizoensgebonden. De scheuren lopen voornamelijk verticaal, hetgeen een goede verticale drainage oplevert. Doordat de scheuren lang zijn vormen ze zogenaamde “preferentiële routes” voor de neerslag, hetgeen leidt tot een goede ontwatering. In de zomer staan de scheuren verder open dan in de winter waardoor de infiltratiesnelheid vergroot. De doorlatendheid wordt globaal geschat op 10 tot 100 m per dag.53 De geploegde laag heeft tevens een goede doorlatendheid waardoor de verticale drainage tot de ongerijpte kleilaag zeer goed is. Een foto van de scheuren is afgebeeld in figuur 16.

Figuur 16 Scheuren in de toplaag van de bodem.54

50

Schultz (1992) Schultz (1992) 52 Schultz (1992), 137 53 Brouwer en Giesen (2008), 3.18 54 Ven (1981) 51

45


Het Holoceen pakket bestaat uit Zuiderzee Afzettingen (licht zandige klei), Almere Afzettingen (humeuze klei) en Hollandveen. De dikte van dit pakket is het dikst in het noorden (meer dan 8 m) en het dunst in het zuiden van het plangebied (2 tot 4 m), zie figuur 17. De funderingsdiepte voor gebouwen in Flevoland bevindt zich meestal tot in het Pleistocene zand, deze afzetting van zand en grind is draagkrachtig genoeg om bebouwing te funderen. In het zuiden ligt het Pleistoceen relatief dicht bij het maaiveld, op NAP -5 m. Naar het noorden toe ligt de Pleistocene laag steeds dieper tot NAP -11 m, dit is weergegeven in figuur 19. Bij sommige locaties, zoals locaties waar fluviatiele afzettingen hebben plaatsgevonden, is er echter onvoldoende draagkracht of de onzekerheid over de aanwezigheid van een voldoende draagkrachtige laag is groot. Dit geldt onder andere voor de oude Eemgeul, weergegeven in figuur 18, waar typisch fluviatiele afzettingen aanwezig zijn. Naast slappe lagen ten gevolge van de Eemgeul, moet er ook rekening gehouden worden met mogelijke oude getijde afzettingen tussen het Holoceen en Pleistoceen pakket. Deze afzettingen komen niet overal in het plangebied voor en kunnen tot 4 m dik zijn. Deze extra laag zorgt vanwege de heterogeniteit voor een grotere onzekerheid omtrent de funderingsdiepte.

Figuur 17 Dikte van het Holoceen pakket. 55

55

Hounjet (2008)

46


Figuur 18 Ligging van de Eemgeul.56

Figuur 19 Diepte tot het Pleistoceen pakket.57

2.5.2 Zettingen De bodem van de Flevolandse polder bestaat voor een groot deel uit ongerijpte klei en veen waardoor de grond gevoelig is voor zettingen. Een deel van de zettingen wordt veroorzaakt door inklinking van de toplaag. Voorts zorgt consolidatie van de ondergrond voor een groot deel van de zettingen. Doordat de grond niet homogeen is opgebouwd verschillen de zettingen en dus ook de draagkracht per locatie. Dit kan problemen geven voor de fundering van infrastructuur en gebouwen. Door deze verschilzettingen kunnen de zogenaamde ‘golvende wegen’ ontstaan, in het huidig plangebied zijn al enkele voorbeelden hiervan waargenomen, zie figuur 20. Bij grote zettingen komt het maaiveld zodanig verlaagd te liggen dat problemen met de ontwatering (de afvoer van water uit

56 57

Hounjet (2008) Hounjet (2008)

47


percelen over en door de grond, en eventueel door drains en greppels naar een stelsel van grotere waterlopen)58 en afwatering (de afvoer van water via een stelsel van open waterlopen naar een lozingspunt van het afwateringsgebied)59 kunnen ontstaan. Daarnaast zorgt een grondwaterstand dicht bij het maaiveld voor drassige grond, waardoor boeren problemen kunnen krijgen met de landbouwkundige exploitatie van het land en burgers drassige tuinen kunnen krijgen, wat veelal als overlast ervaren wordt.

Figuur 20 Zettingen in het wegdek van de Vogelweg, deze loopt dwars over de oude Eemgeul.

Inklinking Na het inpolderen en ontwateren van de Flevopolder is het maaiveld in de loop der jaren door zettingen aanzienlijk gezakt. De grootste zettingen werden veroorzaakt door de inklinking van de toplaag die ten gevolge van de ontwatering droog kwam te liggen. De in de toplaag aanwezige klei en veen bestond voor een groot deel uit poriën gevuld met water, door de drooglegging onderging deze laag een volumevermindering. Bij veen wordt dit proces nog versterkt door het feit dat het afgestorven plantenmateriaal na ontwatering in aanraking komt met zuurstof uit de lucht, waarna bacteriën dit materiaal kunnen oxideren waarbij het volume verder afneemt. Bij zowel klei- als veengronden neemt de snelheid van het inklinken af in de tijd, na 70 - 100 jaar is de inklinking van vrijwel de gehele drooggelegde toplaag voltooid. Consolidatie Naast zettingen ten gevolge van inklinking vindt er in het gebied ook zetting plaats ten gevolge van een belasting, ook wel consolidatie genoemd. Door het eigen gewicht of een opgelegde belasting worden de slappe lagen in de ondergrond samengeperst. Het aanwezige water kan vaak moeizaam wegstromen door de slecht doorlatende grond waardoor het samenpersen van de lagen wordt vertraagd, hetgeen consolidatie vaak tot een langdurig proces maakt. Het consolidatieproces is opgedeeld in drie onderdelen: •

58 59

Initiële zetting: de zetting direct na het aanbrengen van een belasting, dit is relatief gering.

Schultz (1992) Schultz (1992)

48


• •

Primaire zetting: de zetting ten gevolge van het uitdrijven van water. Secundaire zetting: de zetting ten gevolge van kruip, dit is relatief gering.

Het consolidatieproces vertraagt in de loop van de tijd. Globaal kan worden aangenomen dat de helft van de primaire zetting tot stand komt in ongeveer 10 % van de consolidatieperiode. In ongeveer de helft van de consolidatieperiode wordt 90 % van de zetting bereikt.60 In figuur 21 is de verwachte consolidatie in het plangebied weergegeven die plaatsvindt ten gevolge van een opgelegde druk van één meter zandpakket gedurende enkele jaren. Uit het figuur blijkt dat het zuidelijk deel van het plangebied minder gevoelig is voor zettingen dan het noordelijk deel.

Figuur 21 De te verwachtten zettingen ten gevolge van een ophoging van één meter zand gedurende enkele jaren. Deze voorspelling is een indicatie voor de zettingsgevoeligheid van het plangebied.61

2.5.3 Kwel Kwel wordt veroorzaakt door het verschil in (grond)waterstand tussen de polder en het omliggende gebied/aangrenzende waterlichaam. Daarnaast heeft de doorlatendheid van de bodem en de grondwaterstand een belangrijke invloed op de kwelintensiteit. Naast kwel treedt in een aantal hoger gelegen delen van het beheergebied wegzijging op. Kwel komt op twee verschillende schaalniveaus voor. Direct achter de dijken komt kwel omhoog dat gevoed wordt vanuit het IJsselmeer-, Markermeer- en het Randmerensysteem. Verder de polder in komt regionale kwel voor. Deze kwel kan zowel direct als indirect voorkomen. In het geval van directe kwel komt het water direct in de tochten en vaarten terecht. Indirecte kwel (landbouwkundige kwel) komt door de akkers omhoog in de kavelsloten terecht. Het kwelwater is grofweg afkomstig vanuit vijf watersystemen: IJsselmeer, Veluwe, Utrechtse Heuvelrug, Weerribben en de Randmeren.

60

Tromp (2008) 61 Hounjet (2008)

49


Binnen het plangebied is de landbouwkundige kwel vrijwel nihil. Dit komt door een combinatie van een relatief grote hydraulische weerstand van het holocene klei en veen pakket en de drainerende werking van de vaarten. Figuur 98 in bijlage B toont de hydraulische weerstand van de holocene klei en veenlaag, waarin is te zien dat deze lagen bij het plangebied Almere Oost een weerstand hebben van ongeveer 2500 dagen. Figuur 99 in bijlage B toont de diepte van de kanalen en tochten ten opzichte van het Pleistoceen. Hierin is te zien dat de kanalen in het plangebied het Pleistoceen niet snijden, maar een deel van de Lage Vaart en grote delen van de Hoge Vaart snijden het Pleistoceen wel. De vaarten hebben hierdoor een drainerende werking op de kwel. Dit in combinatie met de hoge hydralische weerstand zorgt voor geschatte landbouwkundige kwel in het plangebied van vrijwel nul, zie figuur 22.

Figuur 22 Geschatte landbouwkundige kwel.62

62

Aelemans et al. (1985), bijlage 14

50


IJskartering IJskartering is een andere methode om de kwelstroom de bepalen. Tijdens een vorstperiode is aan de hand van de ijsvorming te bepalen hoe sterk de kwelstroom is. Glad ijs indiceert een zeer zwakke kwelstroom, opbollingen duiden op een matige kwelstroom en open water duidt op een zeer sterke kwelstroom. In bijlage C zijn foto’s opgenomen die na enkele dagen vorst op verschillende locaties in het plangebied genomen zijn. Hieruit blijkt dat er nauwelijks sprake van een kwelstroom is. Algemeen bekend is dat langs de Knardijk sterke kwelstroom aanwezig is, hier bleek tijdens de vorstperiode ook geen ijs aanwezig te zijn. Hieruit blijkt wederom dat er nauwelijks kwel in het plangebied aanwezig is. 2.5.4 Zand en klei winning In het kader van C2C dient ophogingsmateriaal ten behoeve van de bouw lokaal gewonnen te worden. De vereiste kwaliteit van het materiaal is afhankelijk van het doel in de bouw, dit kan variëren van klei voor ophoging tot zand voor de fundatie van gebouwen en wegen. In bijlage A zijn twee dwarsdoorsneden van een geohydrologisch model van Almere Oost opgenomen. Hierop zijn watervoerende lagen, waaruit de zand en kleilagen afgeleid kunnen worden, duidelijk weergegeven. Globaal is de bovenste 10 m van het plangebied bedekt met een kleilaag, daaronder ligt een 10 m dik watervoerende zandlaag. Bij het afgraven van de bovenste kleilaag is het van belang te voorkomen dat de zoute kwelstroom kan toenemen. Dit kan voorkomen worden door te ontginnen in gebieden waar een niet uitgesproken kwel- of wegzijgsituatie aanwezig is, en door te zorgen dat er een voldoende dikke kwelkerende kleilaag overblijft. Het verwijderen van zand uit de eerste zandlaag kan op twee manieren gebeuren: door het af te graven of door het onder de kleilaag uit te zuigen. Bij het afgraven van zand dient eerst de topkleilaag opzij geschoven te worden, na het winnen van het zand wordt de kleilaag teruggeplaatst zodat de bodem “waterdicht” blijft voor de kwelstroom. De tweede mogelijkheid, waarbij het zand onder de klei wordt uitgezogen, is een minder arbeidsintensieve en dus vaak goedkopere oplossing. Er moet dan wel rekening gehouden worden met mogelijke zettingen die hiervan het gevolg zijn. Het terugplaatsen van klei na afgraven is toegepast bij een nieuw aangelegde plas nabij Golfclub Almeerderhout. IJskartering wijst uit dat hier nauwelijks sprake van kwel is en dat de methode dus waarschijnlijk werkt, zie bijlage C. Economisch gezien is de eerste zandlaag door de geringe dikte niet rendabel om te winnen. De zandlaag in het watervoerende pakket 2A (zie bijlage A) is een stuk dikker en daardoor interessanter om te winnen. Deze ligt echter in de zone met een boorverbod (zie paragraaf 2.3). Een vrijstelling op dit verbod staat ten grondslag aan de haalbaarheid voor een gesloten grondbalans in Almere Oost.

2.6 Waterkwaliteit De Kaderrichtlijn Water (KRW) stelt onder andere dat het watersysteem in een goede ecologische toestand moet verkeren (zie paragraaf 1.6.1). Dit betekent dat de algemene ecologische functie voor alle watersystemen zodanig moet zijn dat de kwaliteit van het water geen overlast veroorzaakt voor de omgeving, en het water voldoende levenskansen biedt voor specifieke aquatische levensgemeenschappen. Omdat in het beheergebied van het waterschap alleen sterk veranderde en kunstmatige wateren voorkomen, is de ecologische doelstelling gericht op het bereiken van een goed ecologisch potentieel 51


(GEP). Het ecologische potentieel van een waterlichaam is afhankelijk van de categorie waarin deze valt; het KRW onderscheidt vier categorieën: rivieren, meren, overgangswateren en kustwateren.63 Alle waterlichamen binnen het beheergebied van Waterschap Zuiderzeeland hebben een lage stroomsnelheid en vallen daardoor onder de categorie “meren”. 64 2.6.1 Goed ecologisch potentieel Een goed ecologisch potentieel is afhankelijk van de volgende drie onderdelen: een biologisch, een fysisch-chemisch en een hydromorfologisch onderdeel. Deze onderdelen hebben per categorie verschillende eisen. Voor Almere Oost, categorie “meren”, gelden de volgende eisen: •

•

•

Het biologische onderdeel definieert de gewenste ecologische toestand voor het type “meren” aan de hand van de kwaliteitselementen: o Samenstelling, abundantie en biomassa van de primaire producenten. o Samenstelling, abundantie en leeftijdsopbouw van de consumenten. Het fysisch-chemische onderdeel heeft betrekking op parameters als nutriënten, zuurstof, chloride en temperatuur die mede bepalend zijn voor de biologische elementen. Het hydromorfologische onderdeel heeft betrekking op kenmerken als waterpeil, stroming en profiel die mede bepalend zijn voor de biologische elementen.

Primaire producenten zijn de organismen die in het bezit zijn van chlorofyl. Hierdoor zijn zij als enige autotroof: zij zetten anorganisch materiaal om in organisch materiaal. Bij dit proces (fotosynthese) zijn koolstofdioxide (CO2) en zonlicht nodig; hierbij komt zuurstof vrij dat in het water opgelost wordt. Door de afhankelijkheid van zonlicht kunnen deze organismen alleen in de bovenste waterlaag voorkomen. Verder zijn zij onder meer afhankelijk van nutriënten zoals: fosfor (P), stikstof (N) en silicium (Si). De primaire producenten kunnen onderverdeeld worden in: 65 • •

•

•

Fytoplankton. Dit zijn drijvende plantaardige organismen, voornamelijk bestaande uit algen. Macrofyten. Dit zijn de substraatgebonden aquatische planten. Doordat zij zich met hun wortels verankeren in de bodem zijn zij alleen in ondiepe wateren te vinden. Deze wortels maken het mogelijk om voedingsstoffen niet alleen uit het water, maar ook uit de bodem te halen. Fytobenthos. Dit zijn de substraatgebonden flora van micro- en macroalgen. Zij bestaan voornamelijk uit diatomeeën: ééncellige organismen voornamelijk bestaand uit siliciumdioxide (SiO2).66 Naast een grote afhankelijkheid van opgelost silicium zijn zij tevens afhankelijk van ondiepe wateren. Cyanobacterie (blauwalg). De cyanobacterie heeft dezelfde celstructuur als bacteriën en bezit tevens chlorofyl voor de aanmaak van fotosynthese. De bacterie drijft, net als fytoplankton, op het oppervlaktewater. In tegenstelling tot fytoplankton is de bacterie bij goede weersomstandigheden in staat in de

63

Richtlijn 2000/60/EG (2000) Waterschap Zuiderzeeland (2007) 65 Bolier (2007) 66 Kouwets (2005) 64

52


waterkolom te migreren door de aanwezigheid van gasvacuolen in de cellen. Hierdoor kan de bacterie optimale omstandigheden in de waterkolom opzoeken en zich in grote aantallen vermenigvuldigen tot drijflagen. Deze drijflagen vormen een dikke groene drab die stankoverlast veroorzaakt en onder bepaalde omstandigheden toxines produceert die schadelijk zijn voor mens en dier. 67 Consumenten zijn organismen die organisch materiaal omzetten in ander (eigen) organisch materiaal. Deze groep kan onderverdeeld worden in:68 • • •

Zooplankton. Dit is de groep microscopisch kleine organismen die geen chlorofyl bezit. Macrofauna. Dit is de ongewervelde fauna met een afmeting van 0,5 tot 15 cm, die op of in de aquatische bodem leeft. Visfauna. Dit zijn alle overige vissoorten.

Bovengenoemde organismen zijn allen in bepaalde mate afhankelijk van de fysischchemische parameters en de hydromorfologie. Globaal kan gesteld worden dat algen voornamelijk afhankelijk zijn van nutriënten en licht. Macrofyten en fauna zijn naast licht voornamelijk afhankelijk van de structuurdiversiteit, zie ook tabel 8. De structuurdiversiteit is een maat voor de diversiteit aan habitats voor waternatuur in en langs het water. Het wordt bepaald door de mate waarin (oever)vegetatie aanwezig is en door het profiel van het betreffende water.69 Een gezond ecosysteem zal zodoende een voldoende, maar niet overmatige hoeveelheid nutriënten bevatten, en voldoende ondiepe begroeide oevers kennen. Gevoelig voor nutriënten Fytoplankton Fytobenthos Cyanobacterie

Gevoelig voor hydromorfologie Macrofyten Zooplankton Macrofauna Visfauna

Tabel 8 Kwaliteitselementen van het biologische deel van het GEP (KRW) die van toepassing zijn op Almere Oost.

2.6.2 Goede chemische toestand De KRW stelt tevens dat het watersysteem aan een ‘goede chemische toestand’ dient te voldoen. Dit heeft betrekking op de stoffen die vermeld zijn op de prioritaire stoffenlijst (zie paragraaf 1.6.1) en stoffen waarvoor op grond van bestaande Europese regelgeving milieukwaliteitsnormen worden vastgesteld. Daarnaast dienen de lidstaten voor alle overige verontreinigingen die van belang kunnen zijn, zelf normen te stellen. Chemische stoffen die veelvuldig in het watersysteem van Flevoland voorkomen zijn:70 •

Bestrijdingsmiddelen

67

Wolfstein en Roukema (2002) Bolier (2007) 69 Waterschap Zuiderzeeland (2007) 70 Waterschap Zuiderzeeland (2007) 68

53


• • • • • •

Brandvertragers Zware metalen Oplosmiddelen PAK (Polycyclische Aromatische Koolwaterstoffen, oftewel organische verbindingen) Weekmakers Bestrijdingsmiddelen

2.6.3 Eutrofiëring De landbouw, die in Flevoland veel bedreven wordt, staat bekend als een zeer belangrijke bron van diffuse verontreiniging. Deze verontreiniging wordt veroorzaakt door het op het land brengen van kunst- en dierlijke mest, waardoor het ecosysteem verrijkt wordt met nutriënten. Het gevolg hiervan is een verandering in de samenstelling van de levensgemeenschappen; veelal gekenmerkt door de overheersing van één of enkele planten- en diersoorten. Een verhoogde belasting met nutriënten (eutrofiëring) leidt in het oppervlaktewater tot verhoogde algengroei. Een juiste combinatie van temperatuur, licht en nutriënten kan leiden tot massale groei en uiteindelijk tot dominantie van de cyanobacterie. Om belasting van het watersysteem te voorkomen zijn emissies (vrachten verontreiniging die uit een bron vrijkomen) aan maxima verbonden. In tabel 9 zijn de maximaal toelaatbare concentraties in het oppervlaktewater vermeld voor de voornaamste nutriënten. Het betreft hier het gehalte totaal P en totaal N. Het “gehalte totaal” is de som van het gehalte dat opgelost is in het water, en dus direct beschikbaar voor opname is, en het gehalte dat vastgelegd is in organismen en dus niet direct opneembaar is.71 Stof Fosfaat (P) Stikstof (N)

Maximale concentratie (mg l-1) 0,15 2,2

Tabel 9 Maximaal toelaatbare gehalte totaal P en totaal N in het oppervlaktewater.72

Gemeten eutrofiëring In Flevoland worden er op verschillende locaties regelmatig metingen gedaan naar de waterkwaliteit van het oppervlaktewater. Afhankelijk van de locatie wordt er regelmatig tot slechts een enkele keer per jaar gemeten. Binnen het plangebied Almere Oost zijn dergelijke metingen in de periode 1998 - 2007 uitgevoerd. Deze locaties staan in figuur 23. In tabel 10 staan, per locatie, de gemeten waarden gemiddeld naar een zomer- en winterwaarde. De metingen betreffen het gehalte totaal P en totaal N. Uit tabel 10 blijkt dat het gehalte totaal P in de winter op veel locaties voldoet aan de maximaal gestelde concentratie (zie tabel 9). In de zomer wordt er een hogere concentratie gemeten, deze voldoet op de meeste locaties echter niet aan de maximale eis. Dit verschijnsel wordt veroorzaakt doordat in de winter het gehalte aan opgeloste P hoog is. Tijdens het groeiseizoen wordt dit P opgenomen in organismen. Vanuit het sediment vindt tegelijk nalevering van opgeloste P plaats. In de zomer is veel P vastgelegd in organismen, en dus niet direct beschikbaar voor andere organismen. De groei van

71 72

Gesprek met Bolier, G, maart 2009 http://www.milieuennatuurcompendium.nl, november 2008

54


organismen kan echter doorgaan door de nalevering vanuit het sediment. Dit veroorzaakt de toename van het gehalte totaal P in de zomer ten opzichte van de winter. Uit tabel 10 blijkt dat tevens het gehalte totaal N in zowel zomer als winter op veel locaties boven de maximaal toelaatbare concentratie uitkomt. Opvallend is dat, in tegenstelling tot het gehalte totaal P, het gehalte totaal N in de winter hoger is dan in de zomer. Verschuiving van het gehalte opgelost N naar vastgelegde N vindt ook plaats in het groeiseizoen. N wordt echter niet aangevuld vanuit het sediment. Vermindering van het gehalte totaal N in de zomer is een gevolg van het uitspoelen van organismen en omzetting van organische N in het sediment onder anaerobe omstandigheden in stikstofgas (N2). Stikstofgas verdwijnt uit het systeem, in combinatie met een verminderde aanvoer van N vanuit diffuse bronnen leidt dit tot een lager gehalte totaal N in de zomer.73

Figuur 23 Waterkwaliteit meetpunten in Almere Oost.74

73 74

Gesprek met Bolier, G, maart 2009 www.zuiderzeeland.nl, bewerkt, december 2008

55


Meetpunt 00258 00011 00005 00045 00050 00051 00260 00261 00560 00657 00912 00064 90050

P (mg l-1) N (mg l-1) Winter Zomer Winter Zomer Hoge Vaart 0,09 0,10 4,68 1,46 Hoge Vaart 0,10 0,11 5,48 2,20 Gruttotocht 0,12 0,24 9,80 4,69 Dodaarstocht 0,09 0,36 6,33 3,60 Kievitstocht 0,09 0,17 3,64 3,42 Waterlandsetocht 0,14 0,24 6,38 2,79 Gruttotocht 0,08 0,16 9,49 6,98 Wulptocht 0,13 0,27 9,47 5,75 Wulptocht 0,18 0,43 8,17 4,20 Priemtocht 0,22 0,16 9,83 2,62 Duikertocht 0,13 0,36 9,04 5,47 Plas 0,12 0,12 2,51 1,19 Vuilstort Almere 0,12 0,15 2,58 1,92 Locatie

Tabel 10 Gemiddelde zomer en winter concentraties van het gehalte totaal P en totaal N, in het oppervlaktewater van Almere Oost.75

2.6.4 Vervuilende bronnen Vervuilende stoffen vinden hun oorsprong in diverse bronnen. Deze bronnen zijn onderverdeeld in twee typen: •

Puntbron: een bron die duidelijk aanwijsbaar en beheersbaar is. De belangrijkste puntbronnen zijn: 76 o Effluent van de afvalwaterzuiveringen: vermestingstoffen, zware metalen, geneesmiddelen, hormonen, weekmakers, brandvertragers, bestrijdingsmiddelen, oplosmiddelen o Bouwmaterialen: zware metalen

•

Diffuse bron: een bron die een niet eenduidige oorsprong heeft maar over een groter gebied plaatsvindt. De belangrijkste diffuse bronnen zijn: 77 o Landbouw: bestrijdingsmiddelen, zware metalen, zink, koper en vermestingstoffen. o Oeverbeschroeing: PAK o Afspoeling van wegen: PAK en zware metalen o Atmosferische depositie: N, PAK, bestrijdingsmiddelen en zware metalen

Menselijk afvalwater is één van de grote vervuilers. Het huidige rioleringssysteem in Almere bestaat voor een deel uit gemengde rioolstelsels. Wanneer bij zware buien de afvoercapaciteit overschreden wordt, komt het huishoudelijk afvalwater via overstorten in het oppervlaktewater terecht. Het effluent van de zuiveringsinstallaties wordt op de vaarten geloosd.78 In het buitengebied van Flevoland zijn veel huishoudens nog niet aangesloten op de riolering. Velen zijn aangesloten op (verouderde) septictanks of op moderne IBA’s (individuele behandelingsinstallatie van afvalwater). Ondanks het feit dat

75

Verkregen van Waterschap Zuiderzeeland, december 2008 Waterschap Zuiderzeeland (2007) 77 Waterschap Zuiderzeeland (2007) 78 Waterschap Zuiderzeeland (2007) 76

56


deze IBA’s een zuiveringspercentage van 90 % halen, spoelen er nog steeds ongewenste stoffen naar het grondwater uit.79 2.6.5 Zwemwater De gemeente Almere streeft naar het bereiken van “zwemwaterkwaliteit” van het oppervlaktewater in het gehele plangebied. Om dit te bereiken moet voldaan worden aan de Europese zwemwaterrichtlijn. Deze schrijft voor dat zwemwater een maximaal aantal kolonie vormende eenheden per ml mag bevatten van twee bacteriën: Intestinale enterokokken en Escherichia coli (zie tabel 3). Daarnaast dient de voortplanting van de cyanobacterie beperkt te blijven, zodat deze de gezondheid van mens en dier niet kan bedreigen.

79

Waterschap Zuiderzeeland (2006)

57


3 STROMEN NAAR EN UIT DE STAD In dit hoofdstuk worden de huidige in- en uitgaande stromen van en naar de stad gekwantificeerd. Figuur 24 illustreert de stromen die de stad in- en uitgaan. Voor het watersysteem hebben de meteorologische aspecten op kwantitatief niveau de meeste invloed, deze worden in paragraaf 3.1 behandeld. Drinkwater wordt van buiten het plangebied geïmporteerd, dit komt in paragraaf 3.2 aan bod. In paragraaf 3.3 wordt de balans opgemaakt van deze waterstromen. In paragraaf 3.4 wordt de balans voor een persoon opgemaakt. Behalve kwantitatieve gegevens zijn ook de kwalitatieve gegevens van belang. Daarnaast is het principe van “De Gesloten Stad” niet alleen van toepassing op water maar op alle stromen van en naar de stad. Gezien het belang ook deze stromen in kaart te brengen zijn enkele belangrijke stromen opgenomen in bijlage F van dit onderzoek (zie tabel 11).

Verdroging

Verdamping

Neerslag

Water (leiding ) Afvalwater

Nutrienten (voedsel) Energie (gas +elektriciteit

Vermesting

Warmte

Stad

Vervuiling

Omliggend gebied Wateroverlast

CO2

Figuur 1: Schematisatie stad en omliggend gebied Figuur 24 Stromen naar en uit de stad.80

Onderwerp Afvalwater Emissie van vermestende stoffen naar water Gemeentelijk afval Energie verbruik Broeikasgassen Voedingsstoffen

Bijlage F1 F2 F3 F4 F5 F6

Tabel 11 De stromen van en naar de stad die in dit hoofdstuk onderzocht worden.

Gebruikte getallen In dit hoofdstuk wordt gewerkt met de getallen in tabel 12 en tabel 13, betreffende het aantal inwoners en huishoudens in Nederland en Flevoland. Aangenomen wordt dat er in totaal 40.000 woningen in Almere Oost komen te staan en het gebied een oppervlakte heeft van 7.000 hectare. Industrie en landbouw worden buiten beschouwing gelaten.

80

Ven (2008A)

58


Verder moet nog opgemerkt worden dat de meeste gebruikte getallen gemiddelden van Nederland of de provincie Flevoland zijn. Almere Oost zal volledig uit nieuwbouw bestaan en daardoor waarschijnlijk zuiniger zijn dan bestaande bebouwing. Wegens het ontbreken van verdiscontering-gegevens zal hiermee geen rekening worden gehouden. Inwoners Huishoudens Inwoners/huishouden

NL, 2004 16.258.032 7.049.280 2,31

NL, 2005 16.305.526 7.090.965 2,30

NL, 2006 16.334.210 7.146.088 2,29

NL, 2007 16.357.992 7.190.543 2,27

NL, 2008 16.405.399 7.242.202 2,27

Tabel 12 Totaal aantal inwoners, huishoudens en gemiddeld aantal inwoners per huishouden in Nederland per 1 januari in 2004, 2005, 2006, 2007 en 2008.81

Inwoners Huishoudens Inwoners/huishouden

Fl, 2004 359.904 141.716 2.54

Fl, 2005 365.859 144.487 2.53

Fl, 2006 370.656 147.253 2.52

Fl, 2007 374.424 149.334 2.51

Fl, 2008 378.688 151.300 2,50

Tabel 13 Totaal aantal inwoners, huishoudens en gemiddeld aantal inwoners per huishouden in Flevoland per 1 januari in 2004, 2005, 2006, 2007 en 2008.82

3.1 Meteorologische aspecten In deze paragraaf komen achtereenvolgens de klimaatveranderingen, neerslag en verdamping aan bod. 3.1.1 Klimaatverandering In mei 2006 heeft het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI) vier nieuwe klimaatscenario’s voor Nederland gepresenteerd, zie figuur 25, tabel 14 en tabel 15. De scenario’s zijn consistente en plausibele beelden van een mogelijk toekomstig klimaat. Ze geven aan in welke mate temperatuur, neerslag, wind, etcetera kunnen veranderen, bij een bepaalde mondiale klimaatverandering.

Figuur 25 Schematisch overzicht van de vier KNMI'06 klimaatscenario's.83

81

http://www.cbs.nl, juli 2008 http://www.cbs.nl, juli 2008 83 KNMI (2006) 82

59


G

Scenario Gematigd

G+

Gematigd +

W

Warm

W+ Warm+

Omschrijving 1ºC temperatuurstijging op aarde in 2050 ten opzichte van 1990 geen verandering in luchtstromingspatronen in West Europa 1ºC temperatuurstijging op aarde in 2050 ten opzichte van 1990 + winters zachter en natter door meer westenwind + zomers warmer en droger door meer oostenwind 2ºC temperatuurstijging op aarde in 2050 ten opzichte van 1990 Geen verandering in luchtstromingspatronen in West Europa 2ºC temperatuurstijging op aarde in 2050 ten opzichte van 1990 + winters zachter en natter door meer westenwind + zomers warmer en droger door meer oostenwind

Tabel 14 Legenda voor de KNMI’06 klimaatscenario’s

Scenario Wereldwijde temperatuurstijging Verandering in luchtstromingspatronen Winter Gemiddelde temperatuur Koudste winterdag per jaar Gemiddelde neerslaghoeveelheid Aantal natte dagen (≥0,1 mm) 10-daagse neerslagsom die eens in de 10 jaar wordt overschreden Hoogste daggemiddelde windsnelheid per jaar Zomer Gemiddelde temperatuur Warmste zomerdag per jaar Gemiddelde neerslaghoeveelheid Aantal natte dagen (≥0,1 mm) Dagsom van de neerslag die eens in de 10 jaar wordt overschreden Potentiële verdamping ZeeAbsolute stijging spiegel

G +1ºC nee +0,9ºC +1,0ºC +4% 0%

G+ +1ºC ja +1,1ºC +1,5ºC +7% +1%

W +2ºC nee +1,8ºC +2,1ºC +7% 0%

W+ +2ºC ja +2,3ºC +2,9ºC +14% +2%

+4%

+6%

+8%

+12%

0% +0,9ºC +1,0ºC +3% -2% +13%

+2% +1,4ºC +1,9ºC -10% -10% +5%

-1% +1,7ºC +2,1 ºC +6% -3% +27%

+4% +2,8ºC +3,8ºC -19% -19% +10%

+3% 15-25 cm

+8% 15-25 cm

+7% 20-35 cm

+15% 20-35 cm

Tabel 15 Klimaatverandering in Nederland rond 2050 ten opzichte van het basisjaar 1990 volgens de vier KNMI’06 klimaatscenario’s.84

In elk scenario komen de volgende kenmerken van de klimaatverandering in Nederland en omgeving naar voren: • De opwarming zet door; hierdoor komen zachte winters en warme zomers vaker voor. • De winters worden gemiddeld natter en ook de extreme neerslaghoeveelheden nemen toe. • De hevigheid van extreme regenbuien in de zomer neemt toe, maar het aantal zomerse regendagen wordt juist minder. • De berekende veranderingen in het windklimaat zijn klein ten opzichte van de natuurlijke grilligheid. • De zeespiegel blijft stijgen. 84

KNMI (2006)

60


3.1.2 Neerslag Neerslag heeft grote invloed op de waterbeheersing van de polder, bepalend hiervoor zijn: • • •

De te verwachten hoeveelheid neerslag onder maatgevende omstandigheden. De hoeveelheid neerslag en het verloop in de tijd. Het gebiedsgrootte effect.

Neerslag onder maatgevende omstandigheden De neerslag onder maatgevende omstandigheden is bepalend voor de berging, ont- en afwatering, en bemalingscapaciteit van het gebied. Voor het ontwerp van het stedelijk watersysteem is neerslag in een korte tijdsperiode (een aantal uur) van belang. Het stedelijk oppervlak is immers grotendeels verhard, de afvoer heeft daardoor een snelle reactietijd. Voor het landelijke watersysteem zijn langere neerslagreeksen van belang, hier heeft neerslag een trage afvoerreactie waardoor de effecten van een regenbui invloed kunnen hebben op een volgende bui, één of meerdere dagen later. Figuur 26 illustreert dit: bij dezelfde bui daalt de waterstand het snelst in een gebied met overwegend glastuinbouw, gevolgd door het stedelijk gebied. In de graslandpolder blijft water het langst staan. Wanneer neerslag in het stedelijk gebied niet langer direct wordt afgevoerd maar in de grond geïnfiltreerd wordt, zal er dus een vertraging in de afvoer plaatsvinden: de piek wordt uitgesmeerd.

Figuur 26 Tijdreeksen van waterstanden (m) ten opzichte van streefpeil in drie verschillende watersystemen met bijbehorende neerslaghoeveelheden (mm uur-1).85

Romero heeft de tien meest extreme neerslag gebeurtenissen die in Lelystad gemeten zijn bestudeerd, deze zijn opgenomen in bijlage D.86 De eerste vijf metingen zijn van intensieve neerslag die in één uur gevallen is. De laatste vijf metingen betreft neerslag die over een langere tijdsperiode (300 en meer uren) gevallen is. Voor alle vier de klimaatscenario’s zijn deze gebeurtenissen door een algoritme vertaald naar een

85 86

Smits et al. (2004) Romero (2007)

61


verwachte neerslag in 24 uur en een maximale neerslag in één uur, in 2050. Uit de tabellen blijkt dat scenario “W” tot de meest extreme neerslagverwachting leidt. Voor de maximale neerslag die in 24 uur valt wordt 74,9 mm voorspeld. De voorspelling voor de maximale neerslag die in één uur valt is 34,9 mm (overigens een voorspelling van het “W+” scenario). Verder valt op dat alle gebeurtenissen in de maanden mei, juni, juli, augustus en september plaatsvonden. Over het algemeen kan aangenomen worden dat de meest intensieve buien in de zomer maanden vallen, voornamelijk in de maanden juli en augustus, de buien zijn meestal van korte duur. Smits heeft op basis van de neerslagdata van de periode 1906 tot 2003 een neerslagstatistiek voor De Bilt opgesteld voor de meest gangbare duren van 4 uur tot 8 dagen.87 De resultaten zijn opgenomen in bijlage E. Hier staan de terugkeerniveaus van neerslaghoeveelheden voor verschillende overschrijdingskansen en duren. Deze gegevens zijn ontleend aan metingen in de Bilt gedurende 1906 tot 2003. De gegevens in tabel 45 zijn omgezet naar regenduurlijnen bij een herhalingstijd van één keer per jaar en minder, zie figuur 27. De bijbehorende onder- en bovengrenzen van de 95%betrouwbaarheidsintervallen zijn tevens opgenomen in bijlage E. Opvallend is dat de overschrijdingsfrequenties van “eens per honderd jaar of nog lagere overschrijdingsfrequenties” relatief brede betrouwbaarheidsintervallen hebben. In deze statistiek zijn geen klimaatscenario’s opgenomen. Opgemerkt moet worden dat de neerslag, gemeten in de Bilt en Lelystad, niet volledig representatief voor Almere Oost is. Echter, voor een grove berekening van de dimensies van het watersysteem van Almere Oost zijn deze cijfers voldoende nauwkeurig.

Figuur 27 Regenduurlijnen bij een herhalingstijd in jaren, behorende bij tabel 45 in bijlage E.

87

Smits et al. (2004)

62


De hoeveelheid neerslag en het verloop in de tijd. De totale hoeveelheid neerslag die per maand valt toont grote verschillen, op jaarbasis blijkt het verschil echter niet heel groot te zijn. Uit historisch onderzoek88 over 255 jaar blijkt dat bij Hoofddorp per jaar gemiddeld 753 mm neerslag valt. Minimaal is er 427 mm neerslag gemeten, maximaal 1083 mm. De droogste maand leverde 1 mm neerslag op, de natste maand 227 mm, zie figuur 28.

Figuur 28 Gemiddelde, minimale en maximale maandelijkse neerslag te Hoofddorp in de periode 1867 1990.89

In deze gegevens zijn echter nog niet de klimaatveranderingen meegenomen. Tabel 15 (KNMI scenario’s) vermeldt voor vier scenario’s de klimaatveranderingen in Nederland rond 2050. Voor elk scenario wordt een verandering van de gemiddelde hoeveelheid neerslag voor de zomer en winter verwacht. In tabel 16 wordt deze percentages, samen met hun gemiddelde vermeldt. Het gemiddelde wordt vervolgens toegepast op de maximale neerslag (1083 mm), minimale neerslag (427 mm) en gemiddelde neerslag (753 mm). Hierbij is er vanuit gegaan dat er in de zomer evenveel neerslag valt als in de winter. De volgende jaarlijkse neerslagcijfers kunnen vervolgens in 2050 verwacht worden: • • •

88 89

Maximale neerslag: 1150 mm. Gemiddelde neerslag: 800 mm. Minimale neerslag: 410 mm.

Schultz (1992) Schultz (1992)

63


Scenario Neerslag Neerslag Neerslag Max winter zomer gemiddeld neerslag (1083) (%) (%) (%) (mm) G 4 3 3,5 1121 G+ 7 -10 -1,5 1067 W 7 6 6,5 1153 W+ 14 -19 -2,5 1056

Min neerslag (427) (mm) 442 421 455 416

Gem neerslag (753) (mm) 779 742 802 734

Tabel 16 Toename van de neerslaghoeveelheid in 2050 in de winter en zomer. Het gemiddelde hiervan is voor elk scenario toegepast op de maximale, minimale en gemiddelde bui die uit neerslagreeksen is bepaald (deze neerslagcijfers staan tussen haakjes vermeld).

Niet alleen de duur en het volume van de neerslaggebeurtenis bepalen de mate van wateroverlast, ook de manier waarop de neerslag over de tijd is verdeeld, het zogenaamde neerslagpatroon, speelt hierbij een rol. Een neerslaggebeurtenis die uniform verdeeld over een dag valt zorgt in een watersysteem veelal voor minder wateroverlast dan een gebeurtenis waarin een duidelijke piek gedurende deze dag voorkomt. Uit verschillende neerslagpatronen kan een maatgevende bui gekozen worden waarmee het watersysteem wordt gedimensioneerd. In dit onderzoek, waar slechts een grove berekening plaatsvindt, worden de patronen echter niet meegenomen aangezien ze maar een beperkte invloed op het dimensioneren hebben. Het gebiedsgrootte effect Een groot oppervlak zal een dempende werking hebben op de benodigde waterberging voor een extreme bui die op één plaats in het gebied valt. Vaarten en gemalen kunnen hierdoor een kleinere capaciteit bezitten dan sloten en tochten in hetzelfde gebied. Uit onderzoek blijkt echter dat deze reductie voor een gebied ter grootte van Almere Oost (70 km2) minimaal is.90 De relaties zijn weergegeven in figuur 29. Hieruit blijkt dat een bui van 2 dagen een reductie van 5 % oplevert. Voor een bui van 10 dagen mag geen reductie toegepast worden. Echter, bij een bui van korte duur kan een significante gebiedsreductiefactor worden toegepast.

90

Buishand et al. (1980)

64


Figuur 29 Gebiedsreductiefactor als functie van de oppervlakte van het gebied en de duur van de neerslag.91

3.1.3 Verdamping Verdamping is een belangrijk onderdeel van de waterhuishouding in elk gebied. Door verdamping kunnen planten groeien en vermindert het neerslagoverschot. De verdamping in het gebied kan berekend worden met verschillende methodes. Hieronder worden twee methodes besproken: Makkink’s methode en SEBAL. Makkink’s methode Makkink’s methode wordt door het KNMI gehanteerd om de verdamping te berekenen. De methode berekent de referentie-gewasverdamping aan de hand van verschillende meteorologische parameters, zoals de globale straling, windsnelheid, luchtvochtigheid en de temperatuur van de lucht. De referentie-gewasverdamping is de optimale verdamping van gras met een lengte van tien centimeter dat optimaal van water en nutriënten wordt voorzien. Door deze referentie-gewasverdamping te herschalen met een gewasfactor (zie tabel 18) wordt per gewas de potentiële verdamping berekent. Uitgangspunt hierbij is dat het vochtgehalte in de grond dicht bij veldcapaciteit (de evenwichtssituatie voor bodemvocht waarbij de opwaartse zuigkracht van de bodem even groot is als de neerwaartse zwaartekracht) ligt, zodat het gewas optimaal van water voorzien is. Uit metingen van het KNMI bij de Bilt blijkt dat in één jaar door het referentie-gewas gemiddeld 540 mm water verdampt. Over de gehele maand januari bedraagt deze circa 8 mm tegen omstreeks 90 mm gedurende de gehele maand juli. In tabel 17 staan de gemiddelde waarden per maand gespecificeerd. Van jaar tot jaar varieert deze grootheid weinig.92 De Gruyter (1957) heeft onderzoek gedaan naar de gemiddelde potentiële verdamping in polders in West Nederland, resultaten hiervan staan in de laatste kolom

91 92

Schultz (1992) http://www.knmi.nl; september 2008

65


van tabel 17 vermeld. Uit onderzoek van Massop (2005) blijkt dat de resultaten van de Gruyter (1957) redelijk overeenkomen met andere onderzoeken naar verdamping in polders.93 Tabel 18 vermeld de decade waarden voor de gewasfactor behorende bij de referentie-gewasverdamping gedurende de zomermaanden. Maand

Referentiegewasverdamping (mm) Januari 7.9 Februari 15.1 Maart 31.4 April 54.5 Mei 82.9 Juni 86.7 Juli 91.5 Augustus 80.2 September 48.2 Oktober 27.1 November 11.0 December 6.2 Jaar 542.7

Standaarddeviatie (mm) 0.9 2.1 5.5 8.2 13.5 14.0 13.9 10.3 6.0 3.5 1.5 0.9

Potentiële verdamping in West Nederland (mm) 4 8 16 38 67 102 106 72 40 17 7 4 481

Tabel 17 In kolom één: de langjarige gemiddelden voor referentie gewasverdamping, gemeten bij de Bilt.94 In kolom twee: bij kolom één behorende standaard deviatie.95 In kolom drie de gemiddelde maandelijkse verdamping voor polders in West Nederland.96

Tabel 18 Decade waarden voor de gewasfactor behorende bij de referentie-gewasverdamping.97

93

Schultz (1992) http://www.knmi.nl; september 2008 95 KNMI (2002) 96 Massop et al. (2005) 97 CHO-TNO (1988) 94

66


SEBAL SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) is een methode om door middel van remote sensing de actuele verdamping van het oppervlak te meten. De Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) op de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOU)-satellieten meet Thermisch-InfraRode (TIR) straling waarmee de warmte-uitstraling van het landoppervlak wordt vastgelegd. Doormiddel van algoritmes kan deze kwalitatieve informatie naar een kwantitatieve schatting van de verdamping worden omgezet.98 Naast de potentiële verdamping bepaalt deze methode ook de actuele verdamping. Dit is het verschil tussen de potentiële verdamping en het verdampingstekort. Het verdampingstekort wordt veroorzaakt door onvoldoende beschikbaar bodemvocht. In Bastiaanssen et al. (2005) zijn resultaten gepubliceerd van de SEBAL methode voor de provincie Flevoland in de periode 1995 tot 2003. Alleen van het jaar 1997 zijn helaas geen satellietbeelden beschikbaar waardoor de methode niet toegepast kan worden. Hierdoor zijn er voor 8 jaar aan gegevens bekend. Deze gegevensreeks is eigenlijk veel te kort om onderzoek te doen naar de extreme en gemiddelde verdamping in Flevoland (de Wereld Meteorologische Organisatie hanteert periodes van 30 jaar voor langjarige gemiddelden en 100 jaar voor extremen). Aangezien het klimaat in de laatste 10 jaar een extremer karakter heeft gekregen kan deze reeks toch waardevolle informatie bevatten. Daarnaast bedragen deze cijfers tevens de actuele verdamping in tegenstelling tot Makkink’s methode dat slechts de referentie-gewasverdamping weergeeft. Makkink versus SEBAL In tabel 19 wordt een vergelijking tussen de twee methodes gemaakt op basis van gegevens van Flevoland in de periode 1995-2003. De verhouding SEBAL/Makkink, ofwel de gemiddelde relatieve verdamping, blijkt 86 % te bedragen. Dit wordt veroorzaakt door lange periodes met kale grond en droogteverschijnselen tijdens hete zomers met relatief diepe grondwaterstanden. 99 De referentie gewasverdamping blijkt ongeveer 40 mm meer te bedragen dan het langjarig gemiddelde berekend bij de Bilt (zie tabel 17). Dit komt voornamelijk door het verschil in locatie maar tevens door de korte reeks metingen in Flevoland.

98 99

Bastiaanssen en Roozekrans (2003) Bastiaanssen et al. (2005)

67


Jaar

1995 1996 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Gemiddeld

SEBAL Actuele verdamping (mm) 527 566 348 605 471 489 461 522 499

Makkink Referentie gewasverdamping (mm) 569 490 479 560 523 543 535 593 580

Verhouding SEBAL/Makkink 0.93 1.16 0.73 1.08 0.91 0.90 0.86 0.88 0.86

Tabel 19 Vergelijking tussen de gemiddelde jaarlijkse actuele verdamping (SEBAL) en de referentie gewasverdamping (Makkink) voor Flevoland. Makkink cijfers zijn met 8 % vermindert om overschatting van de gewasverdamping te corrigeren.100

Ruimtelijke verschillen in verdamping treden met name op tussen waterrijk gebied, stedelijk gebied en akkerland. De verdamping van waterrijke gebieden (zoals de Oostvaardersplassen) ligt aanzienlijk hoger dan de omliggende gebieden. Dit komt doordat open water een laag albedo (gereflecteerde straling) heeft waardoor de netto straling relatief hoog is, en een te verwaarlozen verdampingsweerstand.101 Ook vegetatie die het land het gehele jaar door bedekken, zoals gras en granen, is verantwoordelijk voor een hoge verdamping. Overige landbouwgebieden die gedeeltelijk braak liggen en stedelijk gebied kennen de minste verdamping. Bastiaanssen et al. (2005) geeft de volgende gemiddelde jaarlijkse actuele verdamping voor Flevoland: • • • • • • • • •

100 101

Maximale verdamping: 778 mm (open water). Rietvegetatie: 682 mm. Natte natuur: 600 mm. Gras: 559 mm. Granen: 510 mm. Bossen: 500 mm. Gemiddelde verdamping: 499 mm. Landbouwgebieden: 440 mm. Minimale verdamping: 310 mm (stedelijk Almere).

Bastiaanssen et al. (2005) Bastiaanssen et al. (2003)

68


Landgebruik

Gemiddelde actuele verdamping (mm) Open water/ Riet 700 Gras 560 Bossen 500 Landbouw 440 Verhard 310 Totaal

Oppervlak (%) 10 25 15 30 20 100

Actuele verdamping in Almere Oost (mm) 70 140 75 132 62 479

Tabel 20 De gemiddelde actuele jaarlijkse verdamping in Almere Oost.

De te verwachten verdamping in Almere Oost zal afhangen van de samenstelling van het plangebied, deze zal in paragraaf 6.3 globaal worden besproken. Hieruit blijkt dat verstedelijking voornamelijk op drie locaties geconcentreerd plaats vindt. Het hierdoor verharde oppervlak zal ongeveer 20 % van het plangebied beslaan. Het percentage open water zal verhoogd worden van 1 % naar ongeveer 10 % (zie paragraaf 4.4). De bestaande bebossing zal zoveel mogelijk blijven bestaan, deze beslaat ongeveer 10 % van het plangebied. Landbouw zal ongeveer 35 % van de oppervlakte beslaan, gras 25 %. Dit beeld wordt geïllustreerd door figuur 79 en figuur 87. In tabel 20 is de jaarlijkse gemiddelde actuele verdamping berekend aan de hand van de cijfers van de jaarlijkse gemiddelde actuele verdamping in Flevoland en het verwachtte landgebruik. Hierin is aangenomen dat een deel van het oppervlaktewater is begroeid met riet. Uit deze tabel blijkt dat een gemiddelde verdamping van ongeveer 480 mm verwacht kan worden. Dit komt ongeveer overeen met de gemiddelde verdamping die door Bastiaanssen et al. (2005) gegeven wordt voor de huidige actuele verdamping (499 mm). Uit tabel 17 blijkt dat voor een gemiddeld jaar een potentiële verdamping van 481 mm optreedt, de hierbij behorende gewasfactor is 0,89 (481/542,7). De meest extreme referentie gewasverdamping in tabel 19 is 479 mm (1998) en 593 mm (2003). Deze komen met een gewasfactor van 0,89 overeen met een potentiële verdamping van respectievelijk 426 mm en 528 mm. De door SEBAL gemeten actuele verdamping (tabel 19) geeft echter grotere extremen aan: 348 mm (1998) en 605 mm (1999). Voor de verdere berekening zal daarom uitgegaan worden van de cijfers in tabel 19 voor jaarlijkse maximale verdamping (605 mm), gemiddelde verdamping (499 mm) en minimale verdamping (348 mm). In deze gegevens zijn echter nog niet de klimaatveranderingen meegenomen. Tabel 15 (KNMI’06 scenario’s) vermeldt voor vier scenario’s de klimaatveranderingen in Nederland rond 2050. Voor elk scenario wordt een toename van de potentiële verdamping verwacht. In tabel 21 wordt deze toename procentueel vermeldt en toegepast op de maximale, gemiddelde en minimale actuele verdamping. Het scenario moet eigenlijk toegepast worden op de potentiële verdamping. Het verschil tussen de actuele en de potentiële verdamping is echter klein waardoor deze aanpassing geen grote invloed kan hebben. Uit de tabel blijkt dat alleen scenario “W” een relatief grote toename van de verdamping verwacht. Aangezien er in de jaarbalans (paragraaf 3.3.3) al uitgegaan wordt van de extreme gebeurtenis waarin in een jaar minimale neerslag en maximale verdamping voorkomt, word hier gekozen om scenario “W” buiten beschouwing te laten. Hierdoor zijn de verdampingscijfers voor 2050 als volgt: • •

Maximale jaarlijkse verdamping: 650 mm. Gemiddelde jaarlijkse verdamping: 530 mm. 69


•

Minimale jaarlijkse verdamping: 360 mm.

Scenario

G G+ W W+

Toename verdamping (%) 3% 8% 7% 15 %

Maximale verdamping (605) (mm) 623 653 647 696

Gemiddelde verdamping (499) (mm) 514 439 534 574

Minimale verdamping (348) (mm) 358 376 372 400

Tabel 21 Toename van de jaarlijkse actuele verdamping voor 2050, toegepast per scenario op de maximale, gemiddelde en minimale verdamping die uit verdampingsreeksen is bepaald (deze verdampingscijfers staan tussen haakjes vermeld).

Voor de extreme verdamping gedurende een korte periode zal gebruik gemaakt worden van de gemiddelde maandelijkse verdamping met twee standaard deviaties afwijking. Gegeven dat de verdamping normaal verdeeld is zal hierdoor de meest extreme verdamping met 95 % zekerheid bekend zijn. De grootste referentie-gewasverdamping treedt op in juli: 91,5 mm. De bijbehorende dubbele standaarddeviatie bedraagt 27 mm (tabel 17). De gewasfactor in deze maand bedraagt voor een gemiddeld gewas ongeveer 1,1 (tabel 18). De maximale potentiële verdamping in een maand bedraagt hierdoor 130 mm. In tabel 21 worden de KNMI klimaatscenario’s op deze maximale potentiële verdamping toegepast. Hieruit blijkt dat de meeste scenario’s een verdampingssom van maximaal 140 mm verwachten. Alleen scenario “W” verwacht 150 mm. Aangezien in voorgaand verslag reeds met zware cijfers gerekend is wordt er voor gekozen om 140 mm als maatgevende verdamping aan te nemen. Scenario G G+ W W+

Toename potentiële verdamping (%) (mm) 3% 4 8% 10 7% 9 15 % 20

Verdamping totaal (mm) 134 140 139 150

Tabel 22 Toename van de maandsom van de potentiële verdamping in 2050, toegepast per scenario op een verdampingssom van 130 mm.

3.2 Drinkwaterverbruik In Nederland werd in 2007 1.138*106 m3 drinkwater geproduceerd. Hiervan is ongeveer 69 % voor de huishoudens bestemd, 26 % voor de industrie en landbouw en 5 % gaat verloren aan spui en lekverliezen. Daarnaast werd in 2007 ook nog 123*106 m3 “ander water” (water dat niet van drinkwaterkwaliteit is) geproduceerd.102 Ongeveer 95 % van al het geleverde drinkwater aan de woning wordt geloosd als afvalwater op de riolering, de overige 5 % wordt genuttigd of gebruikt voor het besproeien van de tuin.103 Het afvalwater kan onderverdeeld worden in twee groepen: grijswater en zwartwater. Grijswater is water dat licht vervuild is en daardoor eenvoudig

102 103

www.vewin.nl, juli 2008 Butler en Davies (2004)

70


te zuiveren. Het betreft voornamelijk afvalwater van de keuken, badkamer en wasmachine. Zwart water is afvalwater dat aanzienlijk vervuild is, dit is voornamelijk toiletwater. In tabel 23 staat voor de verschillende toepassingen binnen de woning de hoeveelheid afvalwater. Dit is onderverdeeld in de gemiddelde hoeveelheid grijs en zwart water, per persoon, per huishouden en voor Almere Oost. In tabel 24 staan de absolute en procentuele hoeveelheden grijs en zwart water afvoer per persoon, per huishouden in Flevoland en voor Almere Oost. Hieruit blijkt dat 29 % van het afvalwater uit zwart water bestaat. Doel

Type water

Toilet Bad & douche Wasmachine Keuken Wastafel Overig Totaal verbruik Verbruik incl. verlies Afvalwater

Zwart Grijs Grijs Grijs Grijs Grijs

Per persoon (l d-1) 37,1 52,3 15,5 10,3 7,0 5,3 127,5 134 121,1

Per huishouden (l d-1) 93,1 131,3 38,9 25,9 17,6 13,3 310,1 326 302,8

Almere Oost (m3 d-1) 1.484 2.092 620 412 280 212 5.100 5.360

Procentueel (%) 29 41 12 8 6 4 100 105 4.844

Tabel 23 Drinkwaterverbruik (inclusief spui- en lekverliezen) en hoeveelheid afvalwater in Nederland per persoon (kolom 3), per huishouden in Flevoland (kolom 4), voor Almere Oost (kolom 5) en procentueel (kolom 6), gemeten in 2007.104

Doel Zwart Grijs

Per persoon (l d-1) 37,1 90,4

Per huishouden (l d-1) 93.1 227

Almere Oost (m3 d-1) 1.484 3.616

Procentueel (%) 29 71

Tabel 24 Zwart- en grijswater afvoer per persoon, per huishouden in Flevoland en voor Almere Oost.

3.3 Waterbalans De waterbalans van een traditionele polder kan geformuleerd worden als: Neerslag + kwel + inlaat = verdamping + afvoer + bergingsveranderingen Wanneer er vanuit wordt gegaan dat kwel en de bergingsverandering op jaarbasis nihil is, kan de waterbalans worden opgesteld. Neerslag en verdamping zijn reeds behandeld in paragraaf 3.1. Drinkwater is behandeld in paragraaf 3.2. In paragraaf 5.4 zal worden ingegaan op de mogelijkheden van het hergebruiken van regenwater als huishoudwater. Hieruit blijkt dat het mogelijk is om regenwater op te vangen en te gebruiken als toiletspoeling. Gegeven dat alleen regenwater gebruikt wordt als toiletspoeling kan de vraag naar drinkwater (tabel 26) verlaagd worden. In deze situatie zal de drinkwatervraag van Almere Oost, inclusief verliezen, 3.876 m3 d-1 bedragen. Dit komt overeen met 30 mm water per jaar, verdeeld over het gehele plangebied (bij een oppervlakte van 4740 ha, zie paragraaf 4.4.1). Uit hoofdstuk 5 blijkt tevens dat zowel het grijze- als het zwarte afvalwater na behandeling op het oppervlaktewater van het plangebied wordt geloosd.

104

www.vewin.nl, cijfers van Nederlands gemiddelde, juli 2008

71


Aangezien het drinkwater van buiten het plangebied betrokken wordt, moet het drinkwater tot het ingelaten water worden gerekend. Tabel 25 laat de waterbalans voor Almere Oost zien. De getallen zijn afkomstig uit de voorgaande paragrafen van dit hoofdstuk. Hierbij wordt aangenomen dat een extreem nat jaar niet alleen kenmerkend is voor de grootste hoeveelheid neerslag, maar tevens voor de minste verdamping, in een extreem droge jaar vice versa. Een dergelijke gebeurtenis is niet waarschijnlijk maar wel mogelijk, in de toekomst zijn deze gebeurtenissen ook vaker te verwachten (paragraaf 3.1.1). Voor de waterbalans is het echter van belang om de extremen op jaarbasis te kennen zodat het gebied hierop gedimensioneerd kan worden. Hiervoor wordt uitgegaan van een “worst case scenario” voor watertekort en neerslagoverschot. Uit de tabel blijkt dat in het droogste jaar een watertekort van 210 mm kan optreden. Gemiddeld zal er per jaar 300 mm uit het gebied gepompt moeten worden. Een nat jaar resulteert in een overschot van 820 mm.

Neerslag Drinkwater Verdamping In/afvoer Totaal

Droog In (mm) 410 30

Uit (mm) 650

210 650

650

Gemiddeld In Uit (mm) (mm) 800 30 530 300 830 830

Nat In (mm) 1150 30

1180

Uit (mm) 360 820 1180

Tabel 25 Waterbalans voor Almere Oost voor een droog, gemiddeld en nat jaar in mm per jaar.

3.4 Balans per persoon Met de gegevens uit bijlage F kan bekeken worden hoeveel een persoon gemiddeld per dag consumeert en aan afvalstoffen creëert. Dit wordt geïllustreerd in figuur 30. Hierin is voor enkele belangrijke componenten aangegeven hoeveel een persoon in een huishouden per dag nodig heeft en aan afval genereert. Dit is dus zonder het verbruik en de uitstoot van externe schakels zoals transport of fabriek.

72


Figuur 30 Het gemiddeld verbruik en de gegenereerde hoeveelheid afvalstoffen per persoon per dag. Ingaand zijn: energie, voedsel, water en gas. Uitgaand zijn zwart water, grijs water, CO2, afval, feces en urine. Getallen zijn afkomstig uit bijlage F.105

105

Illustratie getekend door Rijerse, E., maart 2009

73


4 ONTWERP WATERSYSTEEM In dit hoofdstuk wordt het ontwerp van het watersysteem behandeld. Het ontwerp wordt gebaseerd op de criteria en richtlijnen uit hoofdstuk 1, deze worden samengevat in paragraaf 4.1. In paragraaf 4.2 wordt bepaald waar de mogelijkheden voor waterberging liggen, dit leidt in paragraaf 4.3 tot het ontwerp van het oppervlaktesysteem. In paragraaf 4.4 wordt de invloed van de grond op de waterafvoer bekeken. Paragraaf 4.5 gaat in op de filtratie van het oppervlaktewater. Paragraaf 4.6 kijkt naar het type oevers die in het plangebied toegepast kunnen worden. Paragraaf 4.7 behandelt de toepassing van een stuwmeer met waterkrachtcentrale.

4.1 De belangrijkste criteria In hoofdstuk 1 zijn de principes en (ontwerp)richtlijnen die van toepassing zijn voor het plangebied Almere Oost behandeld. In deze paragraaf worden de belangrijkste ontwerpcriteria nog eens op een rij gezet: • • • • • • • • • • • • •

Water moet zoveel mogelijk vastgehouden worden. Water moet hergebruikt worden. Water dient gefilterd te worden. Water dient van schoon naar vervuild gebied te stromen. Houd het water schoon (zo min mogelijk kwaliteitsverlies). Zuivering door natuurlijke processen. Gebruik de locale hydrologie. Minimaliseer het leidingwerk Voorkom zettingen zoveel mogelijk. Minimaliseer de afhankelijkheid van de omgeving . Het systeem dient voldoende robuust te zijn (ook tegen klimaatveranderingen). Laat zien dat Nederland leeft met water. Het ontwerp dient in overeenstemming te zijn met de criteria van de stedenbouwkundige (Peter Minnema).

De meeste principes zijn zodanig toe te passen, dat er een optimalisatie van de criteria mogelijk is waarbij geen grote concessies nodig zijn. Alleen de samenwerking met de stedenbouwkundige maakt het ontwerpproces een stuk lastiger. De stedenbouwkundige gebruikt andere ontwerpcriteria dan de watermanager, deze zijn vaak moeilijk te verenigen. In het ontwerpproces vindt daarom tussen beide professies veelvuldig overleg plaats waaruit een ontwerp komt dat voor beiden acceptabel is.

4.2 Waterberging Ten opzichte van neerslag dient het gebied zo goed mogelijk te voldoen aan het, door het WB21 opgestelde, credo: eerst vasthouden, dan bergen en later pas afvoeren. Deze strategie kan de stad mooier en leefbaarder maken, het vangt de neerslagpieken op en zorgt voor een watervoorraad in tijden van droogte. Daarnaast moet in het kader van duurzaamheid en “De Gesloten Stad”, water ook zoveel mogelijk gerecycled en benut te worden. Hierdoor is de polder ook minder afhankelijk van “gebiedsvreemd” water met een ongewenste waterkwaliteit. Aangezien het gebied een jaarlijks neerslagoverschot heeft 74


(zie paragraaf 3.3) zal het niet mogelijk zijn alle neerslag te bergen en zal een deel dus afgevoerd moeten worden. Het huidige watersysteem is er op gericht om het water zo snel mogelijk af te voeren. Het overtollige water wordt geloosd op de Lage Vaart welke in het Markermeer uitwatert. De invloed van het geloosde water op het peil van het Markermeer is minimaal. Deze afwateringscapaciteit van 1,5 l s-1 ha-1 zal in de toekomst ook gebruikt kunnen worden om een neerslagoverschot af te voeren. Optimaal wordt deze anticiperend ingezet wanneer extreme buien het gebied dreigen te inunderen. 4.2.1 Flexibel peilbeheer Een groot deel van de waterberging kan in de gerijpte kleilaag van de bodem plaatsvinden. Deze laag tussen 1,20 en 0,30 m beneden maaiveld heeft een effectieve porositeit van 20 %. De onderliggende ongerijpte kleilaag is vanwege de ondoorlatendheid ongeschikt als berging. De bovenste 30 cm geploegde grond wordt niet aangesproken voor de berging van water, immers geen enkele functie (behalve hele natte natuur) is gebaat bij een dergelijk hoge waterstand.

Figuur 31 De drooglegging is het verschil tussen maaiveld en polderpeil.106

De meeste functies zijn gebaat bij een ontwateringsdiepte (de afstand tussen maaiveld en de bovenkant van de maatgevende grondwateropbolling, zie figuur 31) van 50 tot 70 cm.107 De ontwateringsdiepte is onder andere afhankelijk van het polderpeil en de drain of sloot afstand. Gezien de zeer goede doorlatendheid van de bodem (zie paragraaf 2.5.1) blijft de opbolling beperkt tot enkele centimeters. Een ontwateringsdiepte kleiner dan 50 cm gedurende een lange periode is ongewenst: er treedt zuurstoftekort op in de wortelzone, de grond wordt drassig, leidingen en funderingen kunnen bevriezen, en kelders van gebouwen kunnen last van vochtoverlast krijgen. Bij een ontwateringsdiepte van 120 cm is er een optimale bergingscapaciteit. Immers, tot deze diepte rijken de scheuren van de gerijpte kleilagen. Een grotere ontwateringsdiepte is voor de bergingscapaciteit in de bodem niet zinvol. Aangezien het maaiveld van Flevoland een licht verhang kent is het niet mogelijk in het gehele plangebied eenzelfde drooglegging (de afstand tussen polderpeil en maaiveld, zie figuur 31) in te stellen zonder verschillende peilvlakken te hanteren. Er wordt gestreefd naar een minimale ontwateringsdiepte van 50 tot 70 cm, waarbij voldoende bergingscapaciteit in de bodem resteert voor het opvangen van extreme buien.

106 107

http://www.wikipedia.org, juni 2008 Schultz (1992), 142

75


De bergingscapaciteit van de bodem wordt aangesproken door in het plangebied een flexibel peilbeheer in te stellen. Hierbij beweegt het waterpeil zich tussen de bovengrens van 50 tot 70 cm onder maaiveld en de ondergrens van 120 cm onder maaiveld. Door aan het begin van de zomer het peil tot de bovengrens op te stuwen is er een reserve voor de komende droge periode. Na de zomermaanden is het peil gezakt naar de ondergrens waardoor het in de natte wintermaanden weer kan stijgen naar de bovengrens en zo een deel van het neerslagoverschot verwerkt. Dit wordt verduidelijkt met behulp van figuur 32 waar een minimale drooglegging van 60 cm is aangenomen.

30 cm

Geploegde laag

Min drooglegging 60 cm

30 cm

60 cm

Gerijpte klei 90 cm

Flexibel peil

Max drooglegging 120 cm

Ongerijpte klei Figuur 32 Flexibel peilbeheer. De minimale drooglegging bedraagt ongeveer 60 cm.108

Bijkomend voordeel van een flexibel peilbeheer waarbij het peil vaak hoog staat, is dat het tempo van bodemdaling en de kweldruk vermindert waardoor de benodigde bemalingscapaciteit lager is en het energieverbruik daalt (minder opvoerhoogte en kwel). Watergangen hoeven minder diep te reiken en kunnen daardoor, bij een gelijk blijvend talud, minder breed ontworpen worden. Uiteraard dient de afvoercapaciteit nog wel gewaarborgd te blijven. Peilfluctuatie en bodemgebruik dienen op elkaar afgestemd te zijn: natuur, landbouw en stedelijk gebied stellen namelijk verschillende eisen aan de grondwaterstand (GGOR, zie paragraaf 1.6.2). Dit maakt het erg lastig om grote kavels aan een zelfde flexibel grondwaterpeil te koppelen. Het flexibele peilbeheer is strijdig met de wens een zo ruim mogelijke berging voor extreme regenval in het gebied te realiseren. 4.2.2 Open water Naast opslag in de grond is voldoende oppervlaktewater nodig om voldoende bergingscapaciteit te creëren. In de regel wordt in stedelijk gebied 6 % van het oppervlak voor open water gereserveerd. Dit is de totale oppervlakte aan sloten, tochten, vaarten en meren. Aangezien het plangebied zijn eigen broek moet ophouden zal dit percentage voor Almere Oost waarschijnlijk hoger uitvallen. Het WB 21 (zie paragraaf 1.6.2) noemt zelfs een percentage van 20 % voor een gesloten systeem. Momenteel bedraagt het percentage open water ongeveer 1 %. De toename aan oppervlaktewater zal gedeeltelijk bestaan uit nieuw aan te leggen sloten en vaarten, en voornamelijk uit meren (bekkens).

108

Schultz (1992), bewerkt

76


Om zowel voor droogte als voor hevige neerslag voldoende capaciteit te hebben zijn er twee bekkens nodig: één voor de berging van extreme neerslag (piekberging) en één dat aangesproken kan worden in droge periodes (seizoensberging). Het bekken voor seizoensberging wordt gevuld door neerslag in de winterperiode. Deze watervoorraad kan vervolgens in de droge zomermaanden aangesproken worden. Het uit hevige neerslag voortkomende overtollige water wordt afgevoerd naar het bekken voor piekberging. Aangezien droogte en hevige neerslag beide kenmerkend zijn voor de zomermaanden, zijn piekberging en seizoensberging gelijktijdig van belang en dienen gegarandeerd te zijn om overlast te voorkomen. 4.2.3 Overige methoden van waterberging Naast de traditionele methoden van waterberging, de berging in gronden oppervlakte water, zijn er ook andere technieken voor de retentie van regenwater. Deze zijn door de mens bedacht om beter met neerslagoverschotten en -tekorten om te kunnen gaan. In het relatief natte Nederland zijn dergelijke oplossingen vaak niet nodig in een landschappelijke omgeving. Hier zijn vaak voldoende mogelijkheden voor berging in gronden oppervlakte water. Het urbane gebied kent echter vaak problemen met zowel water tekorten als overschotten. Door de sterke verstedelijking kan onvoldoende water in de grond infiltreren en is er onvoldoende oppervlaktewater. In paragraaf 5.3 wordt verder ingegaan op technieken die hiervoor uitkomst kunnen bieden.

4.3 Oppervlaktewatersysteem De belangrijkste principes waar het watersysteem van Almere aan dient te voldoen zijn: het NBW, “De Gesloten Stad” en C2C (hoofdstuk 1). Daarbij zijn de gidsprincipes van Tjallingii (zie paragraaf 1.5) een praktisch hulpmiddel bij het bepalen van de inrichting. In de volgende paragrafen wordt het regionale oppervlaktewatersysteem van het plangebied ontworpen aan de hand van deze principes. 4.3.1 Circulatie Circulatie is een belangrijk onderdeel van het watersysteem in Almere Oost: het gebied dient immers onafhankelijk van haar omgeving te worden. Dit kan alleen als het systeem het water hergebruikt waarvoor circulatie noodzakelijk is. Om zo min mogelijk afhankelijk van energie te zijn, dient zoveel mogelijk gebruik gemaakt te worden van natuurlijke processen zoals afstroming en peilverschillen. Het circulatiemodel van Tjallingii (zie paragraaf 1.5) combineert circulatie met een piek- en seizoensberging. In paragraaf 4.2.2 is het nut van deze bekkens reeds behandeld. De seizoensberging dient aan de hoge zijde (het zuiden) van het plangebied te komen, de piekberging aan de lage zijde (het noorden). Door de twee bekkens middels een kanaal te verbinden ontstaat de mogelijkheid om water vanuit de piekberging naar de seizoensberging te pompen waardoor het relatief schone regenwater hergebruikt kan worden. Het omhoog pompen van piek- naar seizoensberging vereist echter wel energie. De oude Eemgeul loopt van hoog naar laag door het plangebied en is door de zwakke grondlagen ongeschikt als bouwlocatie. Door deze oude rivierbedding uit te graven ontstaat een groen-blauwe corridor door het gebied welke een verbinding kan vormen tussen de piek- en seizoensberging. Daarnaast kan zij ook een waterbergende en recreatieve functie bieden. 77


Binnen het plangebied zorgen tochten voor de regionale watertoevoer en ontwatering. Sloten maken een goed waterbeheer op een kleiner schaalniveau mogelijk, drains zorgen voor het beheer op de kavel. Circulatie is ook van groot belang voor een goede waterkwaliteit (zie paragraaf 2.6). Door de doorspoeling kunnen nutriënten niet in de watergangen accumuleren. Het is dan wel van belang dat de watergangen geen dode einden kennen. Dit beschreven systeem is schematisch weergegeven in figuur 33. De in dit figuur weergegeven sloten dienen zo aangelegd te worden dat deze onder verhang natuurlijk afwateren op één van de aangrenzende tochten. Laag

Piekbekken

Oude Eemgeul

Sloot

Tocht Hoog

Seizoensbekken

Figuur 33 Schematisch bovenaanzicht van de circulatie binnen het oppervlaktewatersysteem in het plangebied.

Het principe van “De Gesloten Stad” kent drie mogelijke oppervlaktewater systemen: het ring-, het kanaal- en het meersysteem. Het ring- en het kanaalsysteem zijn beide circulatie systemen, het meersysteem is een centraal systeem. Het oppervlaktewatersysteem dat hierboven geschetst is, is een combinatie van alle drie de systemen. Op grote schaal vindt circulatie plaats door de sloten, tochten, Eemgeul en bekkens. Op kleine schaal zijn er de centrale systemen in het seizoens- en piekbekken. 4.3.2 Koppeling met Hoge- en Lage Vaart Bij extreme neerslag of droogte kan het voorkomen dat het bovengenoemde systeem niet meer op zichzelf kan staan en weer afhankelijk wordt van het buitengebied. Daarom is het van belang dat het piekbekken een verbinding krijgt met de Lage Vaart en het seizoensbekken een verbinding met de Hoge Vaart. Bij extreme neerslag is het daardoor mogelijk water uit Almere Oost de Lage Vaart in te pompen. Bij extreme droogte is het mogelijk water uit de Hoge Vaart, dat een relatief goede kwaliteit heeft, Almere Oost in te laten. Andersom kan het gebied ook dienen als noodbuffer voor het aanliggende landelijk gebied. Dit deel van Flevoland heeft een gemiddeld open water percentage van 1 %. Het percentage open water in Almere Oost zal waarschijnlijk tenminste 6 % bedragen (zie paragraaf 4.2.2) en daarmee een grotere capaciteit voor de opslag van water hebben. Indien het landelijk gebied dreigt onder te lopen kan het watersysteem van Almere Oost bijspringen door water uit de Lage Vaart toe te laten. Aangezien dit water een relatief 78


slechte kwaliteit heeft is dit een impopulaire maatregel welke alleen bij uitzondering toegepast mag worden. Daarnaast is het ook mogelijk om bij droogte de Lage Afdeling bij te staan met water uit Almere Oost. In figuur 34 is het peilbeheer in Almere Oost en de interactie met het buitengebied schematisch weergegeven. Hoge Vaart Almere Oost Lage Vaart Stad helpt land bij hoog water

-5,20 NAP

- 6,20 NAP Waterlevering in droge en extreem natte periode

Flexibel peilbeheer

Waterlevering in extreem droge periode

Figuur 34 Het peilbeheer in Almere Oost

Uit bovenstaand schema wordt duidelijk dat het systeem robuuster wordt: door de koppeling van Almere Oost aan de Lage- en Hoge Vaart wordt het vermogen om te reduceren vergroot. Door de koppeling met het buitengebied kan enige schade optreden, dit zal echter minder zijn dan zonder deze wisselwerking. Recreatieverkeer De koppeling met de Hoge- en Lage Vaart geeft mogelijkheden voor doorgaand recreatieverkeer in Almere Oost. Voorwaarden zijn echter dat de vaarwateren voldoende breed en diep zijn, en de aanwezigheid van sluizen tussen de verschillende peilen. De sluizen dienen een niet al te grote dimensie te krijgen zodat het schutverlies en de inname van gebiedsvreemd water beperkt blijft. 4.3.3 Waterpeil Het waterpeil in Almere Oost heeft een minimale drooglegging van 50 tot 70 cm en een maximale drooglegging van 120 cm (zie paragraaf 4.2.1), waartussen het waterpeil mag fluctueren. Figuur 13 gaf reeds de hoogte van het maaiveld in het plangebied weer. Hieruit blijkt dat het maaiveld in het noorden op ongeveer -4 m NAP ligt en op ongeveer -4,75 m NAP in het zuiden. Het hoogteverschil van 75 cm is te groot om slechts één peilvlak te hanteren. Door in het gebied drie extra peilvlakken te creëren is het flexibele peilbeheer met de gewenste minimale en maximale drooglegging mogelijk. De peilen worden beheerd door middel van in hoogte verstelbare overlaten. Wanneer wordt uitgegaan van een minimale drooglegging van 70 cm ontstaat de volgende peilindeling: • • • • •

Het seizoensbekken krijgt een peil tussen NAP -4,70 en -5,20 m. Het piekbekken krijgt een peil tussen NAP -5,45 en -5,95 m. De Eemgeul staat in open verbinding met het piekbekken. Peilvlak A krijgt een peil tussen NAP -5,20 en -5,70 m. Peilvlak B krijgt een peil tussen NAP -4,95 en -5,45 m. 79


•

Peilvlak C krijgt een peil gelijk aan het seizoensbekken: NAP -4,70 tot -5,20 m. Het peilvlak en het piekbekken zijn wel van elkaar gescheiden door een beweegbare overlaat.

Dit wordt verduidelijkt aan de hand van de volgende vijf figuren: • • • • •

Figuur 35 geeft een schematisch bovenaanzicht van het oppervlaktewatersysteem weer. Figuur 36 geeft een schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met de Eemgeul als verbinding weer. Figuur 37 geeft een schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met de tochten en sloten als verbinding weer. Figuur 38 geeft de globale indeling van het plangebied in tochten en sloten weer. Figuur 39 geeft de globale indeling van het plangebied in peilvakken weer.

Opvallend is dat de gekozen “kleine drooglegging” resulteert in een situatie waarin het peil in het plangebied hoger is dan in de Lage Vaart, en hoger of gelijk dan het peil in de Hoge Vaart. Dit heeft geen grote nadelen behalve dat er meestal niet onder vrij verval water vanaf de Hoge Vaart ingelaten kan worden. Wel kan er eenvoudig geloosd worden op de Lage Vaart. Lage Vaart

Piekbekken

Verbinding Lage Vaart

Oude Eemgeul

Seizoensbekken Verbinding Hoge Vaart Hoge Vaart Sluis Overlaat Figuur 35 Schematisch bovenaanzicht van het oppervlaktewatersyteem.

80


Gemaal -6,2 NAP

-4 NAP

-4,75 NAP -4,7 NAP

-5,45 NAP

-5,2 NAP

-5,2 NAP

-5,95 NAP

Lage Vaart

Piekbekken

Oude Eemgeul

Seizoensbekken

Hoge Vaart

Verbinding Hoge Vaart


Sluis Marge flexible peil

Figuur 36 Schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met de Eemgeul als verbinding.

81


-6,2 NAP

-4,25 NAP

-4,5 NAP

-4,75 NAP

-4 NAP

-5,2 NAP

-4,7 NAP -4,95 NAP -5,2 NAP -5,45 NAP

A

-5,95 NAP

Lage Vaart

-5,7 NAP

Piekbekken

B

C -5,2 NAP

-5,45 NAP

Tochten & Sloten

Seizoensbekken

Hoge Vaart



Overlaat Sluis Marge flexibel peil

Figuur 37 Schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met de tochten en sloten als verbinding.

82


Fdferdfffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffddd dddddddddddddddfddddddddddddddddddddddd Lage Vaart Piekbekken

Oude Eemgeul

Hoge Vaart Seizoensbekken

Maaiveldhoogte (m NAP): Sluis Overlaat Tocht Sloot

Figuur 38 Globale indeling van het plangebied in tochten en sloten. De locatie van de stuwen is telkens gekozen bij de kleurovergang van de maaiveldhoogte. Deze kent een stappengrootte van 25 cm. Aangezien het verschil tussen de peilvlakken tevens 25 cm bedraagt, zijn zij in overeenstemming met elkaar.

83


Lage Vaart

Hoge Vaart

Omtrek plangebied

Peilvlak Eemgeul & Piekbekken:

NAP -5,45 tot -5,95 m

Peilvlak A:

NAP -5,20 tot -5,70 m

Peilvlak B:

NAP -4.95 tot -5,45 m

Peilvlak C:

NAP -4,70 tot -5,20 m

Peilvlak Seizoensberging

NAP -4,70 tot -5,20 m

Peil Lage Vaart

NAP -6,20 m

Peil Hoge Vaart

NAP -5,20 m

Figuur 39 Indeling van het plangebied in peilvlakken.

84


4.4 Bakjesmodel Om de dimensies van de bekkens en de tochten te bepalen wordt het watersysteem gemodelleerd als een bakjesmodel. Elk peilvlak of bekken wordt gemodelleerd als een bakje, met een bepaald volume, waar water in- en uitstroomt, en waar neerslag en verdamping plaatsvindt. Daarnaast is er vanaf de bekkens een verbinding met het buitengebied (de vaarten), zie figuur 40. Hoge Vaart Seizoensbekke n Peil C Peil B Peil A

Lage Vaart Piekbekken & Eemgeul

Figuur 40 Schematisatie van het bakjesmodel.

4.4.1 Oppervlakte per bakje Om de potentiële berging van de bakjes te berekenen dient onder andere het oppervlakte van elk bakje bekend te zijn. Deze zijn weergegeven in figuur 41. Hierin is het gebied opgedeeld in een westelijk en oostelijk deel voor de peilvlakken A, B en C. Het westelijk deel ligt ten westen van de Eemgeul, het oostelijk deel ten oosten hiervan. De oppervlaktes van de peilgebieden staan in tabel 26 vermeld. Elk peilgebied heeft twee tochten, de primaire drainage en irrigatie kanalen. Deze hebben alle een nummering gekregen bestaande uit drie tekens. Het eerste teken staat voor het peilvlak “A, B of C” en het tweede voor de ligging ten opzichte van de Eemgeul “west of oost”. Hiermee is bekend in welk peilgebied de betreffende tocht licht. Het derde teken geeft aan welke tocht binnen het peilgebied het betreft. Een “1” geeft aan dat het gaat om een tocht aan de uiterste zijde van het plangebied, een “2” betekent dat de tocht aan de kant van de Eemgeul ligt. Zo betekent “BW2”: peilgebied B, westelijke zijde, aan de kant van de Eemgeul.

85


Figuur 41 Indeling van het het plangebied in peilgebieden. Peilvlakken A,B en C kennen allen twee peilgebieden: één westelijk en één oostelijk van de Eemgeul. De tochten hebben een aanduiding met drie tekens.

Peilvlak C west B west A west C oost B oost A oost Eemgeul Piekbekken Seizoensbekken Totaal

Oppervlakte (ha) 545 680 320 395 1080 510 890 200 120 4740

(%) 11,5 14,4 6,8 8,3 22,8 10,8 18,8 4,2 2,5 100

Tabel 26 Oppervlakten in hectare en als percentage van de peilgebieden en bekkens.

4.4.2 Maatgevend peil Door de aanwezigheid van de ondoorlatende laag op ongeveer 120 cm beneden maaiveld zal een polderpeil onder deze 120 cm geen invloed hebben op de grondwaterstand, zie figuur 42. Hierdoor bedraagt de maximaal mogelijke drooglegging 120 cm.

86


Doorlatend 1,20 m

>1,20 m

Ondoorlatend Figuur 42 Infiltratie van regenwater naar een sloot met polderpeil beneden de doorlatende laag.

Het gekozen peilbesluit leidt voor peilvlakken A,B en C tot een maximale drooglegging van 1,05 tot 1,20 m. De minimale drooglegging bedraagt 55 tot 70 cm. Dit wordt verduidelijkt aan de hand van figuur 43. Alleen in het peilvlak van de Eemgeul zal het peil tot een grotere drooglegging leiden. De maximale drooglegging bedraagt hier 120 cm, de minimale 70 tot 120 cm, zie figuur 44. -4,25 NAP

-4,5 NAP

-4,95 NAP

Overlaat

70 cm

55 cm

B

Marge flexibel peil

50 cm

-5,45 NAP

Figuur 43 Snede van figuur 37. Het verschil tussen de maximale grondwaterstand en maaiveld bedraagt ongeveer 55 tot 70 cm.

-4 NAP

-4,75 NAP

Sluis 145 cm

Marge flexibel peil

70 cm -5,45 NAP 50 cm -5,95 NAP

Figuur 44 Snede van figuur 36: de Eemgeul. Het verschil tussen de maximale grondwaterstand en maaiveld bedraagt ongeveer 70 tot 145 cm.

4.4.3 Maatgevende bui Voor het bepalen van de wateropgave wordt gebruik gemaakt van de door het NBW voorgeschreven norm voor wateroverlast. In stedelijk gebied mag dit maximaal eens in de honderd jaar voorkomen (paragraaf 1.6.2). Deze norm zal gehanteerd worden voor 87


het gehele gebied, ongeacht of het een stedelijk of een landschappelijk karakter kent, dit om tot een voldoende robuust ontwerp te komen. Aangezien het gebied een goede doorlatendheid en porositeit heeft waardoor het snel kan ontwateren en veel water kan opnemen (spons werking), zal een korte hevige bui niet tot grote wateroverlast leiden. Een langdurige bui zal veel meer problemen opleveren: de bodem raakt verzadigt waardoor al het water naar het piekbekken afgevoerd dient te worden. Daarom zal gekozen worden om te dimensioneren op een bui van 24 uur met een herhalingstijd van honderd jaar. In paragraaf 3.1 worden de meteorologische aspecten behandeld die van belang zijn bij het bepalen van de maatgevende bui. De KNMI scenario’s geven een indicatie voor de klimaatveranderingen. Romero109 past deze toe op gemeten extreme buien. Smits110 kijkt naar de huidige herhalingstijd van extreme buien. Deze methoden worden hieronder vergeleken om tot een maatgevende bui te komen. De resultaten van Smits staan vermeld in bijlage E. Tabel 45 geeft voor een herhalingskans van eens in de honderd jaar, een zogenaamde 1:100 bui, 79 mm neerslag per dag. Bij het berekenen van deze waarden is geen rekening gehouden met klimaatveranderingen. In tabel 46 staat het bijbehorende 95 %-betrouwbaarheidsinterval vermeld. Deze bedraagt 64 mm (onderkant) tot 99 mm (bovenkant) voor een 1:100 gebeurtenis. Het 95 %-betrouwbaarheidsinterval geeft alleen een indicatie binnen welke marge de neerslagsom te verwachten valt, het geeft geen informatie over de klimaatverandering. Tabel 15 (KNMI scenario’s) vermeldt voor vier scenario’s de klimaatveranderingen in Nederland rond 2050. Voor elk scenario wordt een toename verwacht van de dagsom van de neerslag die eens in de 10 jaar wordt overschreden. In tabel 27 wordt deze toename procentueel vermeld en toegepast op de maximale dagsom van 79 mm. Hieruit blijkt dat de meeste scenario’s een neerslagsom van maximaal 89 mm verwachten. Alleen “scenario W” verwacht 100 mm. Scenario G G+ W W+

Toename Neerslag (%) (mm) 13 10 5 4 27 21 10 8

Neerslag Totaal (mm) 89 83 100 87

Tabel 27 Toename van de dagsom van de neerslag die eens in de 10 jaar wordt overschreden in 2050, toegepast per scenario op een bui van 79 mm.

Romero heeft extreme buien gemeten in Lelystad met behulp van de klimaatscenario’s omgezet naar te verwachten buien in 2050. Uit de tabellen in bijlage D blijkt dat de bui, gemeten op 29 juli 2005, voor alle vier de scenario’s in de meest extreme bui resulteert. Wederom blijkt “scenario W” de meest extreme verwachting voor de neerslagsom te geven: 74,9 mm. De overige scenario’s verwachten een neerslagsom van maximaal 67,3 mm. Helaas is de herhalingstijd voor deze bui niet bekend.

109 110

Romero(2007) Smits (2004)

88


De maatgevende bui dient gebaseerd te zijn op een bui van 24 uur met een herhalingstijd van honderd jaar, waarin de klimaatscenario’s zijn meegenomen. De resultaten in tabel 27 voldoen het best aan deze eis, ze zijn echter gebaseerd op de invloed van klimaatveranderingen bij buien met een herhalingstijd van 10 jaar. Wegens het ontbreken van informatie over de invloed van klimaatsveranderingen op neerslag met een herhalingstijd van 100 jaar wordt er met de getallen uit tabel 27 gewerkt. Om het systeem voldoende robuust te ontwerpen wordt gekozen om een ontwerpbui van 89 mm als maatgevend te nemen. In figuur 29 (zie paragraaf 3.1.2) kan de gebiedsreductiefactor afgelezen worden. Een oppervlakte van 47 km2 en een neerslagduur van 24 uur resulteert in factor 0,94 en zodoende in een ontwerpbui van 82 mm. Deze reductie mag echter alleen toegepast worden voor het berekenen van de wateropgave van het gehele gebied. De afvoercapaciteit van de tochten zal op 89 mm gedimensioneerd moeten worden. 4.4.4 Wateropgave De maatgevende bui wordt gedeeltelijk door sloten en tochten afgevoerd naar het piekbekken en gedeeltelijk in de bodem opgenomen. Dit resulteert in een tijdelijk kleinere drooglegging. Hoeveel water er in de bodem opgenomen wordt is afhankelijk van de toelaatbare grondwaterstijging. De bovenste 30 cm van de bodem, die overeen komt met de geploegde laag, levert bij inundatie veel overlast op. Daarom wordt er gekozen om in extreme situaties het grondwaterpeil tot dit niveau te laten stijgen. Hierdoor is een peilstijging van 25 cm in het lage deel en 40 cm in het hoge deel mogelijk is, zie figuur 45. Het peil in het hoge gedeelte zal meer stijgen doordat aangenomen wordt dat het grondwaterpeil het waterpeil in de tochten zal volgen. Dit peil heeft een gradiënt gelijk aan de bodem (zie paragraaf 4.4.5). In hoeverre het grondwaterpeil daadwerkelijk volgt is afhankelijk van de slootafstanden en de doorlatendheid van de grond. De peilstijging resulteert in een gemiddelde peilstijging van 32,5 cm over een peilgebied. Dit komt bij een effectieve porositeit van 20 % (zie paragraaf 2.5.1) overeen met 65 mm neerslag. De overige 17 mm (82 - 65 mm) zal in het oppervlaktewater opgevangen moeten worden, wat grotendeels uit het piekbekken bestaat.

89


30 cm 30 cm 25 cm

30 cm

30 cm

40 cm

25 cm

32,5 cm

40 cm

Overlaat Figuur 45 Een maatgevende 1:100 bui resulteert in een gemiddelde grondwaterstijging van 32,5 cm in peilgebied A, B en C.

4.4.5 Dimensies tochten Om een voldoende afvoer te kunnen garanderen dienen de tochten voldoende afvoercapaciteit te hebben. Deze worden gedimensioneerd op een gebeurtenis waarin alle neerslag met een intensiteit van 89 mm per dag tot afvoer komt, hetgeen overeen komt met 1,15E-6 m s-1 ofwel 11,5 mm s-1 ha-1 Deze afvoer zal niet direct plaatsvinden maar wordt vertraagd door de sponswerking van de bodem. Uit onderzoek bij Lelystad blijkt dat de afvoer ongeveer tien uur vertraagd wordt voordat deze zijn maximum bereikt.111 Almere Oost, dat een gelijkwaardige bodem als Lelystad heeft, zal gelijkwaardige vertraging kennen. Elk peilgebied wordt gedraineerd door twee tochten. Aangenomen wordt dat het af te voeren regenwater per peilgebied gelijk over deze tochten verdeeld wordt (Q½). In tabel 28 staat per peilgebied de oppervlakte, totale cumulatieve afvoer en afvoer per tocht vermeld. Tevens wordt vermeld hoe snel het waterpeil in het peilgebied zou stijgen wanneer deze niet kan afwateren (terwijl bovenstroomse peilgebieden wel afwateren).

111

Ven (2007), 82

90


Peilvlak C west B west A west C oost B oost A oost Piek + Eem

Oppervlak (ha) 545 680 320 395 1080 510 1090

Q cumulatief (m3 s-1) 5,6 12,6 15,9 4,1 15,2 20,4 47,6

Q½ (m3 s-1) 2,8 6,3 8,0 2,0 7,6 10,2 -

Stijging (mm h-1) 3,7 6,5 17,6 3,7 5,0 14,2 15,5

Tabel 28 Oppervlaktes van de peilgebieden met het cumulatieve debiet welke resulteert uit een bui van 99 mm gedurende één dag. Q½ is de helft van het cumulatieve debiet, dit is het debiet waarop de tochten gedimensioneerd worden. De stijging geeft aan hoe snel het waterpeil in het peilvlak stijgt wanneer deze niet kan afwateren.

Met behulp van de formule van Strickler kan de diepte en breedte van de tochten bepaald worden. Deze methode gaat uit van uniforme stroming. Figuur 46 illustreert enkele parameters aan de hand van de dwarsdoorsnede en lengteprofiel. In tabel 29 staan de verschillende parameters, hun achtergrond en de waarden van de constanten vermeld. Formule van Strickler: 112 2

1

Q = kAR 3 s 2 Hierin zijn:

R=

A P

A = (b + my ) y

P = b + 2 y 1 + m2 s=

∆h L

Figuur 46 Dwarsdoorsnede en lengteprofiel van een tocht.113

112 113

Ankum (2002) Ankum (2002), bewerkt

91


De stroomsnelheid wordt berekend met behulp van het debiet en de natte doorsnede: v=

Q A

De totale breedte hangt af van de breedte van de bodem en de helling van het talud: btotaal = b + 2my Parameter g Gravitatieconstante m Helling van het talud k Strickler coëfficiënt L Lengte van het kanaal ∆h Verval tussen de peilvlakken Q Debiet s Gradiënt van de helling b Breedte van het kanaal y Diepte van het kanaal btotaal Breedte wateroppervlak R Hydraulische straal A Natte doorsnede P Natte omtrek v Stroomsnelheid

Achtergrond Constante Flauw, natuurvriendelijk Ruwe bodem Opmeten in kaart Zie paragraaf 4.3.3 Berekende Q1/2 in tabel 28 Berekenen Empirische bepalen Empirische bepalen Berekenen Berekenen Berekenen Berekenen Berekenen

Waarde 9,81 3 25 0,25

Eenheid m s-2 m m⅓ s-1 m m m3 s-1 m m m m m2 m m s-1

Tabel 29 Parameters met hun achtergrond en de waarden van de constanten.

Met bovenstaande formules en bekende waarden kunnen alle onbekenden berekend worden, alleen de breedte “b” en diepte “y” worden empirisch bepaald. De resultaten staan in tabel 30. Hieraan verbonden randvoorwaarden zijn: • • •

•

•

Qcheck is de waarde die resulteert uit de formule van Strickler, deze dient groter te zijn dan Q1/2 om voldoende afvoercapaciteit te garanderen. De diepte dient minimaal 95 cm bedragen, dit is het verschil tussen maximale waterstand en de ondoorlatende laag. De maximaal toelaatbare diepte bedraagt 1,80 m, dit om eventuele kwel te voorkomen die veroorzaakt wordt door een afnemende hydraulische weertand van de bodem. Om het gevoel van “leven met water” te vergroten wordt getracht om elk peilvlak een eigen identiteit te geven. Door de breedte van het wateroppervlak “btotaal” een bepaalde breedte per peilvlak te geven wordt onderscheid gemaakt tussen een hoog en droog, of laag en nat gebied. Richtlijnen voor “btotaal” per peilvak zijn: o In peilvlak C: kleiner dan 16 m. o In peilvlak B: 16 tot 30 m. o In peilvlak A: groter dan 30 m. Dit zijn geen harde eisen maar indicatieve waarden. Uit tabel 30 blijkt dat niet alle peilgebieden hieraan kunnen voldoen. Dit komt doordat de andere randvoorwaarden dit niet toelaten. De stroomsnelheid “v” mag vanwege de veiligheid en invloed op de ecologie niet groter worden dan 0,5 m s-1, welke snelheid niet wordt gehaald. 92


Tocht deel CW1 BW1 AW1

L (m) 6.045 744 1.209

Q½ (m3/s) 2,8 6,3 8,0

s (-) 4,14E-05 3,36E-04 2,07E-04

b (m) 7 11 18

y (m) 1,50 1,10 1,10

Qcheck (m3/s) 2,9 6,6 8,1

btotaal (m) 16,0 17,6 24,6

v (m/s) 0,16 0,40 0,34

CW2 BW2 AW2

2.232 4.464 744

2,8 6,3 8,0

1,12E-04 5,60E-05 3,36E-04

7 16 16

1,20 1,50 1,00

3,1 6,5 7,8

14,2 25,0 22,0

0,22 0,21 0,42

CO1 BO1 AO1

5.301 4.929 3.720

2,0 7,6 10,2

4,72E-05 5,49E-05 6,72E-05

7 20 24

1,20 1,50 1,50

2,0 7,6 10,3

14,2 29,0 33,0

0,16 0,21 0,24

CO2 BO2 AO2

558 4.557 1.581

2,0 7,6 10,2

4,48E-04 5,49E-05 1,58E-04

3 20 23

0,95 1,50 1,20

2,1 7,9 10,3

8,7 29,0 30,2

0,37 0,21 0,32

Tabel 30 Dimensies van de tochten, de locatie van de tochtdelen staan vermeld in figuur 41. Qcheck is het debiet wat optreed wanneer de formule van Strickler wordt toegepast, Q1/2 is het debiet wat maximaal optreed bij een 1:100 bui.

4.4.6 Dimensie Eemgeul De Eemgeul krijgt belangrijke functies binnen Almere Oost: een transport-, verbindende-, recreatieve- en waterbergendefunctie. Daarnaast moet zij ook bijdragen aan een gezonde, mooie leefomgeving. Deze eisen resulteren in een relatief brede Eemgeul met voldoende ruimte voor scheepvaart en flauwe, natuurvriendelijke oevers. In figuur 48 staan voorbeelden van verschillende oeverprofielen die afhankelijk van het type landschap aan de Eemgeul toegepast kunnen worden. Deze profielen zijn afgeleid van aantal basis vormen die in paragraaf 4.6 worden besproken. De Eemgeul zal geschikt moeten zijn voor zowel de recreatievaart als de beroepsvaart. Beroepsvaart zal grotendeels bestaan uit een waterbus die de verschillende kernen langs de Eemgeul en piekbekken verbindt.114 Om dit gelijktijdig mogelijk te maken zal de geul breed genoeg moeten zijn zodat twee beroepsvaart boten elkaar kunnen passeren, waarbij er ruimte moet zijn voor pleziervaart aan de zijkant. Hierdoor zal de effectieve vaarbreedte (breedte die benut kan worden door de boten) ongeveer 40 m bedragen. De oevers zullen een talud van ongeveer 1:3 hebben. Met een kieldiepte van maximaal 1,50 m en wanneer beide oevers natuurvriendelijk worden uitgevoerd, resulteert dit in een totale breedte van ongeveer 50 m. Op locaties met een meer stedelijk karakter zal de totale breedte echter kleiner uitvallen (profiel E in figuur 48), op locaties waar veel natuur gewild is zal deze juist breder worden (profiel C in figuur 48). De diepte zal ongeveer 2,5 m bedragen, zodat er voldoende diepgang voor de scheepvaart aanwezig is.

114

Zie verder: Minnema (2009)

93


Seizoensbekken

Eemgeul

Piekbekken Figuur 47 Een impressie van de Eemgeul.115

Figuur 48 Diverse oeverprofielen die bij de Eemgeul toegepast kunnen worden.116

4.4.7 Dimensies bekkens De oppervlaktes van de bekkens zijn vastgesteld in tabel 26, de dieptes zijn hier echter nog niet bepaald. Deze zijn afhankelijk van de wateropgave, van het sluiten van de grondbalans en de vormgeving voor natuur en recreatie. Hierbij wordt er van uitgegaan

115 116

Peter Minnema (2009) Minnema (2009)

94


dat er op beide locaties zonder problemen (zie paragraaf 2.5.4) zand afgegraven kan worden, waarbij klei als kwelwering wordt teruggeschoven. De diepte van de bekkens heeft grote invloed op de waterkwaliteit. Een gedeelte van het bekken dient ondiep te zijn zodat substraat gebonden organismen (zie paragraaf 2.6.1) een goede leefomgeving hebben. Zij zijn afhankelijk van fotosynthese om te overleven en prefereren een omgeving vlak onder het wateroppervlak. Met deze gegevens zal binnen dit ontwerp gekozen worden om deze ecologische zone op ongeveer 40 cm diepte te realiseren. Het bekken dient tevens een diep gedeelte te hebben zodat zonnestralen hierop geen invloed hebben. Binnen het ontwerp wordt gekozen voor een diepte van ongeveer 18 m. Hieronder wordt uitgelegd waarom dit van belang is. In een warme periode kan ondiep water tot meer dan 20 °C opwarmen, een goed klimaat voor algengroei. Doordat zonnestralen slechts invloed hebben tot enkele meters onder het wateroppervlak zullen diepe delen hierdoor nauwelijks beïnvloed worden. Door het verschil in temperatuur kan er in de zomer thermische stratificatie ontstaan: de scheiding van waterlagen ten gevolge van een verschil in dichtheid veroorzaakt door temperatuurverschil. Deze scheiding zorgt ervoor dat er geen uitwisseling van water meer tussen de lagen plaatsvindt. In tegenstelling tot de warme, zuurstofrijke toplaag van het bekken (het epilimnion), is het koude, diepe deel (het hypolimnion) grotendeels zuurstofarm door een gebrek aan fotosynthese. Vaak is er zelfs een zuurstoftekort door respiratie van afstervende organismen die naar de bodem zijn gezonken. Deze organismen nemen een deel P in vaste vorm met zich met zich mee. Hierdoor neemt het totaal gehalte P in het epilimnion af. Door dit proces is in de zomer het totaal fosfaat gehalte in het epilimnion van diepe meren lager dan in ondiepe meren (zie figuur 49). Door dit proces hebben de primaire producenten, en dus de algen, minder nutriënten beschikbaar om te groeien.

Figuur 49 Het gehalte totaal fosfaat in het epilimnion van een ondiep en een diep meer als percentage van het wintergehalte.117

Het beschikbare gehalte opgeloste zuurstof in het epilimnion fluctueert gedurende de dag: overdag wordt er zuurstof aangemaakt door assimilatie (fotosynthese), ’s nachts neemt dit gehalte af door respiratie van organismen. Wanneer deze schommeling grote waarden aanneemt heeft dit negatieve invloed op de aquatische flora en fauna. Voornamelijk vissen zijn slecht bestand tegen deze schommeling.118 Stratificatie kan eenvoudig

117 118

Scheffer (1998) Bolier (2007)

95


voorkomen worden door het toepassen van beluchting op de bodem van het bekken, waardoor er menging in het bekken optreedt. Deze maatregel heeft diverse ecologische voordelen: •

• • •

Fytoplankton wordt met de stroming van het water de diepte ingevoerd. Hierdoor komt de fytoplankton buiten het bereik van het daglicht, waardoor deze gaat respireren. Hierdoor wordt algengroei beperkt en kan zelfs afnemen. De stratificatie wordt teniet gedaan, waardoor natuurlijke menging sneller plaats vindt. De watertemperatuur in het epilimnion loopt minder snel op, dit vermindert de algengroei. Het gehalte opgeloste zuurstof in het water neemt toe, dit leidt tot een stabieler ecosysteem.

In het bekken wordt naast een diepte van 40 cm en 18 m een diepte van 2 m gecreëerd. Deze diepte biedt goede mogelijkheden voor watersport, zoals zeilen, varen en zwemmen. Op deze manier wordt natuur, wonen en recreatie gecombineerd door het aanleggen van eilanden, strand, en natuurlijke en verharde zones langs de oever. In paragraaf 6.3.1.3 toont figuur 85 een impressie van het piekbekken. De grondbalans staat in paragraaf 6.4 vermeld. Hieruit blijkt dat er totaal 12,5*106 m3 zand in het plangebied nodig is. Deze opgave wordt evenredig verdeeld naar de oppervlaktes van de bekkens: • •

Piekbekken: 7,8*106 m3. Seizoensbekken: 4,7*106 m3.

4.4.7.1 Dimensies piekbekken Berging piekbui Het piekbekken moet de capaciteit hebben om de wateropgave, zoals deze in paragraaf 4.4.4 gesteld is, op te vangen. Een maatgevende bui van 1:100 resulteert in een berging in de bodem van 65 mm, waarnaast 17 mm in het oppervlaktewater geborgen dient te worden. Dit bestaat grotendeels uit het piekbekken, maar ook uit de Eemgeul, sloten, tochten en overig open water. Het seizoensbekken wordt niet betrokken bij het berekenen van de wateropgave voor het piekbekken. Deze wordt geacht de neerslag die op het bekken valt zelf te kunnen bergen. De oppervlaktes van het open water zijn als volgt: • • •

Het piekbekken heeft een oppervlakte van 200 ha. De Eemgeul krijgt een breedte van 50 m (paragraaf 4.4.6), bij een lengte van ongeveer 9500 m krijgt deze een oppervlakte van 47,5 ha. Sloten, tochten en overig open water beslaan ongeveer 2 % van het totale land (het totale plangebied minus het seizoens- en piekbekken, en de Eemgeul), dit komt overeen met 87 ha. Er wordt dus van uitgegaan dat in het vlak van de Eemgeul nog 2 % open water komt (dit is naast de Eemgeul zelf).

Het totale land (oppervlak zonder open water) heeft een oppervlak van 4285 ha, 17 mm neerslag hierop komt overeen met een wateropgave van 0,73*106 m3. 96


In een extreme situatie mag het slootpeil in peilvlakken A, B en C tijdelijk 32,5 cm stijgen boven het maximale flexibele peil (paragraaf 4.4.4). De neerslag die direct op het wateroppervlak valt zorgt voor een stijging van 82 mm, waardoor er nog 24,3 cm bergingsruimte over is. Bij een oppervlak van 87 ha resulteert dit in een berging van 0,21*106 m3 water. Hierdoor resteert er een wateropgave van 0,52*106 m3 water die door het piekbekken en Eemgeul geborgen moet worden. De oppervlakte van de Eemgeul en het piekbekken bedraagt 247,5 ha. Dit komt overeen met een peilstijging in piekbekken en Eemgeul van 30 cm (inclusief de 82 mm neerslag die direct op het wateroppervlak valt). De resultaten van deze berekening zijn samengevat in tabel 31. Hierin staat tevens het totale percentage open water vermeld: 7,1 %. Dit is het percentage zonder dat het seizoensbekken is meegerekend. Inclusief het seizoensbekken bedraagt het percentage open water 9,8 %.

Piekbekken Eemgeul Sloten etc. Totaal

Oppervlakte (ha) 200 47 87 334

(%) 4,2 1,0 2,0 7,2

Te bergen (106 m3)

Stijging (cm)

0,52

31

0,21 0,73

32,5

Tabel 31 De oppervlaktes van de ontvangende wateren (in ha en als percentage van het plangebied), de te bergen hoeveelheden water en de resulterende peilstijgingen. In het totale percentage is het seizoensbekken niet opgenomen.

Grondbalans piekbekken Om aan de waterkwaliteitseisen en de grondopgave van 7,84 ha te voldoen, wordt het piekbekken ingedeeld in drie verschillende niveaus en oppervlakten: • Een ondiep deel van 0,4 m diepte met een ruimtebeslag van 30 %. Dit gedeelte wordt voornamelijk gereserveerd als ecologische zone. • Een middel diep deel van 2 m diepte met een ruimtebeslag van 55 %. • Een diep deel van 18 m diepte met een ruimtebeslag van 15 %. Uit tabel 32 blijkt dat de gekozen inrichting de gevraagde 7,8*106 m3 oplevert. Piekbekken Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3 Totaal

Diepte (m) 0,4 2 18

Oppervlakte (%) 30 55 15 100

(ha) 60 110 30 200

Volume (106 m3) 0,24 2,20 5,40 7,84

Tabel 32 Indeling van het piekbekken in niveaus.

4.4.7.2 Dimensies seizoensbekken Berging voor droge periode Het seizoensbekken dient voldoende water te bevatten om gedurende een droge periode het gebied van voldoende water te voorzien. In paragraaf 3.1.3 is te lezen dat in een 97


maand een maximale verdamping van 140 mm kan plaatsvinden, welke situatie hier dan ook als maatgevend wordt aangenomen. Uit figuur 28 blijkt dat in dezelfde maand in extreme situaties nauwelijks neerslag valt. Voor het berekenen van het minimale volume van het seizoensbekken worden de volgende voorwaarden aangenomen: • • • •

Het flexibele peil in het plangebied staat op het laagste niveau. Gedurende één maand valt er geen neerslag. In één maand verdampt er 140 mm. Het peil in het plangebied moet binnen de marges van het flexibele peil blijven.

In deze situatie dient er 6,64*106 m3 water beschikbaar te zijn. Dit komt overeen met 5,53 m water in het seizoensbekken (bij een over de diepte constante oppervlakte van 120 ha). De resultaten van deze berekening zijn samengevat in tabel 33. Om een dergelijke peilopzet boven maaiveld te verwezenlijken zullen forse dijken om het seizoensbekken nodig zijn. Wanneer een dergelijke stijging ongewenst is kan ervoor gekozen worden om het piekbekken te vergroten, het watertekort te accepteren of water uit de Hoge Vaart in te laten. Deze keuze wordt hieronder verder uitgewerkt.

Seizoensbekken

Oppervlakte (ha) (%) 120 2,5

Te bergen (106 m3) 6,64

Stijging (m) 5,53

Tabel 33 De oppervlakte van het seizoensbekken (in hectare en als percentage van het plangebied), de te bergen hoeveelheid water en de resulterende peilstijging.

In een extreem droog jaar kan een watertekort op de jaarbalans ontstaan van 210 mm (paragraaf 3.1.3). Wanneer het seizoensbekken geacht wordt in deze reserve te voorzien dient er 9,95*106 m3 water in het bekken aanwezig te zijn wat overeenkomt met 8,3 m water. Dit is niet haalbaar. In een dergelijke situatie zal water uit de Hoge Vaart het gebied ingelaten moeten worden om het tekort aan te vullen, eventueel in combinatie met een verlaging van het flexibele peil. Berging van piekbui in seizoensbekken Wanneer een extreme bui heeft plaatsgevonden zal het gebied het water tijdelijk kunnen vasthouden in de bodem en het oppervlaktewater. Om daarbij voldoende ruimte beschikbaar te maken voor een volgende bui zijn er twee mogelijkheden: • •

Optie A: Het water opslaan in het seizoensbekken. Optie B: Het water afvoeren naar de Lage Vaart.

De keuze tussen optie A of B zal afhangen van de reeds beschikbare hoeveelheid water in het seizoensbekken. Aangezien een gemiddeld jaar een neerslagoverschot kent (zie paragraaf 3.3) zal er regelmatig voor optie B gekozen moeten worden. Optie A Volgens het C2C principe moet de neerslag opgevangen worden voor hergebruik. Dit betekent dat al het water naar het seizoensbekken gepompt moet worden, zodat het aangesproken kan worden in een droge periode. Hiervoor dient dan wel voldoende bergingsmogelijkheid aanwezig te zijn. Wanneer een maatgevende bui van 82 mm 98


geborgen moet worden in het seizoensbekken, komt dit overeen met een peilstijging van 3,2 m. Optie B Wanneer er niet gekozen wordt voor een grote peilfluctuatie in het seizoensbekken zal het water afgevoerd moeten worden naar de Lage Vaart. Dit is echter niet in overeenstemming met het C2C principe en het NBW. Aangezien er in de polder reeds pompen bestaan met een ontwateringscapaciteit van 1,5 l s-1 per hectare zal deze optie voor de afvoer waarschijnlijk geen grote problemen opleveren. Deze problematiek dient op regionaal niveau bekeken te worden. Grondbalans seizoensbekken Voor de grondbalans zijn er wederom twee mogelijkheden die afhankelijk zijn van de keuze voor het al dan niet toelaten van een grote peilvariatie in het seizoensbekken: • •

Optie A: Grote peilvariatie, één bodemniveau. Optie B: Kleine peilvariatie, meerdere bodemniveaus.

Optie A Wanneer er in het seizoensbekken regelmatig grote peilvariaties optreden zal het niet mogelijk zijn om ondiepe oevers voor vegetatie te creëren. Het peilverschil is hiervoor te groot. Het is echter wel mogelijk om drijvende moerassen aan te leggen (zie paragraaf 5.2.2). Deze drijvende plantenbakken zorgen voor een groene omgeving, creëren foerageer- en nestplekken voor fauna en verbeteren de waterkwaliteit. Indien gekozen wordt voor het aanleggen van een bekken bestaande uit één niveau, voldoet een diepte van 4 m. Bij een oppervlakte van 120 ha komt dit overeen met 4,8*106 m3 grond. Dit voldoet aan de vraag van 4,7*106 m3 grond. Optie B Wanneer er niet gekozen wordt voor het creëren van een grote peilvariatie zijn de volgende twee alternatieven mogelijk: • •

Een tijdelijke verdere verlaging van het flexibele peil toestaan. Water uit de Hoge Vaart inlaten.

Deze alternatieven gaan echter tegen de principes van hoofdstuk 1 in. Namelijk, een peilverlaging maakt het systeem minder robuust en gaat ten koste van de agrarische opbrengst. Water inlaten uit de Hoge Vaart gaat tegen het C2C principe in. Wanneer er gekozen wordt om zowel aan de waterkwaliteitseisen als aan de grondopgave van 4,7*106 m3 te voldoen, zal het seizoensbekken ingedeeld worden in een drietal niveaus en oppervlakten: • • •

Een ondiep deel van 0,4 m diepte met een ruimtebeslag van 30 %. Een middel diep deel van 2 m diepte met een ruimtebeslag van 55 %. Een diep deel van 18 m diepte met een ruimtebeslag van 15 %.

Uit tabel 34 blijkt dat deze gekozen inrichting de gevraagde 4,7*106 m3 grond oplevert.

99


Seizoensbekken Diepte (m) Niveau 1 0,4 Niveau 2 2 Niveau 3 18 Totaal


(%) 30 55 15 100

Volume (106 m3) 0,14 1,32 3,24 4,70

Tabel 34 Indeling van het seizoensbekken in niveaus.

4.4.8 Circulatietijd De circulatietijd geeft aan hoe lang het duurt om al het water in het systeem eenmalig te laten circuleren. Deze periode heeft sterke invloed op de waterkwaliteit, aangezien het water na het omhoog pompen naar het seizoensbekken gefilterd wordt (zie paragraaf 4.5). Een korte circulatietijd lijkt daarom favoriet, dit heeft echter als nadeel dat een groot pompvermogen met bijkomend energieverbruik nodig is. Gezien het volume van het piek- en seizoensbekken is het niet haalbaar het gehele watersysteem in korte tijd te circuleren. Uit ecologisch oogpunt is het ook niet van belang dat het water in deze bekkens in hoog tempo ververst wordt. Natuurlijke processen helpen in deze bekkens om de waterkwaliteit hier op orde te houden. De relatief ondiepe Eemgeul, vaarten en sloten zullen geconfronteerd worden met de grootste vervuiling. Deze wateren doorkruisen het gehele plangebied en vangen uiteindelijk al het afstromende en infiltrerende regenwater op, resterende afvalstoffen en nutriënten inclusief. Door het geringe volume aan water in deze kanalen is er op korte termijn dreiging van eutrofie waardoor algengroei ontstaat. Doorspoeling is daarom van groot belang. Om de optimale verblijftijd te bepalen is verder onderzoek nodig naar de exacte omstandigheden in het systeem. In dit onderzoek wordt aangenomen dat in een warme periode een maximale verblijftijd van één week in de Eemgeul, sloten en tochten gewenst is. Gedurende een koudere periode waarin, de watertemperatuur relatief laag is, mag de circulatietijd vergroot worden. Pompcapaciteit Om een verblijftijd van één week te bewerkstelligen dient er voldoende pompcapaciteit aanwezig te zijn. Het percentage sloten en tochten bedraagt ongeveer 2 % van het plangebied (87,5 ha). Uitgaande van een rechthoekig profiel zijn deze wateren gemiddeld 70 cm diep. De Eemgeul heeft een oppervlakte van 47,5 ha bij een diepte van ongeveer 2,5 m. Dit resulteert in een volume van 1,8*106 m3 water. Een pomp met een capaciteit van 3 m3 s-1 kan deze watermassa in één week verwerken. De totale watermassa in het gebied bedraagt ongeveer 14,3*106 m3 (1,8*106 m3 voor sloten, tochten en Eemgeul + 12,5*106 m3 voor piek- en seizoensbekken). Bij een debiet van 3 m3 s-1 duurt het 55 dagen om het gehele watersysteem te circuleren.

4.5 Filtratie De kwaliteit van het toekomstige watersysteem van Almere Oost wordt bedreigd door talrijke vervuilende bronnen. De Flevolandse polder kreeg na drooglegging een hoofdzakelijk agrarische bestemming, zo ook het plangebied van Almere Oost. De nalevering van meststoffen uit deze gronden zorgen voor een permanente belasting van 100


het watersysteem met voedingsstoffen. In de nieuwe plannen voor het gebied is er ruimte voor stadslandbouw, dat tevens zal bijdragen aan de nutriënten belasting van het watersysteem. Daarnaast is een grote potentiële belasting afkomstig van de 40.000 inwoners die het plangebied moet kunnen herbergen. De nutriënten vormen een goede voedingsbron voor diverse waterplanten waaronder algen. In de zomer kunnen deze nutriënten in combinatie met een hoge watertemperatuur leiden tot de ontwikkeling van de schadelijke cyanobacterie. Momenteel wordt de kwaliteit van het watersysteem in het plangebied gereguleerd door het regelmatig door te spoelen met water uit de Hoge Vaart. In de nieuwe situatie wordt het inlaten van gebiedsvreemd water zoveel mogelijk voorkomen. Hierdoor zal zonder extra maatregelen veel overlast van algen door overmatige eutrofiering ontstaan. Circulatie van het watersysteem alleen is onvoldoende om de waterkwaliteit te verbeteren tot zwemwaterkwaliteit. Het water dient tevens gefilterd te worden. In paragraaf 5.2 worden diverse mogelijkheden van natuurlijke filtratie behandeld. Voor de filtratie van het watersysteem is een verticaal helofytenfilter de meest praktische toepassing. Deze methode wordt ook vermeld bij het circulatiemodel van de gidsprincipes van Tjallingii (zie paragraaf 1.5). Locatie filters De meest practische locatie voor een helofytenfilter is bij het gemaal tussen de Eemgeul en het seizoensbekken. Het water moet hier naar een hoger peil gebracht worden en kan dus direct in een vertikaal helofytenfilter gepompt worden waarna het in het seizoensbekken stroomt. Naast het zuiveren van het watersysteem is het ook van belang te voorkomen dat er een hoge belasting aan nutriënten via gebiedsvreemd water het systeem binnenkomt. Bij de aansluiting met de Lage- en de Hoge Vaart dient daarom tevens filtratie plaats te vinden. Bij de aansluiting met de Hoge Vaart is deze van belang wanneer er in een droge periode een tekort aan water in het systeem is. Water uit de Hoge Vaart wordt dan Almere Oost ingelaten. Bij de aansluiting op de Lage Vaart is een filter van belang wanneer er wateroverlast in het buitengebied optreedt. Water uit de Lage Vaart kan dan Almere Oost worden ingelaten. De herhalingskans van deze gebeurtenis is vrij klein. Ondanks dit is een filter op deze locatie toch belangrijk aangezien de kwaliteit van het water in de Lage Vaart zeer slecht is.

4.6 Type oevers Het watersysteem in Almere Oost dient zoveel mogelijk groen, natuurvriendelijk en veilig te zijn. Steile oevers met beschutting passen daarom slecht binnen deze visie. In een sterk verstedelijkt gebied ontkom je echter niet aan steile oeverwanden door de hoge economische waarde van de grond. In figuur 50 staan drie verschillende oeverprofielen die gebasseerd zijn op twee extremen: een trapsgewijze, flauwe oever en een verticale verharde oever. Tussen deze extremen zijn echter allerlei varianten mogelijk. De belangrijkste kenmerken van deze oevers zijn: •

Een trapsgewijs profiel (accolade profiel) kenmerkt zich door een diep gedeelte, waar het hele jaar door water in staat. Door de grote structuurdiversiteit (zie paragraaf 2.6.1) krijgen macrofyten de kans hier te wortelen. Aquatische fauna vind bescherming tussen deze planten en zal zich hier vestigen. Het waterpeil varieert gedurende het jaar. In een droge periode zal het waterpeil laag staan, in 101


•

een natte periode hoog, dit vergroot de “leven met water” gewaarwording. Door de flauwe hellingen kan fauna gemakkelijk het water bereiken. Tevens is het voor kinderen gemakkelijker uit het water te komen wat bijdraagt aan de veiligheid. Een vertikaal profiel heeft een verharde beschutting, vaak bestaand uit baksteen, beton of hout. Dit profiel vormt een grote hindernis voor de fauna. Macrofyten krijgen door het ontbreken van ondiepten geen kans om te wortelen. Dit resulteert in een toename van fytoplankton, en alle problemen van dien. Hoewel het verticale profiel tot vermindering van het ruimtegebruik leidt en daardoor economisch aantrekkelijk is, dient er wel onderhoud aan gepleegd te worden. Bijkomstig nadeel is dat bij regenval het waterpeil door het rechthoekige profiel sneller zal stijgen dan bij een accolade profiel.

Figuur 50 Drie verschillende oeverprofielen: profiel land-land, profiel land-stad, profiel stad-stad.119

4.7 Het seizoensbekken als accu Nederland heeft de doelstelling om te investeren in duurzame energie, hetgeen grotendeels gezocht moet worden in de aanleg van windmolenparken. De Energieraad (een onafhankelijk adviescollege voor regering en parlement) heeft hierover de volgende uitspraak gedaan: “met name door de elektriciteit van grote windparken wordt het aanbod van elektriciteit wisselvallig en moet er een groot beroep worden gedaan op de flexibiliteit van de overige productie, een flexibiliteit die er in veel gevallen niet is. In het slechtste geval leidt een (te) hoog aandeel elektriciteit uit windenergie tot het stilleggen van een deel van de warmtekrachtproductie en dat heeft dan een verlies aan energiebesparing tot gevolg. De duurzaamheiddoelstelling kannibaliseert het besparingsbeleid.” 120 Momenteel wordt de hoge elektriciteitsvraag gedurende de piekuren opgevangen door gasturbines. Deze hebben een korte opstarttijd en kunnen daardoor snel reageren op een veranderende vraag. De overcapaciteit die gedurende daluren door windmolens

119 120

Minnema (2009) Energieraad (2008)

102


geproduceerd wordt, wordt gedeeltelijk naar Noorwegen geëxporteerd waar de energie gebruikt wordt om water naar een hoger niveau in stuwmeren te pompen. Wanneer de vraag naar energie toeneemt, kan de elektriciteit uit de stuwmeren teruggewonnen worden door water via waterkrachtcentrales uit het stuwmeer te laten stromen. Door deze stuwmeren is het niet langer noodzakelijk om energiecentrales ‘s nachts uit te schakelen of op een lager vermogen te laten draaien; de overcapaciteit kan in stuwmeren opgeslagen worden. Zo verhoogt opslag de technische betrouwbaarheid van de energievoorziening, stabiliseert het de kostprijs van elektriciteit en draagt het bij aan de vermindering van de CO2-uitstoot.121 Het transport van energie naar Noorwegen gaat ten kostte van wrijvingsverlies. Raadgevend ingenieursbureau Lievense en Kema Consulting heeft daarom onderzoek gedaan naar de mogelijkheid van energieopslag in een stuwmeer in Nederland. Hierbij is gekeken naar de aanleg van een energie-eiland in het Markermeer en voor de Nederlandse kust in de Noordzee. In een dergelijk eiland wordt een peilverschil gecreëerd tussen een kunstmatig meer in het eiland en het omringende water. Inpassing in Almere Oost Het seizoensbekken kan eenzelfde energiebesparende functie krijgen door hier grote peilfluctuaties toe te staan. Wanneer windmolens in Flevoland een overcapaciteit produceren kan hiermee water uit de Eemgeul het seizoensbekken worden ingepompt. Bij een elektriciteitsvraag kan het water uit het seizoensbekken via een waterkrachtcentrale terug de Eemgeul instromen. Hiervoor dienen wel voldoende hoge dijken aangelegd te worden. Het seizoensbekken wordt gesitueerd bij de reeds verhoogde A27 en de geprojecteerde A30. Daar de A27 reeds verhoogd is aangelegd zal het grondverzet beperkt blijven en het bekken slechts beperkte horizonvervuiling leveren. Een schematisch bovenaanzicht en zijaanzicht van dit watersysteem zijn weergegeven in bijlage G. Dimensies Het vermogen dat door de waterkrachtcentrale opgewekt kan worden is afhankelijk van het debiet en het verval tussen seizoensbekken en Eemgeul. Dit wordt verduidelijkt aan de hand van onderstaande formule 122: P = ∆h * φ * g * Q * η Hierin is: Parameter P Vermogen ∆h Peilverschil Dichtheid water φ g Gravitatie Q Debiet η Efficiëntie

121 122

Waarde 1000 9,81

Eenheid W m kg m-3 m s-2 m3 -

KEMA Consulting en Raadgevend ingenieursbureau Lievense (2007) Battjes (2002)

103


De overige parameters worden als volgt bepaald: •

•

Het maximale verval is afhankelijk van het waterpeil in de Eemgeul (-5,95 tot 5,45 m NAP) en het peil in het seizoensbekken. Het peil in het seizoensbekken kan zo hoog opgezet worden als de dijken het toelaten. In dit onderzoek wordt gekozen voor een maximaal niveau van 1 m NAP. Dit geeft een maximaal verval van ongeveer zes meter. Het maximale debiet is afhankelijk van de toelaatbare stroomsnelheid en de natte oppervlakte van de Eemgeul. In formulevorm als volgt : Q=v*A Hierin is: v A

•

= =

Stroomsnelheid Natte oppervlakte

[m s-1] [m2]

De stroomsnelheid in de Eemgeul mag maximaal 0,5 m s-1 bedragen. Bij hogere stroomsnelheden kunnen recreanten en beroepsvaart overlast ondervinden en kunnen gevaarlijke situaties voordoen. Daarnaast moet een te grote invloed op de ecologie voorkomen worden. De breedte van de Eemgeul bedraagt ongeveer 40 m bij een gemiddelde diepte van ongeveer 2,5 m. Dit resulteert in een debiet van 50 m3 s-1. De efficiëntie van het systeem is afhankelijk van diverse componenten, zoals: o Efficiëntie van de turbine. De efficiëntie is afhankelijk van het debiet. De turbine functioneert optimaal bij het ontwerp debiet waarbij een efficiëntie van ongeveer 90 % gehaald wordt. Wanneer het debiet hiervan afwijkt neemt de efficiëntie af.123 o Hydraulisch verlies. De efficiëntie neemt af door in- en uitstroom verliezen, verlies in bochten en wrijving in de pijpen. Dit levert een verlies van ongeveer 5 % op.124 o Efficiëntie van de wisselstroomgenerator: De mechanische energie wordt door middel van een wisselstroomgenerator omgezet in elektrische energie. Hierbij treedt een verlies van ongeveer 5 % op.125 De totale efficiëntie bedraagt hierdoor ongeveer 81 %.

Wanneer het debiet constant gehouden wordt op 50 m3 s-1, en de turbine hierop ontworpen is, zal de waterkrachtcentrale een vermogen opleveren die afhankelijk is van de hoogte van het waterpeil in het seizoensbekken. Dit netto vermogen is als functie van het peilverschil en de leegloopduur weergegeven in figuur 51. Hieruit blijkt dat bij een peilverschil van 6 m een vermogen van ongeveer 2,4 MW opgewekt wordt. Vanaf het maximale peil duurt het ongeveer 33 uur voordat het seizoensbekken op gelijk niveau met de Eemgeul staat. Het peil in het seizoensbekken wordt echter geacht niet verder te zakken dan het niveau in “peilvlak C”. Hierdoor moet het minimaal resterende peilverschil ongeveer 1 m bedragen waardoor de leegloopduur wordt verkort met 5 uur.

123

Harvey (1993) Penche (1998) 125 Penche (1998) 124

104


Verder is de toelaatbare peilzakking tevens afhankelijk van de beschikbare hoeveelheid water in het watersysteem en de invloed van het klimaat hierop in de aankomende periode. 40,0

Vermogen (MW)

30,0 2,0 25,0 1,5

20,0 15,0

1,0

10,0 0,5

Leegloopduur (h)

35,0

2,5

5,0

0,0

0,0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

Peilverschil (m)

Figuur 51 Het peilverschil als functie van het netto vermogen en de tijd. De tijd geeft aan hoe lang het reservoir nodig heeft om leeg te lopen, uitgaande van een constant debiet.

Uit tabel 57 in bijlage F.4 blijkt dat het elektriciteitsverbruik in Almere Oost op jaarbasis ongeveer 54*106 kWh zal bedragen. Dit komt overeen met een constant verbruik van 6,16 MW. De potentiële energie in het seizoensbekken kan dus een substantiële bijdrage leveren om de piekvraag af te vlakken. Helaas is het erg lastig gebleken om informatie over de piekvraag van een gemiddeld huishouden gedurende de dag te verkrijgen. Er is echter wel informatie beschikbaar omtrent het gemiddelde maandelijkse dagvolume aan elektriciteit dat op de Amsterdam Power Exchange (APX) verhandeld wordt. Figuur 52 toont dit gemiddelde dagvolume, voor piek- en daluren, in de periode 2006 en 2007. Uit de grafiek blijkt dat het verschil tussen dal- en piekvolume ongeveer een factor drie bedraagt. Het betreft hier echter energie voor de gehele Nederlandse markt, dus niet alleen voor huishoudens. Huishoudens zijn verantwoordelijk voor ongeveer 20 % van het totale elektriciteitsgebruik in Nederland.126 De grafiek geeft dus niet een volledig representatief beeld van het piekverbruik maar kan wel als indicatie gebruikt worden.

126

EnergieNed (2008)

105


Figuur 52 Gemiddelde maandelijkse dagvolume aan elektriciteit die op de APX verhandelt werd in 2006 en 2007. Weergegeven voor piek- en daluren in megawattuur.127

127

EnergieNed (2008)

106


5 WATERMANAGEMENT OP WIJKNIVEAU In dit hoofdstuk wordt het waterbeheer in en rond het huis en in de wijk bekeken. Hierbij is een belangrijk uitgangspunt het aantal leidingen en transportmeters in het plangebied te minimaliseren. Hieraan ligt ten grondslag dat riolering en drainageleidingen kostbaar zijn in aanleg en veel onderhoud vergen. Daarom moet zoveel mogelijk gebruik gemaakt worden van natuurlijke processen: regenwater, grondwater, oppervlaktewater en de zuiverende werking van het ecosysteem. Uiteraard gelden in dit hoofdstuk ook de andere criteria die eerder opgesteld zijn (zie paragraaf 4.1 voor een opsomming). Het schema in figuur 53 geeft het watersysteem in de wijk weer. Zoals in het schema te zien is wordt zoveel mogelijk gebruik gemaakt van infiltratie (paragraaf 5.1). Natuurlijke zuivering van afstromend regenwater en grijs water minimaliseert het aanbod van zwart water (paragraaf 5.2). In paragraaf 5.3 wordt gekeken naar het bergen van neerslag op of om de woning, gevolgd door mogelijkheden om dit water te gebruiken in de woning (paragraaf 5.4). In paragraaf 5.5 komen verschillende bronnen voor bluswater te sprake, gevolgd door een analyse van het huidige en de gewenste drinkwatervoorziening en afvalwaterzuivering (paragraaf 5.6). 3de water voerende pakket

Drink water productie DI

O

T

A N E

Toilet spoeling

IZ

Grijs water filter

Riool

Atmosfeer

E

Zwart water zuivering

L

OV

Verhard Oppervlak

IN

IN

Grondwater N

T

L

Onverhard Oppervlak

Oppervlaktewater

Regen tanks

Huis houdens T

D

IN

N E

A = Afstroming D = Drainge IZ = Inzameling L = Lozing T = Transport

DI = Distributie E = Evaporatie IN = Infiltratie N = Neerslag O = Onttrekking OV = Overstort

Figuur 53 Schematische weergave van het watersysteem.

5.1 Invloed van infiltratie Door regenwater in de grond te infiltreren en gebruik te maken van de hoge doorlatendheid en drainerende werking van de kleischeuren, is een traditioneel regenwater riool niet nodig. Door regenwaterinfiltratie in de stad zal het hydrologische 107


effect van urbanisatie verkleind worden (zie figuur 54). Waar in traditionele steden de afstroming toeneemt, en de verdamping en infiltratie afneemt, worden deze transities bij infiltratie gemarginaliseerd.

Figuur 54 Het effect van verstedelijking op de bestemming van neerslag. Ondanks de verharding van het oppervlak wordt er in het stedelijke deel van Almere Oost net zoveel neerslag geïnfiltreerd als in de preurbane situatie128

De mate van infiltratie heeft niet alleen gevolg op de grootte van de afvoer maar ook op de responsietijd. In een landschappelijk gebied, met een hoge infiltratie waarde, heeft de “sponswerking” van de grond naast een bepaalde opname capaciteit ook een vertragende werking op de afstroming. Het afstromende debiet wordt hierdoor uitgesmeerd over de tijd, zie figuur 55. In een stedelijk gebied, met een lage infiltratie capaciteit, is de sponswerking veel kleiner, hierdoor komt het water versneld tot afstroming en wordt er minder water vastgehouden. Dit leidt tot een grote piek in het afstromende debiet. Behalve dat deze piek veel hoger is dan de piek van het landschappelijke deel komt deze ook eerder tot afvoer.

128

Butler and Davies (2004), bewerkt

108


Figuur 55 Effect van verstedelijking op het piek gehalte van de afvoer.129

5.2 Duurzame filtermethoden Relatief schoon regenwater raakt vervuild wanneer het over verhard oppervlak afstroomt. De mate van verontreiniging hangt af van onder andere de aard, het seizoen en het gebruik van het oppervlak. Zo zijn zinken dakgoten, strooizout en verkeersintensieve wegen notoire vervuilers. Veel microverontreinigingen kunnen uit water gefilterd worden doordat deze verontreinigingen zich binden aan grotere deeltjes die bezinken. In onderstaande paragrafen worden achtereenvolgens het helofytenfilter, drijvende moerassen, sedimentatietank, zandfilter, bodempassage en doorlatende verharding besproken. 5.2.1 Helofytenfilter Een helofytenfilter is een filter om oppervlaktewater te zuiveren van voornamelijk fosfaat (P) en stikstof (N). De helofyten zijn moerasplanten zoals riet, biezen en lisdodde, het substraat bestaat meestal uit zand en grind. Een helofytenfilter werkt zowel in de zomer als in de winter, mits voldoende wordt voorzien van isolatiemateriaal. Door de trage doorstroming neemt een helofytenfilter vaak een groot oppervlak in beslag. 130 Helofytenfilters zijn in drie soorten te onderscheiden:131 •

Vloeiveld: verontreinigd water stroomt over de bodem van het kunstmatige aangelegde moeras. Deze is zodanig ingericht dat er een zelfzuiverende werking optreedt, die ook in natuurlijk oppervlaktewater plaatsvindt. Deze techniek wordt alleen op kleine schaal toegepast. De hydraulische capaciteit is ongeveer 0,02 tot

129

Butler and Davies (2004), bewerkt www.helofytenfilter.nl, november 2008 131 Rombout et al. (2007) 130

109


•

•

0,05 m d-1. Wegens de kleine schaal en het kleine zuiverend vermogen is deze methode niet geschikt voor integratie in het ontwerp van het plangebied. Vertikaal filter: verontreinigd water infiltreert vanaf de oppervlakte in de kunstmatig aangelegde moerasbodem. De hydraulische capaciteit bedraagt ongeveer 0,1 tot 0,2 m d-1. Horizontaal filter: verontreinigd water passeert de kunstmatige moerasbodem horizontaal. Doordat een horizontaal filter een klein doorstromend oppervlak heeft bedraagt de hydraulische capaciteit slechts 0,01 tot 0,06 m d-1.

Figuur 56 Type helofytenfilters.132

Werking De werking van het verticale en horizontale helofytenfilter is globaal vergelijkbaar: zowel organische stoffen, zwevende stof, metalen als nutriënten worden verwijderd. De werking is gebaseerd op drie principes:133 •

•

•

132 133

Biologische activiteit: rond de rietwortels ontwikkelen zich na korte tijd grote concentraties aërobe bacteriën die de afvalstoffen (organische stoffen, nutriënten en metalen) in het water zeer efficiënt afbreken. De bacteriegroei rond de wortels wordt bevorderd door de rietplanten, die als een soort 'snorkels' zuurstof uit de lucht opnemen en naar de wortels transporteren. Wat verder van de wortels af is de bodem zuurstofarm, daar bevinden zich anaërobe bacteriën die leven van de aërobe bacteriën. In beperkte mate nemen de rietplanten ook P en N op voor de groei. Een deel hiervan komt weer vrij als de rietplanten afsterven in het najaar. Filtratie: het filteren van organische stoffen, metalen en drijvende deeltjes met geabsorbeerde/ gebonden sulfaat. Het onopgeloste materiaal wordt in de eerste lagen van het filter afgevangen. Adsorptie: het binden van P aan het substraat. De capaciteit van de grond om sulfaat op te nemen is afhankelijk van de chemische en fysische eigenschappen van zowel de bodem als het water.

Rombout et al. (2007), bewerkt Blom en Verhoeven (2007), Rombout et al. (2007)

110


Figuur 57 Dwarsdoorsnede van een vertikaal helofytenfilter.134

Doordat fosfaten in het filter worden gebonden aan de grond, zal op den duur (naar schatting na ongeveer 25 jaar) het filter verzadigd raken wat de levensduur beperkt. Na deze periode kan het systeem goedkoop vernieuwd worden door de grond te vervangen. Een voordeel is dat de met P verzadigde grond goed als meststof is te gebruiken. Het hoogste rendement wordt behaald wanneer het helofytenfilter gelijkmatig wordt belast en wanneer de ledigingstijd niet te kort is, zodat de processen hun werk kunnen doen. Bij voortdurende en volledig gevulde filters, is er een zuurstofloze situatie in tegenstelling tot kortdurend vullen en draineren. Hiermee wordt bepaald welke verontreinigingen worden verwijderd. De helofyten zijn dus niet goed bestand tegen grote schommelingen.135 Ontwerp Er bestaan geen landelijke richtlijnen voor het ontwerp, de aanleg en het onderhoud en beheer van helofytenfilters. Vanwege de complexe werking bestaat er weinig inzicht in het zuiveringsrendement en de werking van de verschillende zuiveringsprocessen. De zuivering door het helofytenfilter wordt daarom vaak als een black box beschouwd: “het water gaat erin en komt er schoner weer uit”. Echter, wat hiervoor heeft plaatsgevonden is onduidelijk.136 Vaak levert een combinatie van diverse filtratie methodes de beste resultaten, hiervoor is echter specifiek onderzoek nodig.137 5.2.2 Drijvende moerassen Drijvende moerassen zijn moerasachtige planten die op een hydrocultuur op het oppervlaktewater drijven. Het drijflichaam waarop een hydrocultuur kan gedijen kan van diverse materialen gemaakt worden en kan in diepe en ondiepe wateren toegepast worden. De wortels van de planten hangen in het water door openingen in het drijflichaam. Hierdoor ontstaat een groot potentieel groeioppervlak voor microorganismen die de nutriënten opname kan verbeteren. Doordat de planten drijven hebben ze alleen het water als voedingsbodem, waardoor ze gedwongen worden om hun nutriënten uit het water op te nemen in plaats van uit sediment. De drijvende moerassen verminderen tevens de algengroei doordat zij zorgen voor een toename van schaduw,

134

www.brinkvoswater.nl, juni 2008 Rombout et al. (2007) 136 Rombout et al. (2007) 137 Gesprek met Schuetze, T., juli 2008 135

111


vermindering van golferosie op de oevers en een toename van vestigingsplekken voor vogels en vissen.138 5.2.3 Sedimentatietank Een sedimentatietank is een voorziening die zorgt voor de berging of afscheiding van bezinkbare stoffen. Zuivering vindt plaats door middel van bezinking, adsorptie en microbiële processen. Verontreinigd slib zinkt naar de bodem waar het op den duur verwijderd moet worden. Wanneer de bergingscapaciteit van de tank wordt overschreden treed een overloop in werking. Hierdoor gaat de effectiviteit van de tank verloren. 5.2.4 Bodempassage Een bodempassage is een voorziening waarbij afstromend regenwater wordt geïnfiltreerd in een grondlaag waarbij gebruik wordt gemaakt van de bodem als zuiveringsprincipe. De verontreiniging wordt daardoor in de bovenste decimeters van de bodem vastgelegd of omgezet. Het gefiltreerde schone water wordt direct aan het grondwater toegevoegd of via een ontwateringsmiddel ingezameld en getransporteerd naar oppervlaktewater. Door het toevoegen en/of verhogen van specifieke bestanddelen (bijvoorbeeld humusgehalte, actief kool en/of ijzeroxide) in de bodemlaag kan het filtrerend en adsorberend vermogen van de grond worden vergroot, waarmee een hoger zuiveringsrendement wordt behaald en de werkingsduur worden verlengd. Zo kunnen naast nutriënten, zwevende stof en organisch materiaal tevens zware metalen en Polycyclische Aromatische Koolwaterstoffen (PAK) worden verwijderd. Bovendien kan een vegetatie worden aangebracht op de bodemlaag die verontreinigingen uit de bodem opneemt en een biologisch afbraakproces versnelt. 139

Figuur 58 Bodempassage.140

De bodempassage wordt in verschillende vormen uitgevoerd. Hieronder worden de voor Almere Oost meest toepasbare vormen besproken: wadi’s, infiltratie bermen en doorlatende verharding.

138

NIWA (2007) Rombout et al. (2007) 140 Rombout et al. (2007) 139

112


Wadi De wadi is een bufferings- en infiltratievoorziening die tijdelijk gevuld is met regenwater. Regenwater dat op het verharde oppervlak valt, wordt over licht hellende straten of via goten in de straat, naar de wadi geloodst waar het kan infiltreren in de bodem, of vertraagd kan worden afgevoerd naar het oppervlaktewater.

Figuur 59 Inpassing van een wadi in de wijk.141

Een wadi bestaat uit meerdere lagen. De toplaag van de wadi bestaat uit poreuze grond en heeft een zuiverende werking. Door het toepassen van humusachtige grond kan gras zicht beter ontwikkelen en is het ook bestand tegen betreding. Na infiltratie door de toplaag komt het water in een ondergrondse infiltratievoorziening, zoals een percolatiekoffer. Vanuit deze percolatiekoffer infiltreert het water verder de bodem in. Onder de lengterichting van de wadi loopt een drainbuis. Deze zorgt ervoor dat de delen waar de ondergrond minder goed doorlatend is, toch in verbinding staan met beter doorlatende grond. Uiteindelijk mondt de drain uit in het oppervlaktewater. Het is mogelijk om regelputten in de drain te plaatsen om het drainerend vermogen aan te passen. Tussen de toplaag en de ondergrondse infiltratievoorziening bevindt zich ook een directe verbinding, de slokop, die functioneert als een overstort, zie figuur 60.142

141 142

Ven (2007) Rombout et al. (2007)

113


Figuur 60 Dwarsprofiel van een wadi.143

Infiltratieberm Infiltratiebermen zijn zodanig naast de weg gelegen dat neerslag over het verharde oppervlak naar de bermen afstroomt. De bermen bestaan uit een poreuze filterende toplaag van enkele decimeters waar vervuiling in afgevangen wordt. Vanuit de filterende laag infiltreert het water in de ondergrond. Indien nodig kan de drainerende werking worden versterkt met een drain, zie figuur 61. De bermen kunnen goed gecombineerd worden met het plaatsen van bomen in een stedelijke omgeving. Zodoende wordt het waterbezwaar verminderd, wordt de waterkwaliteit verbeterd en komt er groen in de stad.144

Figuur 61 Werking infiltratieberm en praktijkvoorbeeld uit Australië.145

Doorlatende verharding Doorlatende verharding bestaat uit een wegdek dat waterdoorlatend is, zodat het water naar de onderliggende laag wordt afgevoerd. De onderliggende laag heeft zowel een funderende als een bergende werking. Het moet voldoende stabiel zijn voor bijvoorbeeld zwaar verkeer maar ook voldoende poreus zijn om water te kunnen bergen. Traditioneel

143

Rombout et al. (2007) Graaf (2008) 145 Graaf (2008), bewerkt 144

114


gebruikt zand voldoet niet aan deze eisen. Vanaf de onderliggende laag kan het water in de bodem infiltreren. Eventueel kan een drain worden aangelegd om het water vertraagd af te voeren, zie figuur 63.

Figuur 62 Principe van doorlatende verharding.146

Neerslag Water op straat Stenen en voegen Vlijlaag

Bergingslaag

Berging

Vertraagde afvoer

Evt drain

Ondergrond

Bodeminfiltratie

Figuur 63 Stromingsproces bij doorlatende verharding.147

De doorlatende verharding heeft tevens een zuiverende werking. Drie processen zijn hier debet aan: • • •

146 147

Filterende werking van de doorlatende verharding en funderingslaag. Adsorptie aan reactieve deeltjes in de fundering en de ondergrond (met name organisch stof, metaaloxides en kleideeltjes). Afbraak door microbiële omzettingsprocessen.

Rombout et al. (2007) Rombout et al. (2007), bewerkt

115


Het is belangrijk om de verharding goed te onderhouden om de infiltrerende capaciteit te behouden. Doordat verontreiniging in de voegen en poriën van de verharding gaat zitten dreigt deze op termijn te verstoppen. Het onderhoud bestaat uit eens per zes maanden vegen en eens per vijf à tien jaar uitzuigen. 5.2.5 Filter rendement Voor alle genoemde filters geldt dat vanwege de complexe werking er weinig inzicht bestaat in het zuiveringsrendement. Diverse metingen in de praktijk hebben wel geleid tot een indicatie van het rendement. Deze staan vermeld in tabel 35. Voor de bodempassage is alleen het gehalte Totaal Kjeldahl Stikstof (TKN) bekend, dit is de som van organische stikstof, ammonia (NH3) en ammonium (NH4+). Het gehalte totaal Stikstof (TN) is de som van het gehalte Totaal Kjeldahl Stikstof, nitriet en nitraat.

CZV Kjeldahl N Totaal N Fosfor Zwevende stof Koper Lood Coli PAK

Helofytenfilter

Sedimentatietank

72 53 83 96 97

45 30 90 90

88

Bodempassage 42 55 57 69 68 40 81

Doorlatende verharding 65-80 30-80 60-93 65 70-90

Tabel 35 Rendementen, zover bekend, van voorzieningen om regenwater te zuiveren in procenten.148

Grijswater filter In Almere Oost zal het grijze water op het oppervlaktewater geloosd worden. Het grijze water dient echter eerst door natuurlijke processen gezuiverd te worden zodat het oppervlaktewater niet nadelig beïnvloed wordt. Om voldoende rendement te behalen wordt gekozen voor zuivering in twee trappen: een sedimentatietank gevolgd door een horizontaal helofytenfilter. Verder onderzoek moet uitwijzen of deze zuiveringsstappen voldoen om aan de gewenste kwaliteit te komen. In de sedimentatietank worden de grote deeltjes afgevangen. Deze cumuleren op de bodem waar ze gedeeltelijk worden afgebroken door natuurlijke processen. Het resterende slib kan verwijdert worden door spoeling naar het zwart water riool. Na de sedimentatietank wordt het water gezuiverd door een horizontaal helofytenfilter alvorens uit te stromen in het oppervlaktewater (zie figuur 64). Voor het zuiveren van grijs water wordt als vuistregel aangenomen dat het helofytenfilter per persoon 0,5 tot 2,5 m2 oppervlakte beslaat. Door de horizontale richting van het filter komt het grijze water voor filtering niet in aanraking met de buitenlucht. Hierdoor is de kans dat mensen met vervuild water in aanraking komen klein. Aangezien ieder huis op een dergelijk filter aangesloten dient te worden, is het van belang om de filters structureel in het ontwerp van de wijken op te nemen. Hiervoor dient de grijswaterafvoer van clusters huizen gebundeld te worden om zo het aantal zuiveringen te beperken. Gezien de wens het

148

Berg et al. (2008)

116


aantal leidingen te beperken dient oppervlaktewater in de nabijheid van ieder huis aanwezig te zijn.

Zwart water riool Figuur 64 Zuivering van grijs water door een horizontal helofytenfilter met voorzuivering door middel van een sedimentatietank.149

5.3 Waterberging Waterberging vindt grotendeels plaats in de grond en in het oppervlaktewater (zie paragraaf 4.2). Wanneer hier onvoldoende ruimte voor beschikbaar is zullen andere methoden toegepast moeten worden om wateroverlast te voorkomen. Vaak kan dit gecombineerd worden met andere functies. In onderstaande paragrafen worden drie verschillende methodes voor waterberging besproken, te weten: daktuinen, regenton en reservoirs.

5.3.1 Daktuinen Daktuinen bestaan in verschillende vormen, variërend van enkele losstaande potten tot volledig bedekte daken. Het verschijnsel komt steeds vaker voor en kan grofweg opgedeeld worden in de volgende drie types: •

•

149 150

Container tuinen. Het houden van vegetatie in een omhullende constructie, zoals potten. Dit is een kleinschalige benadering die weinig invloed heeft op de waterberging van een gebied. Deze vegetatie kan wel een groene indruk op de omgeving creëren. Figuur 65 illustreert dit. Hydrocultuur. Het houden van vegetatie in een substraat anders dan grond, zoals veen, gravel of oude rubber banden. De planten krijgen hun voedingsstoffen door het toevoegen van nutriëntrijke vloeistof. Het voordeel hiervan is dat planten op een grotere dichtheid gehouden kunnen worden doordat ze onafhankelijk zijn van hun wortels. 150 Deze methode is tamelijk arbeidsintensief en daardoor minder geschikt op grote schaal.

Correlje et al. (2007), bewerkt Nowak (2004)

117


•

Groene daken. Het bedekken van een dak met een voedingsbodem, zodat hier vegetatie hier kan groeien. De potentiële waterberging is afhankelijk van de dikte van het substraat en de inclinatie van het dak.

Figuur 65 Voorbeeld van container tuinen: de “Flower tower” van Edouard François te Parijs.151

Om de wateropgave te verkleinen zullen van bovengenoemde typen alleen de groene daken enige invloed kunnen hebben. Binnen de groene daken wordt nog een verder onderscheid gemaakt in intensieve en extensieve daken. Dit gebeurt op basis van vegetatie en dikte van het aangebrachte substraat. Extensieve daktuinen bestaan uit een dunne laag substraat met gras, kruiden, mos en/of sedum als vegetatie. Intensieve daktuinen hebben een dikkere laag substraat. De vegetatie is divers: gras en lage planten, maar ook struiken en bomen kunnen aanwezig zijn.152 Tevens is het mogelijk om gewassen voor de voedselproductie te verbouwen. Uit onderzoek (Smiet, 2005) blijkt dat de groene daken een beperkte invloed hebben op de wateropgave. De berging is grotendeels afhankelijk van de dikte van het substraat. Het in het onderzoek bestudeerde dak met een substraatdikte van 25 cm levert een maximale berging van 13 mm op. Hetzelfde dak zorgt tevens voor een vertraging van de afvoer van één tot vier uur. Bij een bui van 30 mm heeft een dergelijk dak positieve invloed op de afvoer. Bij een bui van 70 mm is de invloed minder significant. Daarnaast moet men er op bedacht zijn dat de groene daken juist water nodig hebben in de droge periodes, waardoor de vraag naar water stijgt. De verschillende seizoenen hebben invloed op de capaciteit van groene daken om afstroming ten gevolge van regenval te beperken. De hoge temperatuur in de zomer leidt

151 152

http://edouardfrancois.com; januari 2009 Smiet (2005)

118


tot meer verdamping waardoor de afstroming ten opzichte van de winter afneemt. Daarnaast worden hevige buien in de zomer vaak afgewisseld met lange droge periodes, waardoor het vochtgehalte in de grond sterk daalt. De daken hebben na een dergelijke periode een maximale capaciteit om water op te nemen. In de winter vinden buien vaak kort opeenvolgend plaats waardoor de grond verzadigd raakt. Ondanks de verzadiging hebben de daken nog een sterk vertragende invloed op de afstroming ten opzichte van verhard oppervlak. Dit komt doordat water meer weerstand ondervindt bij het stromen door en over grond dan over een verhard oppervlak.153 De voordelen om voor een groen dak te kiezen zijn onder andere: • • • • • •

• •

Verbeterde waterhuishouding door de bufferwerking van het dak. Verbeterde luchtkwaliteit door de zuiverende werking van de vegetatie. Filtratie en daardoor zuivering van hemelwater Bij het verbouwen van gewassen vermindert de afhankelijk van de omgeving, hierdoor hoeft er ook minder getransporteerd te worden. Het dak heeft een goede isolerende werking, dit verbetert de isolatie van het gebouw en zodoende het energieverbruik. Het dak absorbeert een groot deel van de zonnestralen, dit draagt bij aan het verkleinen van het “urban heat island effect”. Dit is het effect van de extra opwarming die ontstaat door de omzet van zonnestraling in hitte op verhard oppervlak. Een groen dak beschermt het gebouw tegen agressieve natuurelementen zoals UV straling, neerslag en wind. Een groen dak draagt bij aan een natuurlijke, aantrekkelijke omgeving

De nadelen van een groen dak zijn: • • • •

Het grote eigengewicht van substraat en water vergt een stevige en dus kostbare constructie. Intensieve daken vergen veel onderhoud, drainage en voedingsstoffen; daarnaast is er een goede toegang tot het dak nodig. Door het hoge, open karakter van een dak worden de planten blootgesteld aan weer en wind. Door groende daken stijgt de vraag naar water in droge periodes.

5.3.2 Regenton De regenton is een eenvoudig middel dat al vele eeuwen wordt toegepast als buffer voor regenwater. Regenwater dat op het dak valt wordt door middel van goten naar de regenton geleid waar het afhankelijk van het gebruiksdoel gereinigd kan worden. De reinigingsstappen variëren van het verwijderen van bladeren door middel van een groffilter voor tuinirrigatie tot intensieve reinigingsmethodes voor gebruik binnenshuis. De mogelijkheden voor het gebruik van niet-drinkwater binnenshuis wordt in paragraaf 5.4 beschreven.

153

Ven (2007)

119


De invloed van de regenton op de wateropgave is afhankelijk van het volume van de ton en vooral van het neerslagpatroon. Na een droogweerperiode zal de regenton (gedeeltelijk) geleegd zijn waardoor deze het waterbezwaar kan verkleinen. In een natte periode met vele opvolgende buien zal de ton al snel vol zitten, zeker indien het water in de ton niet gebruikt wordt als watervoorziening binnenshuis. 5.3.3 Reservoirs Reservoirs, ofwel bergingsbassins, zijn de grote versies van de regenton en bestaan in verschillende vormen op zowel private als publieke grond. Grote ondergrondse reservoirs voor het opvangen van piekneerslag zijn een kostbare oplossing die alleen toegepast worden indien er onvoldoende ruimte is voor oppervlakte water om de wateropgave te verwerken. Technieken voor het tijdelijk opslaan en infiltreren van regenwater in de grond zijn minder kostbaar en zeer effectief. Voorbeelden hiervan zijn de regentuin en infiltratiekratten. Regentuin De regentuin, een ondergronds doorlaatbaar reservoir gevuld met grind, bevindt zich meestal op private grond, slechts enkele decimeters onder het maaiveld. Het regenwater infiltreert door de toplaag van de grond in de regentuin. Hiervandaan infiltreert het water geleidelijk naar de ondergrond. Door het infiltrerende karakter van het systeem heeft het een zuiverende werking voor het regenwater. 154 Infiltratiekratten Infiltratiekratten zijn vergelijkbaar met regentuinen maar worden meestal onder verharde en onverharde publieke grond toegepast. De kratten zijn niet gevuld met materiaal, waardoor de retentiecapaciteit groter is dan van regentuinen, de zuiverende werking is hierdoor echter kleiner. Voor zowel infiltratiekratten als voor regentuinen geldt dat de infiltratiecapactieit sterk afhankelijk is van de verhouding infiltreerbaar oppervlak en de retentiecapaciteit.

5.4 Gebruik van regenwater binnen het huis Momenteel wordt er door de overheid een restrictief beleid gevoerd op het gebied van huishoudwater. Drinkwaterbedrijven mogen alleen met toestemming van de minister huishoudwater leveren. Levering via collectieve systemen wordt aan regels gebonden. Dit is gebaseerd op een onderzoek dat in de jaren 2000-2002 is gedaan naar de kansen en risico’s van huishoudwater. 155 De meest opvallende conclusies van dit onderzoek waren: •

•

154 155

De milieubelasting van de levering van drinkwater is, in vergelijking met allerlei andere normaal geaccepteerde activiteiten, uiterst gering. Milieuwinst door de introductie van huishoudwater is marginaal. Om een gelijke mate van bescherming van de volksgezondheid te behouden als bij het gebruik van drinkwater mag de kwaliteit van huishoudwater voor de microbiologische parameters maar weinig verschillen van die voor drinkwater. Als gevolg hiervan wordt het prijsverschil nihil.

Graaf (2008) Berg et al. (2008)

120


Lokaal kan er wel gekozen worden om regenwater op te vangen en te gebruiken als huishoudwater. Dit proces dient dan plaats te vinden in het kader van “Anders omgaan met hemelwater”. 156 Hierbij komt de gehele stedelijk wateropgave aan de orde, waarbij het streven naar een duurzame situatie met betrekking tot hemelwater, oppervlaktewater en grondwater uitgangspunt dient te zijn. Het hemelwater mag dan alleen gebruikt worden als toiletspoeling. Andere doeleinden als buitenkraan en het (machinaal) wassen van kleding is niet toegestaan. Figuur 66 illustreert de diverse mogelijkheden van het gebruik van een regenton. Het huidige beleid omtrent huishoudwater zal op korte termijn niet veranderen. Deze wordt nu vastgelegd in de nieuwe Drinkwaterwet (zie paragraaf 1.6.2). Regenwatertanks kunnen geïntegreerd worden in gebouwen of ondergronds. De grootte van het reservoir is afhankelijk van de oppervlakte van de ontvangende daken, het water gebruik en de neerslagverdeling over het jaar. Alleen hemelwater afkomstig van daken kan gebruikt worden, afstromend water over de grond raakt namelijk al snel te vervuild en is daarom ongeschikt.

Figuur 66 Mogelijkheden voor de huishoudelijke toepassing van regenwater.157

Het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) heeft onderzoek gedaan naar de gezondheidsrisico’s van het gebruik van regenwater als huishoudwater. Hieruit blijkt dat aanvankelijk nauwelijks besmet regenwater in bijna alle gevallen fecaal besmet raakt tijdens het afstromen over daken. Vogelfeces of kleine dieren zoals muizen, ratten en vogels die in de reservoirs terecht komen en verdrinken, zijn hier debet aan. Weersomstandigheden hebben een sterke invloed op de mate van vervuiling. Zo zorgt hevige neerslag na een lange droge periode voor een stijging van het aantal bacteriën in de reservoirs. Bij toiletspoeling is aannemelijk dat de mens via aerosolen jaarlijks kleine

156 157

Berg et al. (2008) Berg et al. (2008)

121


hoeveelheden spoelwater inslikt. Door de aanwezigheid van feces in het spoelwater bestaat er een kans op infectie, verder onderzoek hiernaar is nodig.158

5.5 Bluswater Voor bluswater dient een robuuste watervoorziening aanwezig te zijn die voldoet aan de eisen van de brandweer. De brandweer onderscheidt drie soorten bluswater voorzieningen, welke alle gegarandeerd dienen te zijn. Tevens dienen de volgende capaciteiten onafhankelijk van elkaar te zijn:159 •

•

•

Primaire bluswatervoorziening. Een primaire bluswatervoorziening moet binnen 40 m van een bouwwerk aanwezig zijn en de mogelijkheid bieden om middels een verbinding met de bluswatervoorziening, binnen 3 minuten na aankomst, een tankautospuit van bluswater te voorzien. De benodigde capaciteit voor de primaire bluswatervoorziening bedraagt minimaal 60 m3 h-1, te meten aan het einde van de vulslang. Bij woningen met een weerstand tegen branddoorslag (WBDBO) van minimaal 60 minuten voldoet 30 m3 h-1. Secundaire bluswatervoorziening. Met een secundaire bluswatervoorziening kan de brandweer binnen 15 minuten na aankomst water op de brandhaard hebben. Een secundaire bluswatervoorziening is bijvoorbeeld een geboorde put, een opstelplaats bij een vijver, of een ander open water met voldoende diepte en voldoende water om ten minste 4 uur te kunnen pompen. Deze bluswatervoorziening moet aanwezig zijn binnen een straal van 320 m van een bouwwerk. De kwaliteit van het water moet van dien aard zijn dat er geen schade aan de bluspomp kan ontstaan. De minimale capaciteit voor een secundaire bluswatervoorziening bedraagt 90 m3 h-1 gedurende een onafgebroken levertijd van 4 uur. Tertiaire bluswatervoorziening. De tertiaire bluswatervoorziening is aanvullend op de primaire en secundaire bluswatervoorziening en wordt vooral gebruikt voor rampenbestrijding of grootschalig optreden. Dit type bluswatervoorziening voorziet in een leveringscapaciteit van minimaal 240 m3 h-1 met ongelimiteerde levertijd en mag een grote afstand tot het brandobject hebben (1 tot 3 km). De kwaliteit van het water moet van dien aard zijn dat er geen schade aan de bluspomp kan ontstaan.

Levering Voor de levering van bluswater zijn diverse voorzieningen mogelijk. Hier zullen een aantal methodes die in Almere Oost toegepast kunnen worden besproken worden.160 •

Drinkwaternet. Bij de levering van bluswater via het drinkwaternet is het net gedimensioneerd op drinkwaterlevering inclusief bluswaterlevering. Hierbij heeft de vraag naar drinkwater een continu karakter, terwijl de vraag naar bluswater zich incidenteel voordoet. Het debiet zal hier echter vele malen groter zijn dan dat van de reguliere drinkwaterstroom. Vanuit de waterleidingbedrijven is er echter een groeiende tendens naar verlaging van de capaciteit van het waterleidingnet (tot 30 m3 h-1), vanuit het oogpunt van verbetering van de

158 Berg

et al. (2008) www.brandweerkennisnet.nl, november 2008 160 www.nifv.nl, november 2008 159

122


•

•

•

•

•

drinkwaterkwalititeit. Momenteel wordt er, om sedimentatie en vervuiling in de leidingen te voorkomen, regelmatig gespuid wat drinkwaterverlies oplevert. Om het netwerk geschikt te maken voor de brandweer dienen brandkranen toegevoegd te worden. Droge bluswaterleiding. Door afsluitbare bluswaterleidingen op het drinkwaternet aan te sluiten kan voorzien worden in de vraag naar een grote leiding voor bluswater en een kleine voor drinkwater. Hierdoor zullen alle drinkwaterleidingen die niet voldoen aan de bluswatercapaciteit, tevens worden uitgevoerd als droge bluswaterleiding met de vereiste capaciteit. De bluswaterleiding wordt alleen gebruikt wanneer dit vereist is, daarna wordt hij afgesloten en gedraineerd. Waterwagen. Onder een waterwagen wordt verstaan een tankwagen die bluswater kan vervoeren. Als bluswater kan hemelwater, oppervlaktewater of leidingwater gebruikt worden. De betrouwbaarheid van een waterwagen hangt vooral af van de bereikbaarheid van het gebied. Indien de waterwagen later opgeroepen wordt dient echter rekening gehouden te worden met de aanrijtijd van de waterwagen. Tevens dient er voldoende opstelplaats bij de waterinname te zijn. De maximale capaciteit bedraagt 60 m3 s-1. De kosten van bluswatervoorziening via tankwagens bestaan hoofdzakelijk uit de aanschaf van de waterwagens. Openwater. In gebieden waar voldoende oppervlaktewater aanwezig is, met een gegarandeerd minimum peil en een geschikte kwaliteit kan dit gebruikt worden als waterwinplaats. Het bluswater wordt dan opgepompt door de tankautospuit, hetwelk enige opbouwtijd vergt. De betrouwbaarheid van het oppervlaktewater is redelijk groot. De oever en waterkant dienen geschikt te zijn als opstelplaats. Het grootste risico betreft bevriezing in de winter. De kosten zijn beperkt tot de pompen en toebehoren. Bluswaterleidingnet. Een bluswaterleidingnet is een speciaal leidingnet (op druk) voor bluswater. Deze kan voorzien worden van laagwaardig water zoals grijswater, hemelwater of koelwater. Het heeft de voordelen van een drinkwaternet, maar dan zonder het gebruik van drinkwater en het risico van vervuiling daarvan. De kosten voor de aanleg van een separaat systeem zijn wel groot maar kunnen gedeeld worden wanneer het systeem ook voor andere doeleinden gebruikt wordt. Geboorde put. Een geboorde put die tot in het watervoerende pakket reikt dient als bluswaterbron. Deze methode is in het grootste deel van Almere Oost niet mogelijk wegens een verbod op boren in de ondergrond (zie paragraaf 2.3).

123


Methode Drinkwaternet

Droge bluswaterleiding Waterwagen

Eerste inzet Ja

Ja

Tweede inzet Beperkt, alleen bij grote leiding Ja

Ja, beperkt

Nee

Openwater

Ja, bij korte afstand

Ja

Bluswaterleiding net

Ja

Ja

Voordelen

Nadelen

- Kosten beperkt - Robuust - Netwerk grotendeels aanwezig - Robuust

- Gebruik hoogwaardig water - Problemen met waterkwaliteit - Spui verlies

- Kosten beperkt - Gebruik oppervlaktewater mogelijk - Kosten beperkt - Gebruik oppervlaktewater

- Gebruik van laagwaardig water - Robuust Tabel 36 Vergelijking van de verschillende bluswater voorzieningen.

- Gebruik hoogwaardig water -Hoge kosten - Bereikbaarheid - Afhankelijkheid van wagens - Alleen bij korte afstanden - Bereikbaarheid - Oevers moeten voldoen aan opsteleisen - Hoge kosten

Levering Primair bluswater in Almere Oost Voor de levering van primair bluswater komen alle genoemde methoden in aanmerking. Gezien de wens om het aantal leidingen in het gebied te minimaliseren, de aanleg van natuurvriendelijke oevers (zie paragraaf 4.6) en de vereiste snelle respons, komen het drinkwaternet en de waterwagen het meest in aanmerking. De waterwagen heeft op het gebied van duurzaamheid voorkeur, maar is minder robuust dan het drinkwaternet. Het drinkwaternet kan eventueel worden aangevuld met droge bluswaterleidingen. Levering secundair bluswater in Almere Oost Voor de levering van secundair bluswater komen alle methoden behalve de waterwagen (te kleine capaciteit) in aanmerking. Aangezien Almere Oost veel oppervlaktewater zal kennen is het voor een groot gedeelte mogelijk om het open water als bron te gebruiken. Wanneer deze niet aanwezig of ontoegankelijk is, zal een droge bluswaterleiding in toevoeging aan het drinkwaternet uitkomst bieden. Levering tertiair bluswater in Almere Oost Voor de levering van tertiair water wordt een watertransportsysteem (WTS) ingezet die het oppervlaktewater als bron gebruikt. Hiervoor dienen een aantal locaties in Almere Oost aan het oppervlaktewater gekozen te worden waar ongelimiteerd water ingeslagen kan worden en die gemakkelijk bereikbaar zijn.

124


5.6 Drinkwater en Afvalwater Momenteel is er een zeer goede drinkwatervoorziening aanwezig, die voldoende capaciteit heeft voor de beoogde uitbreiding van Almere (zie paragraaf 2.3). Daarom is het niet nodig een nieuwe waterzuivering op te zetten. Het drinkwater kan van het huidige systeem afgenomen worden. De huidige afvalwaterzuivering van Almere (zie paragraaf 2.4) heeft niet genoeg capaciteit om te voorzien in de geplande uitbreiding, zodat een nieuwe zuivering noodzakelijk zal zijn. Deze zal zodanig moeten functioneren dat de afvalproducten van de zuivering hergebruikt kunnen worden. Dit houdt in dat het water schoon genoeg is om op het oppervlaktewater te lozen (zwemwater kwaliteit), en dat het slib als mest gebruikt kan worden. Hierbij moet aandacht besteed worden aan gifstoffen en medicijn resten. Deze stoffen zijn vaak in urine aanwezig en zullen zonder goede zuivering in het oppervlaktewater cumuleren. Verder onderzoek moet uitwijzen welke technieken hiervoor in aanmerking komen.

125


6 STEDELIJKE INRICHTING In dit hoofdstuk wordt bekeken wat de ideeën van de Gemeente Almere zijn (paragraaf 6.1) en hoe dit verwerkt kan worden tot een robuuste duurzame stedelijke invulling. In paragraaf 6.2 worden diverse methodes van bouwen besproken die toegepast kunnen worden in het plangebied. In paragraaf 6.3 wordt een indeling van het gebied gemaakt op basis van civiel technische en stedenbouwkundige aspecten. De grondbalans voor het plangebied wordt tenslotte opgemaakt in paragraaf 6.4 .

6.1 Gemeentelijke concepten De definitieve inrichting van het plangebied Almere Oost heeft nog niet plaatsgevonden, dit proces is nog gaande. Van belang is de realisering van een integrale gebiedsontwikkeling die op het punt van duurzaamheid, ecologie en flexibele toekomstwaarde een voorbeeldfunctie kan vervullen. Hierbij moeten de reeds bestaande kwaliteiten van het plangebied gebruikt worden in combinatie met ‘organische stedenbouw’: een geleidelijke transformatie van agrarisch gebied naar een multifunctioneel stadslandschap. De ontwikkelingsstrategie van Almere Oost bevat een drietal scenario’s voor de transformatie van het huidige (agrarische) gebied naar een nieuw landschap, waarin op organische wijze tot 2030/2040 een verstedelijking kan plaatsvinden variërend van 15.000 tot 40.000 woningen, en 100.000 arbeidsplaatsen.161 Variant Nevel Landelijk Oost heeft het karakter van een verdicht buitengebied met bebouwingslinten en kleine kernen op condensatiepunten, waar de omstandigheden gunstig zijn voor ontwikkeling. De variant gaat uit van in totaal 15.000 woningen, waarbij het grootste deel van de arbeidsplaatsen wordt gerealiseerd rond het knooppunt A6/A27.

Figuur 67 Variant Nevel/ Landelijk Oost

Variant Oostelijk Kernencomplex Het Oostelijk Kernencomplex kenmerkt zich door een ketting van kernen die elk een eigen identiteit hebben. De kernen bepalen de kwaliteit in directe relatie met de omgeving. De arbeidsplaatsen worden primair rond het knooppunt A6/A27 gerealiseerd.

161

Gemeente Almere (2008)

126


Figuur 68 Variant Kernen

Variant Groot Oost Met een omvang van 40.000 woningen wordt in Groot Oost een nieuwe stad rondom de as van de A27 ontwikkeld. Arbeidsplaatsen worden bij het knooppunt A6/A27 en aan de zuidkant van de stad ontwikkeld. In het centrum komt ruimte voor hoogwaardige kantoorbouw.

Figuur 69 Variant Groot Oost

6.2 Omgaan met zettingen De te verwachten zettingen in het gebied (paragraaf 2.5.2) kunnen grote problemen geven voor de begaanbaarheid van het terrein. Zonder goede fundering is de kans groot dat gebouwen, wegen en trottoirs verzakken en daardoor aanzienlijke schade oplopen. Daarom zal eerder onderhoud gepleegd moeten worden. Figuur 70 geeft enkele bekende gevolgen van dit verschijnsel weer. Afhankelijk van de te verwachten zettingen en wateroverlast zullen per locatie afdoende maatregelen getroffen moeten worden. Wanneer weinig zettingen en wateroverlast zullen optreden zijn traditionele methoden voldoende. Wanneer wateroverlast veelvuldig optreedt en/ of grote zettingen te verwachten zijn, kunnen innovatieve methoden uitkomst bieden.

127


Figuur 70 Zettingsproblemen: een verzakt trottoir162 en een putdeksel boven het wegdek163.

6.2.1 Traditionele bouwmethoden Grondverbetering De meest algemene methode van bouwen woonrijp maken is het voorbelasten van de grond door het toepassen van een overhoogte. Door de overhoogte wordt de grond geconsolideerd en zo de draagkracht en begaanbaarheid verbeterd. Voor het ophogen kan zand maar tevens andere grondsoorten, zoals klei, gebruikt worden. Nadeel van klei is dat het de begaanbaarheid van de bouwplaats bemoeilijkt, waarvoor maatregelen getroffen moeten worden. Bij het bouwen woonrijp maken bepalen de ontwateringseis (de afstand tussen het grondwaterpeil en het maaiveld) en de restzettingseis (hoeveelheid zettingen die mogen optreden na de aanleg over een bepaalde periode) de grootte en duur van de voorbelasting. De minimale ontwateringseis wordt voornamelijk bepaald door de vorstindringingsdiepte. Een diepte van 70 cm is voldoende om schade aan verhardingsconstructies en leidingen ten gevolge van vorst te voorkomen.164 Nadat 90 % van de te verwachten zetting bereikt is kan de ophoging verwijderd worden en begonnen worden met het aanbrengen van de funderingen. Voorwaarde is dat de te verwachten restzetting minder dan 10 cm zal bedragen. Funderen op staal Wanneer een gebouw of constructie een lichte massa heeft en de bodem voldoende draagkrachtig is past men een fundering op staal toe. Vaak wordt onder de constructie wel grondverbetering toegepast, zodat de draagkracht wordt vergroot. Een fundering op staal bestaat vaak uit een met gewapend beton gevulde sleuf, waarop de rest van de constructie is gebouwd. Door het bouwen op staal zullen zowel het gebouw als de omgeving (bijvoorbeeld tuinen en wegen) gelijkmatig zakken. Problemen zullen echter ontstaan wanneer verschilzettingen optreden, waarbij een deel van de grond sneller verzakt. Meestal wordt dit echter veroorzaakt door heterogene grond, waardoor ondermeer scheuren in de constructie kunnen ontstaan.165 Door deze methode wordt behalve de draagkracht tevens de begaanbaarheid verbeterd en de ontwateringsdiepte en drooglegging vergroot.

162

Ven (2008B) Tromp (2008) 164 Beenen (1992) 165 Tromp (2008) 163

128


Figuur 71 Staalfundering.166

Paalfunderingen Wanneer de grond nabij de oppervlakte niet draagkrachtig genoeg is voor een fundering op staal (en er geen grondverbetering mogelijk is), wordt meestal een fundering met heipalen toegepast. Heipalen leiden het gewicht van de bovenliggende constructie af naar dieper gelegen draagkrachtige zandlagen (vaak het Pleistoceen). De omliggende grond waar geen paalfundering is toegepast, zoals tuinen, trottoirs en wegen, zijn hierdoor veel gevoeliger voor zettingen. Het voldoende voorbelasten van deze grond kan voorkomen dat later grote verschillen ontstaan tussen maaiveld en bouwwerk. Deze verschillen resulteren vaak in grote problemen met de nutsaansluitingen op de bouwwerken.

Figuur 72 Paalfundering.167

6.2.2 Innovatieve bouwmethoden In gebieden met een grote gevoeligheid voor zettingen voldoet eenvoudige grondverbetering niet om de bodem zettingsvrij te krijgen. Alleen het voorbelasten van de grond kan hier vaak niet voorkomen dat significante zettingen na de bouwtijd toch

166 167

http://www.wikipedia.org, juni 2008 http://www.wikipedia.org, juni 2008

129


optreden. Om het bouwen op deze slappe en natte lagen toch mogelijk te maken moeten innovatieve technieken toegepast worden. Hieronder volgen enkele methoden die in Almere Oost goed toepasbaar zijn. Hoge grondwaterstand Een goede methode om zettingen tegen te gaan is een hoge grondwaterspiegel te creëren, zodat de effectieve spanning van de bodem wordt verlaagd. Immers, de effectieve spanning is gelijk aan de totale spanning min de waterspanning, in formule vorm:168 σ' = σ – p Hierin zijn: σ' σ p

= = =

Effectieve spanning (korrelspanning) Totale spanning Hydrostatische druk

(N m-2) (N m-2) (N m-2)

Een hogere grondwaterstand resulteert zodoende in een grotere draagkracht van de bodem. De in paragraaf 4.2.1 voorgestelde kleine drooglegging van 70 tot 120 cm heeft dus een positieve uitwerking op de draagkracht van de grond. Kruipruimteloos en waterproof bouwen De kruipruimte is de ruimte tussen bodem en onderkant van de begane grondvloer, deze wordt oorspronkelijk gebruikt voor het leggen en onderhouden van leidingen. Om vochtige lucht te voorkomen moet de ruimte geventileerd worden wat voor het nodige warmteverlies zorgt. Tegenwoordig zijn er alternatieve methoden voor het leggen van leidingen, waardoor kruipruimtes niet meer noodzakelijk zijn. Kruipruimteloos bouwen biedt de volgende voordelen:169 • • • •

Hogere grondwaterstand mogelijk. Hierdoor ontstaat een hogere waterspanning in de grond en daardoor een afname in de gevoeligheid voor zettingen. Geen last meer van vochtproblemen onder de vloer. Verminderd grondverzet bij de aanleg van de constructie. Minder warmteverliezen.

Indien kruipruimteloos bouwen in het gehele plangebied wordt toegepast levert dit een forse winst op voor het flexibele peilbeheer. Het peil kan nu immers veel hoger komen te staan zonder dat er wateroverlast bij de woning zal optreden. Indien de begane grondvloer en het materiaal van de gevel dat zich onder het maaiveld bevindt waterbestendig is, kan het grondwater tot vlak onder het maaiveld worden opgezet. De inrichting van de omgeving moet hierbij wel aansluiten. In de winter moet het peil voldoende laag zijn om vorstschade te voorkomen. Een andere methode om met hoge grondwaterstanden of zelfs inundatie om te gaan is dry proof bouwen. Hierbij wordt de begane grondvloer en gevels waterbestendig gemaakt. Tevens kan de woning wet proof gemaakt worden. Hierbij wordt de woning zodanig ingericht, dat instromend water in de woning minimale schade aanricht. Daarnaast kan de

168 169

Verruijt (1999) Tromp (2008)

130


indeling van een huis invloed hebben op het beperken van schade. Bijvoorbeeld door stoppenkast en elektrische aansluitingen voldoende hoog en dus droog te hangen, of door dure meubelen niet in de kelder te plaatsen maar op een hoger niveau. Maatregelen voor dry- en wet proof bouwen worden in figuur 73 weergegeven. Deze methoden (waterproof bouwen) zijn erop gericht om schade en overlast te beperken en herstel na een schadelijke gebeurtenis te vergemakkelijken.

Figuur 73 Kruipruimteloze, waterproof woning.170

Consolidatieversnellende methoden Het consolidatieproces van het terrein kan versneld worden door bij het voorbelasten drainage toe te passen. Hierdoor zullen de zettingen sneller verlopen, waardoor er eerder gestart kan worden met de bouw. Er zijn verschillende methoden van draineren; allen zijn gebaseerd op het toepassen van verticale drainage in de ondergrond in de vorm van verticale zandschermen of kunststof drains. Het proces kan verder versneld worden door het toepassen van horizontale drains, creëren van onderdruk in de ondergrond en het tijdelijk verlagen van het grondwaterpeil.171 Ophogen met lichtgewicht materialen Lichtgewicht ophoogmaterialen maken het mogelijk om op slappe grond te bouwen zonder dat dit veel invloed heeft op de omgeving. Een deel van de bestaande grond wordt afgegraven en vervangen door lichtgewicht materiaal. De zetting wordt beperkt door de afname van de massa van de toplaag en de verdeling van de druk op de ondergrond door het lichtgewicht materiaal.

170 171

Ven et al. (2009), bewerkt Tromp (2008)

131


Drijvend bouwen De drijvende woning heeft water als ondergrond in plaats van een droge ondergrond, zie figuur 74. Hierdoor is geen traditionele fundering nodig. De drijvende woning is in horizontale richting permanent bevestigd en kan in verticale richting met het waterpeil meebewegen. Drijvend wonen heeft als grote voordeel dat met zettingen en wateroverlast bijna geen rekening gehouden hoeft te worden. Hier staat echter wel een hogere bouwprijs tegenover.172

Figuur 74 Drijvend bouwen.173

Paalwoning De paalwoning is gefundeerd op palen die boven het maaiveld of waterniveau uitsteken, zie figuur 75. Het kan zowel een droge als een natte ondergrond hebben. Ondanks dat het waterpeil kan fluctueren, is het uitgangspunt bij de paalwoning dat de woning zelf nooit hinder van het water zal ondervinden.174

Figuur 75 Paalwoning.175

Amfibisch bouwen Bij deze bouwtechniek staan huizen in principe droog maar hebben de mogelijkheid om te drijven. In tijden van inundatie zorgt een drijflichaam onder de woning dat de woning los komt van de fundering en met het water mee omhoog stijgt. De amfibische woning is

172

Tromp (2008) Ven et al. (2009) 174 http://www.waterbestendigbouwen.nl, juli 2008 175 Ven et al. (2009) 173

132


horizontaal permanent gefixeerd en kan enkel in verticale richting met het water meebewegen.176 Tijdelijke bouw In sommige bedrijfstakken heeft bebouwing een beperkte levensduur waardoor er met minder robuuste en vaak ook lichtere materialen gebouwd kan worden. De constructie heeft hierdoor een lagere massa en krijgt daardoor minder zettingen te verwerken. Daarnaast speelt ook mee, dat aan het einde van de gebruiksduur de grond nog niet volledig gezet is, waardoor er minder met de zettingen rekening gehouden hoeft te worden.

6.3 Inrichting van het plangebied De gemeente Almere heeft nog geen keuze gemaakt uit de verschillende scenario’s voor Almere Oost. Om deze keuze open te houden is er in dit ontwerp bewust gekozen om meerdere scenario’s te verwerken. In overleg met Peter Minnema (zie Inleiding) is er op basis van geo(hydro)logische en stedenbouwkundige aspecten een indeling voor het plangebied tot stand gekomen. Inrichting naar de opbouw van de ondergrond Het plangebied kan geschematiseerd worden naar de opbouw van de ondergrond door het in drie zones op te delen, zie figuur 76. Deze zones komen ongeveer overeen met de peilvlakken in figuur 39 in paragraaf 4.3.3. Iedere zone heeft een karakteristieke zettingsverwachting wat tot verschillende bouwmethodes leidt. Hierdoor wordt bovendien de “leven met water” bewustwording vergroot. De zones bestaan uit gebied A,B en C: •

•

•

176

Gebied A is laag gelegen (NAP -5 tot -4,5 m). Hier worden relatief grote zettingen (35 tot 50 cm) verwacht. Verstedelijking zal hier de meeste problemen opleveren waardoor ambitieuze plannen nodig zijn om dit te verwezenlijken. Gebied B is middelhoog gelegen (NAP -4,5 tot -4,25 m) en verwacht redelijk wat zetting (30 tot 35 cm). Bij de inrichting zullen medium ambitieuze maatregelen nodig zijn. Gebied C is hoog gelegen (NAP -4,25 tot -3 m), hier vallen relatief weinig zettingen (15 tot 30 cm) te verwachten. Eenvoudige, traditionele maatregelen zijn hier voldoende om bebouwing mogelijk te maken.

http://www.drijvendestad.nl, juli 2008

133


Gebied A: Gebied B:

Laag gelegen, hoge ambitie Middelhoog gelegen, medium ambitie Gebied C: Hoog gelegen, traditioneel inrichten Blauwe geul: Historische Eemgeul

Figuur 76 Inrichting van het plangebied naar opbouw van de ondergrond.177

Inrichting volgens de twee netwerken strategie De twee netwerken strategie is een algemeen stedelijk ontwerp principe waarbij het kruispunt van wegen als startpunt van verstedelijking wordt genomen. Infrastructuur wordt gezien als de ruimtelijke drager van stedelijke ontwikkeling. Infrastructuur zorgt echter ook voor overlast, maar door deze te bundelen, kunnen voldoende financiën worden aangetrokken om de overlast te minimaliseren.178 Als kruispunt van de verstedelijking wordt de A27 met de Vogelweg (N706) gekozen, zie figuur 77. De kern van de nieuwe stad zal bij dit kruispunt komen te liggen, verstedelijking vindt voornamelijk plaats langs de A27. De snelweg vormt voor de nieuwe stad een grote barrière; door deze te overkluizen kan dit overwonnen worden. Een dergelijke benadering komt ook overeen met de variant “Groot Oost” (zie paragraaf 6.1).

A27

Vogelweg

Figuur 77 Verstedelijking volgens de twee netwerken strategie.179

Combinatie inrichting naar de opbouw van de ondergrond en netwerk theorie Beide strategieën: inrichting naar de opbouw van de ondergrond en netwerk strategie, kunnen goed gecombineerd worden. Figuur 78 schematiseert deze indeling. De kern van

177

Minnema (2008) Tjallingii en Berendsen (2007) 179 Minnema (2008) 178

134


de verstedelijking ligt in het midden, bij het kruispunt van de A27 en Vogelweg. In het noorden worden ambitieuze bouwmethoden toegepast, in het zuiden traditionelere. In het oosten en westen wordt diffuus gebouwd wat moet resulteren in ruimtelijke gebieden met stadslandbouw en bebouwingslinten.

Ambitieus

Diffuus

Diffuus

Kern

Traditioneel Figuur 78 Schematisatie van de inrichting van het gebied.

6.3.1 Ontwikkeling langs de Eemgeul In overleg met Peter Minnema is er voor gekozen om nadruk te leggen op de ontwikkeling van het gebied langs de Eemgeul. De relatief brede Eemgeul en het piek- en seizoensbekken heeft een grote belevingswaarde. Hierdoor zullen deze locaties een gewilde plek zijn om aan te wonen en recreëren. Om te voorkomen dat alle oevers bebouwd worden, en er daardoor weinig natuur en recreatie resteert, wordt de bebouwing geconcentreerd in drie kernen. Deze kernen zijn: • • •

“De Watervelden”, deze kern ligt gedeeltelijk in het piekbekken. “De Megaterp”, deze opgehoogde kern ligt op de kruising van de Vogelweg en de A27. “De Batterij”, deze kern ligt aan het einde van de Eemgeul naast het seizoensbekken.

Figuur 79 illustreert de locaties van de kernen in het plangebied. Tevens staat hierin aangegeven waar landbouw, akkerbouw en recreatie in het plangebied kan plaatsvinden. Bij deze inrichting is gebruik gemaakt van het criterium om water van schoon naar vervuild te laten stromen (zie paragraaf 1.5). Volgens deze theorie stroomt het water idealiter achtereenvolgens langs natuur, recreatie, stad en als laatste langs akkerbouw- en landbouwgebieden. Helaas is dit principe niet goed te combineren met stedelijke ontwikkeling langs de Eemgeul. De Eemgeul kan namelijk gezien worden als het meest benedenstroomse, en dus meest vervuilde deel van het waterketen. Aan het einde van de Eemgeul wordt het water immers via een helofytenfilter in het seizoensbekken gepompt. Langs de Eemgeul zouden dus eigenlijk agrarische gebieden moeten liggen. Daarnaast dient volgens het Almere principle 3 (zie paragraaf 1.2.2) bestaande natuur te worden behouden. Aan de westzijde van het plangebied is dit te vinden in de vorm van 135


loofbossen. Aan de oostzijde van het plangebied is het Oostvaarderswold gepland. Deze locaties zijn dus alleen geschikt voor natuur, eventueel in combinatie met recreatie. Wat overblijft zijn twee gebieden, die in figuur 79 de functie van weiland en akker hebben gekregen. Zoals te zien is in het figuur, bevinden de akkers en de weilanden zich vrijwel bovenstrooms. Dit is dus niet in overeenstemming met het criterium, dat stelt dat water van schoon naar vervuild dient te stromen. Andere criteria, zoals het behoud van de huidige natuur en stedenbouwkundige aspecten, krijgen een zwaardere wegingsfactor.

Figuur 79 Een illustratie van de indeling van het plangebied in landbouw, akkerbouw, natuur, recreatie, bedrijventerrein en woonkernen. De belangrijkste waterwegen zijn globaal ingetekend.

De drie kernen worden uitgebreid door Minnema beschreven180. In onderstaande paragrafen worden per woonkern civiel technische kenmerken besproken. Tevens geven enkele illustraties inzicht in hoe fluctuaties in het peil van het oppervlaktewater het straatbeeld beïnvloed. 6.3.1.1 Batterij De stadskern “Batterij” zal gesitueerd worden bij de overgang van de Eemgeul naar het seizoensbekken in peilvlak C. Deze locatie ligt in gebied C (zie figuur 76). Dit gebied ligt relatief hoog en heeft een relatief lage zettingsgevoeligheid, waardoor traditionele bouwtechnieken zullen voldoen. De kern krijgt de indeling van een traditionele Nederlandse polderstad: huizenblokken die gescheiden worden door grachten. Hiervoor dient het gebied gedeeltelijk opgehoogd te worden. Doordat de kern op de overgang van twee peilgebieden ligt, waarvan het verschil tot 1,20 meter kan oplopen, is dit gebied uitermate geschikt om de “leven met water” beleving te benadrukken. Dit wordt onder andere verwezenlijkt door het retourkanaal achter en door de kern te laten lopen (zie

180

Minnema (2009)

136


figuur 80). Eventueel kan ervoor gekozen worden om in tijden van hevige neerslag water uit het retour kanaal direct de Eemgeul in te laten stromen. Dit heeft niet zozeer een civiel technische reden, maar is bedoeld ter bevordering van de “leven met water” beleving. Figuur 81 illustreert hoe het weer invloed heeft op de “leven met water” beleving bij de Batterij.

Figuur 80 Illustratie van de stadskern Batterij.181

Figuur 81 Illustratie van de invloed van het waterpeil op de leefomgeving van de Batterij.182

6.3.1.2 Megaterp De stadskern “Megaterp” zal gesitueerd worden bij de kruising van de A27 en de Vogelweg. Deze locatie ligt in gebied B. Dit gebied heeft een middelhoge ligging in de

181 182

Minnema (2009) Minnema (2009)

137


polder en is redelijk zettingsgevoelig, waardoor traditionele bouwtechnieken alleen hier niet zullen voldoen. Er wordt gekozen om de kern te realiseren op een megaterp. Dit is een integrale ophoging van enkele meters waardoor het maaiveld boven NAP komt te liggen. De A27 blijft op het huidige maaiveld liggen, waardoor deze door de terp overkluisd wordt. Niet alleen op, maar ook in de terp is ruimte voor diverse functies; figuur 82 illustreert dit.

Figuur 82 Impressie van een megaterp.183

Belangrijke voordelen van een megaterp zijn: • • • • • •

Goede voorbelasting mogelijk om latere zettingen te voorkomen. Veilige hoogte van het maaiveld voor overstromingen. Doordat de Megaterp als toevluchtsoord kan dienen bij overstromingen, wordt het vermogen om te beperken en aan te passen (zie paragraaf 1.3) versterkt. Door overkluizing van de A27 wordt een grote barrière doorbroken. Kans om “custom-built” ondergrondse architectuur te ontwerpen en te bouwen op het bestaande maaiveld met infrastructuur, verkeer, winkelgalerijen, theater etc. Waterberging in de terp is mogelijk.

Het grote nadeel van de megaterp zijn de hoge kosten voor de ophoging. Hierdoor is deze methode alleen toepasbaar voor sterk verstedelijkt gebied. Door zand lokaal te winnen kunnen deze kosten gereduceerd worden. Behalve dat een korte aanvoerroute kosten reducerend werkt, is het lokaal winnen van zand ook in het belang van het C2C gedachtegoed. De enorme massa van de ophoging zal grote zettingen ten gevolge hebben. Geotechnisch onderzoek is nodig om te bepalen hoe groot de te verwachten zettingen zullen bedragen. Door de hoogte van de megaterp zal wateroverlast op de terp niet snel optreden. Verdroging van de terp zal eerder een probleem vormen. Om dit te voorkomen kunnen bassins op de terp aangelegd worden, die gevuld worden met regenwater afkomstig van het verharde oppervlak. In tijden van droogte kan dit water onder natuurlijk verval

183

Deltares

138


gebruikt worden. Figuur 84 illustreert hoe het weer invloed heeft op de beleving van “leven met water” op en rond de terp.

Figuur 83 Illustratie van de stadskern Megaterp.184

Figuur 84 Illustratie van de invloed van het waterpeil op de leefomgeving van de Megaterp.185

6.3.1.3 Watervelden De stadskern “Watervelden” zal gesitueerd worden bij de overgang van het piekbekken naar de Eemgeul in het peilvlak van het piekbekken en de Eemgeul. Deze locatie ligt in gebied A. Dit gebied ligt relatief laag en heeft een relatief grote zettingsgevoeligheid, waardoor innovatieve bouwtechnieken hier nodig zijn. De kern bestaat uit velden die in een netwerk van watergangen liggen, die in open verbinding staan met het piekbekken; figuur 85 illustreert dit. De velden liggen relatief laag ten opzichte van het waterpeil, 184 185


139


waardoor deze bij een hoog peil inunderen. Door de woningen van dry proof maatregelen te voorzien wordt wateroverlast in de woning voorkomen. Gebouwen met een publieksfunctie worden op een droge voet gebouwd, welke verbonden zijn door verhoogde wegen en bruggen. Daarnaast zijn er mogelijkheden voor drijvend- en amfibisch bouwen, of het toepassen van paalwoningen. Figuur 86 illustreert hoe het weer invloed heeft op de beleving van “leven met water” bij de Watervelden.

Figuur 85 Een impressie van de stadskern Watervelden en het piekbekken.186

Figuur 86 Illustratie van de invloed van het waterpeil op leefomgeving van de Watervelden.187

Figuur 87 illustreert hoe de stadskernen, Eemgeul en bekkens in het huidige gebied geïntegreerd worden.

186 187


140


Almere centrum

Oostvaardersplassen

A6 Loofbos Megaterp

A27 Batterij

Piekbekken Watervelden

Eemgeul

Seizoensbekken Geprojecteerde A30 Figuur 87 Impressie van de integratie van de stadskernen, Eemgeul, piek- en seizoensbekken in het huidige gebied.188

6.3.2 Diffuus bouwen in het landelijke deel In het westen en oosten van het gebied is gekozen voor diffuus bouwen. Bebouwing wordt hier ruimtelijk opgezet, zodat mogelijkheden voor natuur en stadslandbouw ontstaan. Door het gebied niet in één keer vol te bouwen maar wel de mogelijkheden te scheppen voor verstedelijking, kan het gebied zich in de loop der jaren ontwikkelen. Het gebied vormt zo ook een overgangszone tussen natuur en de stedelijke kernen. De te verwachten zetting bedraagt ongeveer 30 cm, enige voorbelasting is nodig om dit te consolideren. Het hiervoor noodzakelijke materiaal wordt ter plekke gewonnen hetgeen gecombineerd wordt met de aanleg van open water. De bebouwing wordt gefundeerd op palen die tot in het Pleistoceen geheid worden. Voor deze vorm van bouwen zijn twee concepten ontwikkeld: bouwen op cunetten en bouwen op terpjes. 6.3.2.1 Bouwen op cunetten De cunettenmethode bespaart grondverzet en maakt grootschalige bebouwing mogelijk. De locaties van wegen en huizen worden met zand bouwrijp gemaakt. De tuinen en het openbaar groen worden opgehoogd met “zwarte grond”, zie figuur 88.

188

Minnema (2009), bewerkt

141


Figuur 88 Dwarsdoorsnede van een straat die met cunetten is opgehoogd.189

Het benodigde ophoogmateriaal kan lokaal afgegraven worden. De hierdoor ontstane verdieping van het landschap kan gebruikt worden voor oppervlaktewater en zo helpen de wateropgave te verminderen. Door de cunetten evenwijdig aan te leggen en grond tussen de stroken te verwijderen, ontstaat het dwarsprofiel zoals weergegeven in figuur 88 en figuur 89. De bodem is afgegraven in de vorm van een accolade profiel waardoor meerdere niveaus ontstaan. De oevers van het accolade profiel zijn natuurvriendelijk ontworpen: ze hebben geen beschutting, maar hebben een flauw talud (dit is niet zichtbaar in figuur 89). Het profiel land-land in figuur 50 (zie paragraaf 4.6) geeft dit talud goed weer. 1:100

Kratjes Tuin

1:10 30 cm

Straat Groen

30 cm Plasdras

30 cm

Vloer

30 cm Kleischeuren

Bedding

Figuur 89 Schematisch dwarsprofiel van de inrichting tussen twee cunetten. De oevers die nu vertikaal zijn ingetekend hebben in werkelijkheid een flauw talud.

In de bedding, het middelste profiel, dient altijd water aanwezig te zijn. Dit is het minimale waterniveau in de polder. De naastgelegen plasdras stroken mogen regelmatig inunderen en hebben een daarvoor karakteriserende beplanting. Boven de plasdras stroken is een groenstrook voor recreatie met een inundatiekans van eens in de tien jaar. Aan één van de zijde dient de groenstrook een vrije breedte van minimaal 2,5 m te hebben en vrij toegankelijk te zijn voor een kraan, die in het onderhoud van de sloot voorziet. Dit laat minder drijvende plantenresten in het water achter dan een maaiboot, terwijl zaden en kleine dieren tussen de spijlen van de korf vallen.190

189 190

Witberg en Zinger (1999), aangepast Tjallingii (2004)

142


Het straatniveau heeft een inundatiekans van eens in de honderd jaar. Doordat de tuinen een lichte helling hebben, zullen deze niet direct inunderen en kan het water vanaf de woning vrij afstromen naar de straat. Om wateroverlast in de woning te voorkomen dienen de huizen kruipruimteloos te worden aangelegd in combinatie met een verhoogd vloerpeil in de woning van 30 cm. Op deze manier wordt de woning dry proof gemaakt voor hoge grondwaterstanden en inundatie van het maaiveld. Bij een dergelijke aanpak, waarbij water in de tuin en zelfs tegen de gevel geaccepteerd wordt, dient uiteraard wel goed gecommuniceerd te worden naar potentiële kopers van deze huizen. Ook al is bekend, dat er een kleine kans op inundatie van de tuin bestaat, zal dit bij een daadwerkelijke gebeurtenis, hoogstwaarschijnlijk alsnog maatschappelijke problemen geven. Zeker indien zich een dergelijke gebeurtenis op korte termijn herhaalt, hetgeen een niet ondenkbaar scenario is. De infiltratie en buffercapaciteit kunnen vergroot worden door het toepassen van waterdoorlatende bestrating in combinatie met kratjes (berging- en infiltratie systeem waar regenwater tijdelijk in geborgen kan worden, en vervolgend infiltreert in de bodem of vertraagd naar het oppervlaktewater wordt afgevoerd). 6.3.2.2 Bouwen op terpjes In Almere bestaat al lange tijd de mogelijkheid om een eigen huis te ontwerpen en te bouwen. Van deze mogelijkheid wordt veel gebruik gemaakt, en de gemeente Almere wil dit ook mogelijk maken in Almere Oost. In Almere Oost kan het zelfstandig ontwerpen van een huis gecombineerd worden met het principe van waterrobuust bouwen. De gemeente dient echter te voorzien in een sloot, die in open verbinding staat met het hoofdwatersysteem, zodat circulatie voor een goede waterkwaliteit zorgt. De kavels dienen allen aan deze sloot te liggen. De eigenaar van een kavel mag zelf bepalen waar hij wil bouwen; het bouwwerk dient echter op een zelf op te werpen terp gebouwd te worden. De hiervoor benodigde grond moet van dezelfde kavel afkomstig zijn, waardoor als gevolg hiervan, een put ontstaat. Gevuld met water vormt dit een vijver die ter wille van de waterkwaliteit direct aan de sloot moet liggen. Figuur 90 illustreert deze methode aan de hand van een bovenaanzicht. Deze aanpak zorgt voor een vergroting van het oppervlaktewater en lost een deel van de wateropgave op. Daarnaast is de grondbalans in evenwicht en wordt het vermogen om aan te passen vergroot door het wonen op een hoge droge terp. In verband met zettingen zal er pas op de terp gebouwd kunnen worden nadat de primaire zettingen ten gevolge van de ophoging uitgewerkt zijn. Dit proces kan versneld worden door drainagetechnieken toe te passen. Doordat de exacte bouwlocatie niet aangewezen wordt, zal een wat chaotisch en daarmee natuurlijk ogende omgeving ontstaan.

143


Terp Vijver

Figuur 90 Voorbeeld van een gebied dat ingedeeld is in acht kavels aan een sloot waarop zelf gebouwd mag worden. Elke kavel heeft een vijver die direct aan de sloot ligt en een terp om op te bouwen. De grond uit de vijver is gebruikt om de terp op te hogen.

6.3.3 Kantorenpark De gemeente Almere wil het aantal arbeidsplaatsen in Almere uitbreiden tot 100.000. Daarom worden in het plangebied twee kantorenparken gesitueerd, te weten: •

•

Kantoorpark Noord. Dit park ligt ten noorden van het piekbekken naast de aansluiting van de A27 op de A6. Deze locatie valt in gebied A en is dus zeer gevoelig voor zettingen. Met de zettingen wordt omgegaan door tijdelijke bouw neer te zetten in combinatie met lichte infrastructuur. Hierdoor is er alleen ruimte voor flexibele bedrijven, die gedurende een beperkte periode kantoorruimte nodig hebben. Door deze opzet moet het kantorenpark na een bepaalde periode geherstructureerd worden. Kantoorpark Zuid. Dit park ligt ten zuiden van het seizoensbekken aan de A27 en de geprojecteerde A30. Deze locatie valt in gebied C en is dus relatief weinig gevoelig voor zettingen. Hier is plaats voor kantoren met een lange levensduur en zware infrastructuur.

Beide kantoorparken worden zo ingericht dat zij tevens aantrekkelijk zijn voor recreatief gebruik. Dit wordt bereikt door het plaatsen van veel groen, wandel- en fietspaden. Groene daken dragen bij aan de uitstraling en helpen tevens bij het bestrijden van wateroverlast. Uiteindelijk moeten de parken niet alleen aantrekkelijk zijn voor de daar werkende mensen, maar tevens als recreatieve bestemming dienen.

6.4 Grondbalans De benodigde grond voor het aanleggen van de megaterp en cunetten dient bij voorkeur uit het plangebied afkomstig te zijn, zodat er een gesloten grondbalans is. Dit is ook in overeenkomst met het C2C principe (zie paragraaf 2.5.4). Aangenomen wordt dat de benodigde hoeveelheid ophogingsmateriaal overeenkomt met de hoeveelheid die afgegraven wordt.

144


De voornaamste locaties die ophogingsmateriaal nodig hebben zijn de Megaterp en de Watervelden. Minnema191 heeft op basis van zijn ontwerp voor deze stedelijke gebieden een grondopgave gemaakt. De Megaterp is ingedeeld in verschillende lagen; aan de hand daarvan is de benodigde hoeveelheid ophogingsmateriaal bepaald (zie tabel 37). Voor de Watervelden is gekeken naar de hoeveelheid benodigde dijken en voeten (zie tabel 38). Hieruit blijkt dat deze opgave bijna te verwaarlozen is vergeleken met de benodigde hoeveelheid voor de Megaterp. Totaal komt de benodigde hoeveelheid op 12,4*106 m3 zand. Wanneer er rekening gehouden wordt met ophoging in het diffuse gebied en onverwachte locaties (+10 %) komt het totale volume op 12,5*106 m3 zand (zie tabel 39). Megaterp Laag 1 Laag 2 Laag 3 Laag 4 Totaal


Hoogte (m) 3 6 9 12

Volume (106 m3) 3,68 4,52 2,08 1,05 11,33

Tabel 37 De benodigde hoeveelheid ophogingsmateriaal voor de Megaterp.

Watervelden

Aantal

Dijken Voeten Totaal

6

Hoogte (m) 1 1

Tabel 38 De benodigde hoeveelheid ophogingsmateriaal voor de Watervelden.

Locatie Megaterp Watervelden Overig Totaal

Volume (106 m3) 11,33 0,063 1,24 12,5

Tabel 39 Totale benodigde hoeveelheid ophogingsmateriaal

191

Minnema (2009)

145

Volume (106 m3) 0,045 0,018 0,063


7 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN 7.1 Conclusies De kernvraag van dit onderzoek is of het mogelijk is om voor Almere Oost een watersysteem te creëren dat voldoet aan het principe van “ De Gesloten Stad” en C2C. Daarnaast dient het ontwerp robuust te zijn en een toevoeging te zijn voor een prettige leefomgeving. Duurzaamheid Om antwoord te geven op de vraag of het ontwerp voldoet aan “ De Gesloten Stad” en C2C, wordt eerst geconcludeerd wat deze principes betekenen voor het watersyteem. De belangrijkste consequenties zijn: • • • • •

Zoveel mogelijk onafhankelijkheid van de omgeving. Geen kwaliteitsverlies Geen restproducten. Gebruiken van schonere grondstoffen. Zuiniger maken van het product (watersysteem) in gebruik.

Het principe van “De Gesloten Stad” voegt hieraan toe: “De in- en uitgaande stromen volledig laten wegvallen is niet een strikt doel. Het startpunt is de negatieve invloeden van de stromen te beperken.” De bovenstaande conclusies van de duurzaamheidsprincipes worden hieronder puntsgewijs behandelt. Hierbij wordt gekeken in hoeverre deze wel of niet zijn meegenomen in het ontwerp. Zoveel mogelijk onafhankelijkheid van de omgeving. •

•

• •

Uit de jaarbalans blijkt dat het gebied niet volledig onafhankelijk kan zijn van de omgeving. Op jaarbasis is er een neerslagoverschot van gemiddeld 300 mm. Dit kan niet in het gebied worden vastgehouden en moet dus worden afgevoerd. In hele droge jaren kan er een tekort aan water ontstaan. Om de waterkwaliteit te waarborgen wordt de polder momenteel regelmatig gespoeld met gebiedsvreemd water. In het ontworpen watersysteem is dit niet langer nodig. Het stimuleren van natuurlijke zuiveringsprocessen, het toepassen van helofytenfilters in het circulatie systeem en het voorkomen van vervuilende bronnen is afdoende om de waterkwaliteit op orde te houden. Voor de drinkwatervoorziening blijft Almere Oost afhankelijk van de omgeving. Een gesloten grondbalans blijkt alleen haalbaar te zijn door aanpassing van de wetgeving.

Geen kwaliteitsverlies •

Door het scheiden aan de bron moet voorkomen worden dat schoon water vermengd wordt met vervuiling. Zo zal er onderscheid gemaakt worden tussen zwart- en grijswater. Daarnaast wordt verontreiniging door afstromend regenwater voorkomen door infiltratie en zuivering in de bodem.

146


• • •

• •

Het oppervlaktewater behoudt een goede kwaliteit door circulatie, filtratie en natuurlijke zuivering. Door regenwater in plaats van drinkwater te gebruiken voor het spoelen van toiletten wordt kwaliteitsverlies van water geminimaliseerd. Het streven om oppervlaktewater in het gebied van schoon naar vervuild te laten stromen is wegens conflicten met het behoud van natuur en wonen aan water niet mogelijk gebleken. Door het opzetten van het grondwater worden zettingen in het gebied, en daarbij optredende schade, geminimaliseerd. Bestaande natuur wordt niet aangetast. De bebouwing zal op agrarische gronden plaatsvinden.

Geen restproducten •

•

Door de circulatie van het oppervlaktewater wordt zo min mogelijk water afgevoerd. Op jaarbasis is er echter een neerslagoverschot van gemiddeld 300 mm. Het grijze water wordt bijna volledig hergebruikt. Slib, dat niet in de sedimentatietank wordt afgebroken, wordt via het zwartwater riool afgevoerd

Het gebruiken van schonere grondstoffen • • •

Gebiedsvreemd water wordt niet langer als bron voor het watersysteem gebruikt. In het ontwerp is neerslag de nieuwe bron. Idealiter moet bemesting niet met kunstmest, maar met slib uit de zuivering gebeuren. Hier is meer onderzoek naar nodig. Door het infiltreren en zuiveren van regenwater in de bodem wordt voorkomen dat vervuild regenwater via het verhard oppervlak in het oppervlaktewater afstroomt.

Zuiniger maken van het product (watersysteem) in gebruik • • • • •

Door de afhankelijkheid van water te verkleinen is het plangebied ook zuiniger in gebruik geworden: het plangebied hoeft niet langer gespoeld te worden. Vanwege het circulatiesysteem is energie nodig om water rond te pompen. Deze energie zal duurzaam opgewekt moeten worden om aan de criteria te voldoen. Door alleen voor zwartwater een centrale zuivering te bouwen, zijn minder grote leidingen nodig en kan de centrale volstaan met minder capaciteit. Door hemelwater af te koppelen en in de grond te infiltreren zijn minder leidingen nodig. Door het gebruik van regenwater als toiletspoeling wordt het drinkwater verbruik verminderd.

Robuustheid Naast de kernvraag in deze thesis over duurzaamheid wordt ook gekeken naar de robuustheid van het watersysteem. Het plangebied dient onder andere te voldoen aan de volgende eisen: veilig tegen overstromen en wateroverlast, uitstekende waterkwaliteit, geen water tekort en ecologisch stabiel. Al deze zaken zijn ruimschoots meegenomen in het ontwerp en onderbouwd. De robuustheid komt echter wel in het geding op 147


wijkniveau. Door het scheiden van zwart- en grijswater bestaat er kans op foutieve aansluitingen. Ook het gebruik van regenwater als toiletspoeling brengt mogelijke complicaties met zich mee. Tevens is de grijswater en oppervlaktewater zuivering afhankelijk van de prestaties van helofyten. Wanneer deze onvoldoende presteren brengt dit problemen voor het gehele gebied. Prettige leefomgeving De samenwerking met Peter Minnema (student bouwkunde) heeft ertoe geleid dat dit onderwerp veel aandacht heeft gekregen. Het is echter moeilijk te kwantificeren. Kort kan gesteld worden, dat er in dit rapport veel aandacht wordt besteed aan de aquatische flora en fauna. Tevens wordt er zoveel mogelijk met natuurlijke filtratie gewerkt, wat een groene indruk geeft. De huidige natuur in het plangebied blijft behouden. Eindconclusie Uit bovenstaande punten kan gesteld worden dat op het gebied van duurzaamheid veel te winnen is. Het zal echter niet mogelijk zijn om het gebied volledig C2C te maken: het neerslagoverschot staat dit niet toe. Jaarextremen zorgen er ook voor dat het gebied afhankelijk blijft van de omringende omgeving. Tevens zal er (voorlopig) een conflict blijven bestaan tussen duurzaamheid en robuustheid. Daarnaast spelen kosten ook een rol, welke in dit onderzoek echter niet zijn meegenomen.

7.2 Aanbevelingen In het onderzoek zijn een groot aantal aspecten belicht die, ondanks vele inspanningen, wellicht niet geheel accuraat zijn. Gezien de omvang van het onderzoek was het ook niet mogelijk om hier verder op in te gaan. Een eerste aanbeveling is daarom om deze waarden verder te onderzoeken. Door de complexiteit van het watersysteem is het ook niet mogelijk geweest om alle aspecten te behandelen. Onderstaande punten zijn nog niet behandeld in dit rapport, maar zijn wel van belang voor het ontwerp van het watersysteem: • •

•

•

• • •

Scheiding van urine en facies bij de bron. Door deze zaken in het toilet te scheiden kan veel winst worden gemaakt op de zuivering. Behandeling van zwartwater. Welke methodes zijn er om zwartwater zodanig te behandelen dat er alleen nutriënten (direct te gebruiken op het land) en water (zwemwater kwaliteit) overblijft? Behandeling van facies. In dit rapport is er vanuit gegaan dat facies ingezameld worden door een spoelsysteem. Wanneer facies door een vacuümsysteem worden afgevoerd kunnen, doormiddel van vergisting, zowel energie als nutriënten gewonnen worden. In hoeverre is dit principe toepasbaar? Wat is de invloed van medicijnen en gif op een circulatiesysteem? Kan dit bij de bron afgevangen worden en/of cumuleert dit in het systeem? In hoeverre is de landbouw (koeien) hiervoor verantwoordelijk? Wat zijn de mogelijkheden voor decentrale afvalwater behandeling Wat zijn de exacte kosten van een duurzaam systeem ten opzichte van een traditioneel systeem? Hoe staan mensen er tegenover om in een wijk te wonen waar hun tuinen met enige regelmaat inunderen?

148


•

• • • •

Optimalisering van de waterkrachtcentrale. In dit onderzoek zijn algemene berekeningen uitgevoerd. Wat zijn de precieze mogelijkheden en hoeveel vermogen kan de centrale opbrengen? Wat is de invloed van de waterkrachtcentrale op het watersysteem? Heeft het continue in- en uitstromen invloed op de flora en fauna? Met welke technieken kan energie uit afvalproducten worden gehaald? Kan het watersysteem volledig functioneren op basis van duurzame energie die in het plangebied wordt gewonnen? Is het praktisch uitvoerbaar om elk huishouden een grijswater afvoer op het oppervlaktewater te geven?

Niet alle als duurzaam bestempelde concepten hebben een faalkans die kleiner is dan, of vergelijkbaar is met, traditionele methoden en principes. Het is daarom noodzakelijk om in de aanloop naar de bouw van het stadsdeel kansrijke duurzaamheidcombinaties nader te onderzoeken en uit te werken, zodat kosten, baten en risico’s kunnen worden afgewogen.

149


LITERATUUR Aelemans, F.G. en Houtman, H. (1985) Grondwaterkaart van Nederland, Lelystad/ Harderwijk, Dienst grondwaterverkenning TNO Delft/ Oosterwolde Ankum, P. (2002) Design of open-channels and hydraulic structures, TU Delft, Faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen, vakgroep Waterbeheersing Bastiaanssen, W. en Roozekrans, H. (2003) Vlakdekkende actuele verdamping van Nederland operationeel beschikbaar, Nederlandse Hydrologische Vereniging, Stromingen 2003, nummer 4 Bastiaanssen, W., Zwart, S., Immerzeel, W., Droogers, P. (2005) Agrohydrologische analyse Zuidelijk en Oostelijk Flevoland, Remote Sensing analyses van knelpunten in het waterbeheer, Waterwatch, Wageningen Battjes, J.A. (2002) vloeistofmechanica, Dictaat CT2100, TU Delft, Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen, Sectie Vloeistofmechanica Beenen, A.S. (1992) Grondwaterproblemen in de woonomgeving, TU Delft, Faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen, vakgroep Gezondheidstechniek en Waterbeheersing Berg, G. van de, Rijk, S. de, Mesman, G., Abrahamse, A. en de Graaf, R. (2008) Kansen voor de decentrale drinkwatervoorziening in Nederland, Flexwater pilot De Draai, Heerhugowaard, Kiwa Water Research, projectnummer BTO(s) 2008.018, P1002.2008.2, (nog) niet gepubliceerd Blom, J.J. en Verhoeven, C.A. (2007) Vertical flow reed bed Leidsche Rijn: First results of the full scale pilot plant investigation, Royal Haskoning, Nijmegen Bolier, G. (2007) Ecology in water management, Dictaat CT5460, TU Delft, Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen, vakgroep Hydrologie Brouwer, B. (2008) Wateropgave Zuidelijk en Oostelijk Flevoland (niet gepubliceerd) Brouwer, R. en Giesen, N.C. van de (2008) Dictaat ct3011, Waterbeheer, TU Delft, Faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen, vakgroep Waterbeheersing Brown, R., Keath, N. en Wong, T. (2008) Transitions to Water Sensitive Cities: Historical, Current and Future Transition States, 11th International Conference on Urban Drainge, Edinburgh, Scotland, UK, 2008 Buishand, T.A. en Velds, C.A. (1980) Klimaat van Nederland 1, Neerslag en verdamping, KNMI Butler, D. en Davies, J.W. (2004) Urban drainage, second edition, Spon Press CHO-TNO (1988) Van Penman naar Makkink; een nieuwe berekeningswijze voor de klimatologische verdampingsgetallen. Eindrapport van de projecten begeleidingsgroep verdampingsberekeningen. Rapporten en Nota’s No.19, Den Haag 150


Commissie Waterbeheer 21ste eeuw (2000) Waterbeleid voor de 21ste eeuw, geef water de ruimte en de aandacht die het verdient Correlje A.F., Graaf, R.E. de, Ryu, M., Schuetze, T., Tjallingii, S.P., Ven, F.H.M. van (2008) Every drop counts: Environmentally Sound Technologies (ESTs) for urban and domestic water use efficiency EnergieNed (2008) Energie in Nederland 2008 Energieraad (2008) Jaarverslag 2007, Ongemakkelijke boodschappen. Graaf, R.E. de (2005) Transitions to more sustainable urban water management and water supply, Msc thesis, TU Delft, Faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen, vakgroep Waterbeheersing Graaf, R.E. de en Ven, F.H.M. van de (2006) The closed city as a strategy to reduce vulnerability of urban areas for climate change, Tijdschrift Water Science and Technology, nummer 56 (2007), pagina 165-173 Graaf, R.E. de (2008) Urban Water Sustainability Casestudies, lessons from Australia and the Netherlands, Project 4086, Leven met Water Gemeente Almere (2008) Keuzenota ontwikkelingsstrategie Almere Oost, versie 1.2 (niet gepubliceerd) Harmelen, A.K. van, Koch, W.W.R., Pesik, P.J., Coenen, P.W.H.G. (2005) Ontkoppeling van milieu en economie, Behaalde en te verwachten ontkoppeling van milieu en economie in de provincie Flevoland, TNO, Rapportnummer B&O-A R2005/203 Harvey, A. (1993) Micro-hydro design manual, a guide to small-scale water power schemes Hooimeijer, F., Nienhuis, A. en Meyer H. (2005) Atlas van de Nederlandse waterstad Hoogvliet, M.C., Brauw, H.M. de, Minnema, P., (2009) Duurzame ontwerpconcepten voor watersysteem en ondergrond in Almere Oost, Ideeen uit het ontwerpatelier Almere Oost, juni 2008, Deltares, Rapportnummer 2008-U-81190-01 Hounjet, M.W.A. (2008) GeoCheck Ontwikkellocaties Almere Oost/ functiegeschiktheid vanuit de ondergrond, Deltares, Rapportnummer 433310-0003 KEMA Consulting en Raadgevend ingenieursbureau Lievense (2007) Energie-eiland, haalbaarheidsstudie 1 Management samenvatting, rapportnummer 30620183, 2007 KNMI (2002) Klimaatatlas van Nederland, de normaalperiode 1971 - 2000 KNMI (2006) Klimaat in de 21ste eeuw, vier scenario’s voor Nederland Kouwets, F.A.C. (2005) Ontwerp meetnet fytobenthos voor de Rijkswateren, RIZA rapport BM05.02 151


Massop, H.Th.L., Bakel, P.J.T. van, Kroon, T., Kroes, J.G., Tiktak, A. en Werkman, W. (2005) Op zoek naar de ‘ware’ neerslag en verdamping McDonough, W.A. en Braungart M. (2002) Cradle to Cradle: Remaking the way we make things McDonough, W.A. en Duivestein, A. (2008) De Almere Principles Minnema, P. (2008) Giving and Taking, Msc thesis plan for graduation project Urbanism, TU Delft, Faculteit Bouwkunde, vakgroep Urbanism Minnema, P. (2009) High tide in the polder, Msc thesis, TU Delft, Faculteit Bouwkunde, vakgroep Urbanism Mostert, E. (2008) Water Law and Organization, Dictaat CT5500, TU Delft, Faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen, vakgroep Waterbeheersing Nationaal Bestuursakkoord Water (2003) National Institute of water and atmospheric research (NIWA), Water & Atmosphere (Volume 15, Number 2, 2007) Nowak, M. (2004) Urban Agriculture on the Rooftop, Senior Honors thesis, Cornell University Penche, C. (1998) Layman’s handbook on how to develop a small hydro site, Directorate general for energy (DGXVII), European Commission Provincie Flevoland (2005) Drinkwatervoorzieningenplan 2010 -2030 Richtlijn 2000/60/EG (2000) tot vaststelling van een kader voor communautaire maatregelen betreffende het waterbeleid, Europees Parlement en de Raad Richtlijn 2006/7/EG (2006) betreffende het beheer van de zwemwaterkwaliteit en tot intrekking van Richtlijn 76/160/EEG, Europees Parlement en de Raad Rijswick, van H.F.M.W., Freriks, A., Backes, Ch., Groothuijse, F.G., Keessen, M., Kempen, van J.H. en Widdershoven, R.G.M. (2008) EG-recht en de praktijk van het waterbeheer, STOWA, Rapportnummer 2008-02 Rombout, J., Boogaard, F.C., Kluck, J., Wenitink, R.. (2007) Verkenning van de kennis van ontwerp, aanleg en beheer van zuiverende regenwatersystemen, STOWA, Rapportnummer 2007-20 Romero, Y (2007) Effect of Climate Change on Urban Water Management Design, Msc thesis, TU Delft, Faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen, vakgroep Waterbeheersing Scheffer, M. (1998) Ecology of shallow lakes, Chapman & Hall

152


Schultz, E. (1992) Waterbeheersing van de Nederlandse droogmakerijen, Proefschrift, TU Delft, Ministerie van Verkeer en Waterstaat Schuetze, T. (2008) Every drop counts: Environmental Sound Technologies for urban and domestic water use efficiency, UNEP IETC DTIE Smits, I., Wijngaarden, J., Versteeg, R., Kok, M. (2004) Statistiek van extreme neerslag in Nederland, STOWA, Rapportnummer 2004-26 Smiet, C.P. (2005) Waterberging op kavels: het bergend vermogen van daktuinen, Documentnummer 145698, Ingenieursbureau Amsterdam Tjallingii, S.P. (2004) Water als drager. Een gidsprincipebenadering voor het ontwerpen en beheren van stedelijke gebieden, Tijdschrift Water mei/juni 2004 Tjallingii, S.P. en Berendsen, R. (2007) Een rijke bron Tromp, E (2008) Bouwen op slappe bodems, Deltares, Rapportnummer 429980-4000007 Ven, F.H.M. van de, Tjallingii, S.P., Baan, P., Van Eijk, P.J. en Rijsberman, M.A. (2005) Water in drievoud Ven, F.H.M. van de (2007) Dictaat CT5510, Watermanagement in urban areas, TU Delft, Faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen, vakgroep Waterbeheersing Ven, F.H.M. van de (2008A) Presentatie “Robuust inrichten Tiel Oost” (niet gepubliceerd) Ven, F.H.M. van de (2008B) Presentatie “De stedelijke wateropgave, Stap voor stap” (niet gepubliceerd) Ven, F.H.M. van de (2008C) Presentatie “Rigo project stedelijke wateropgave” (niet gepubliceerd) Ven, F.H.M. van de, Luyendijk, E., Gunst, M. de, Tromp, E. Schilt, M.J., Gersonius, B., Krol, E.F., Peeters, R., Valkenburg, L.A. en Vlaming, C.H. (2009) Waterrobuust bouwen, De kracht van kwetsbaarheid in een duurzaam ontwerp, BBWM (in druk) Ven, G.A. (1981) Neerslag-afvoer onderzoek in de Hollandse Hout, Ministerie van verkeer en waterstaat, Rijksdienst voor de IJsselmeerpolders, rapport 1981-198 Abw Smedingshuis - Lelystad Waterschap Zuiderzeeland (2003) Publieksmilieujaarverslag 2003 a.w.z.i ´De watercarrousel´ Almere Waterschap Zuiderzeeland (2006) Nieuwsbrief februari 2006/ nummer 1 Waterschap Zuiderzeeland (2007) Waterbeheerplan 2007 – 2011 Werkgroep Watertoets (2003) Handreiking watertoets 2 153


Verruijt, A. (1999) Grondmechanica, VSSD Witberg, N. en Zinger, E.(1999) Nationaal Pakket Duurzame Stedenbouw, Nationaal Dubo Centrum Wolfstein, K.en Roukema, M. (2002) Blauwalgen, Cyanobacteriën, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, RIZA

154


WEBSITES Brandweerkennisnet http://www.brandweerkennisnet.nl BrinkVos water b.v. http://www.brinkvoswater.nl Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS) http://www.cbs.nl DINO loket http://dinoloket.nitg.tno.nl Dura Vermeer business development B.V. http://www.drijvendestad.nl Duurzaam Almere http://www.duurzaamalmre.nl Ecofyt http://www.helofytenfilter.nl Edouard Francois http://edouardfrancois.com Energie in Nederland http://www.energie.nl Europese Commissie http://ec.europa.eu Google maps http://www.maps.google.nl IBA helpdesk http://www.ibahelpdsek.nl Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI) http://www.knmi.nl Milieu- en Natuurcompendium http://www.milieuennatuurcompendium.nl Ministerie van Verkeer en Waterstaat http://www.verkeerenwaterstaat.nl Nederland leeft met water http://www.kaderrichtlijnwater.nl Nederlands instituut fysieke veiligheid http://www.nifv.nl Omgevingsplan Flevoland 2006 http://www.omgevingsplan.flevoland.nl Richtlijn voor bouwen in natte gebieden http://www.waterbestendigbouwen.nl Stichting kennisontwikkeling kennisoverdracht bodem http://www.skbodem.nl/ Vereniging van waterbedrijven in Nederland (Vewin) http://www.vewin.nl Voedingscentrum http://www.voedingscentrum.nl Waterblock B.V. http://www.waterblock.nl Waterschap Zuiderzeeland http://www.zuiderzeeland.nl

155


Waterwijzer Flevoland http://www.waterwijzerflevoland.nl Wikipedia http://www.wikipedia.org

156


BIJLAGE A: Geohydrologisch model van het plangebied Almere Oost De dienst grondwaterverkenning van TNO heeft in Nederland aan de hand van boringen in de ondergrond, de verschillende afzettingen in de bodem bepaald, hiervan zijn geohydrologische kaarten opgesteld. De verschillende afzettingen vormen samen de pakketten, de provincie bepaalt welke afzettingen tot welke pakketten behoren. Figuur… geeft weer waar de boringen in de buurt van Almere Oost hebben plaatsgevonden. De dwarsdoorsneden van deze boringen staan in figuur 92 en figuur 93.

Figuur 91 Overzicht van de dwarsdoorsneden van het model van de ondergrond.192 Dwarsdoorsnede I-I’ staat in figuur 92, dwarsdoorsnede N-N’ staat in figuur 93. De cijfers behoren bij geboorde putten en corresponderen met de doorsneden.

192

www.maps.google.nl, bewerkt, oktober 2008

I


Figuur 92 Dwarsdoorsnede I-I’ 193

193

Aelemans et al. (1985) Bijlage 7

II


Figuur 93 Dwarsdoorsnede N-N’ 194

194

Aelemans et al. (1985), bijlage 6

III


Figuur 94 Legenda behorende bij figuur 92 en figuur 93

IV


Het “Data en Informatie van de Nederlandse Ondergrond” (DINO) loket van TNO is de centrale opslagplaats voor geowetenschappelijke gegevens over de diepe en ondiepe ondergrond van Nederland.195 Bij dit loket is het mogelijk om geohydrologische kaarten van Nederland op te vragen op iedere gewenste locatie. Het model berekent aan de hand van bekende gegevens hoe de ondergrond er ter plekke uit ziet. In onderstaande figuren, afkomstig uit Hounjet (2008), staan twee dwarsdoorsneden van het geohydrologische model van Almere Oost. Hierin worden vier watervoerende pakketten herkend: 1, 2A, 2B en 3. Deze lagen bestaan voornamelijk uit zand hebben een goede (horizontale) doorlatendheid. De overige lagen bestaan grotendeels uit klei, hiervan is de horizontale doorlatendheid nihil en de verticale doorlatendheid klein.

Figuur 95 Overzicht van de dwarsdoorsneden van het geohydrolgisch model uit DINO196

195 196

http://dinoloket.nitg.tno.nl, november 2008 Hounjet (2008)

V


Figuur 96 Dwarsdoorsnede A-A’ van het geohydrologisch model uit DINO197

Figuur 97 Dwarsdoorsnede B-B’ van het geohydrologisch model uit DINO198

197 198

Hounjet (2008) Hounjet (2008)

VI


BIJLAGE B: Hydraulische weerstand en diepte van kanalen en tochten

Figuur 98 Hydraulische weerstand van de holocene klei en veenlaag. De iso-lijnen geven de weerstand weer in dagen.199

Figuur 99 Diepte kanalen en tochten ten opzichte van het Pleistoceen.200

199 200

Aelemans et al. (1985), bijlage 27 Aelemans et al. (1985), bijlage 13

VII


BIJLAGE C: IJskartering In figuur 100 zijn de locaties aangegeven waar ijskartering heeft plaatsgevonden: • • • • • •

Locatie 1: Sloot aan Kievietsweg Locatie 2: Nieuwe plas naast Golfclub Almeerderhout Locatie 3: Plas in Almere-Hout Locatie 4: Tocht aan Kluutweg Locatie 5: Duikertocht Locatie 6: Sloot aan Ibisweg

Locaties 2 en 3 zijn beide plassen. De plas bij locatie 2 is recentelijk aangelegd waarbij de bovenste kleilaag is afgeschoven en herplaatst na uitgraven, om zo de bodem kweldicht te houden. De plas bij locatie 3 is al eerder aangelegd, onbekend is of de kleilaag hier tevens is teruggeschoven. Uit figuur 102 en figuur 103 blijkt dat er een gladde ijslaag op de plassen is gevormd en dat de kwelstroom in beide plassen dus minimaal is.

Figuur 100 Locaties van ijskartering.201

201

www.maps.google.nl, bewerkt, januari 2008

VIII


Figuur 101 Locatie 1






IX


BIJLAGE D: Voorspelling van extreme buien van korte duur In onderstaande tabellen zijn volgens de vier verschillende klimaatscenario’s voorspellingen gedaan voor de tien meest extreme buien gemeten in Lelystad.202 In tabel 40 staan de gemeten waarden, hiervan zijn de eerste vijf in één dag gemeten, de laatste vijf in meerdere dagen. Met een algoritme zijn de waarden, die in meerdere dagen gemeten zijn, omgezet naar een maximale neerslag die in één dag heeft kunnen plaatsvinden. In tabel 41, tabel 42, tabel 43 en tabel 44 staan de voorspellingen van de ‘gemeten’ waarden per dag voor 2050 per klimaatscenario. De voorspelling voor 2050 is tevens omgerekend naar een maximale intensiteit per uur. Opvallend is dat het scenario ‘Warm’ de meest extreme neerslag voorspeld. De grootste voorspelde maximale intensiteit per uur komt voort uit metingen van buien die over meerdere dagen gemeten zijn. De grootste voorspelde bui per dag komt voort uit metingen van eendaagse buien. Datum 29-07-2005 11-06-1998 23-06-2004 20-08-2002 14-09-1998 10-08-1994 10-06-2003 05-07-2006 09-07-2002 18-05-1993

Tijdstap (dag of uur) dag dag dag dag dag 300 uur 1600 uur 500 uur 1700 uur 1800 uur

Neerslag gemeten (mm) 59.7 55.2 43.9 43.8 42.2 24 24 24 22.6 21.8

Neerslag in 24 uur (mm d-1) 59.7 55.2 43.9 43.8 42.2 31.3 27 26.7 27.4 27.9

Tabel 40 Gemeten extreme neerslag waarden te Lelystad, omgezet naar 24 uur.

2050 G Datum 10-08-1994 10-06-2003 05-07-2006 09-07-2002 18-05-1993 29-07-2005 11-06-1998 23-06-2004 20-08-2002 14-09-1998

Neerslag in 24 uur (mm d-1) 31.3 27 26.7 27.4 27.9 59.7 55.2 43.9 43.8 42.2

24 uur voorspelling (mm d-1) 35.4 29.9 29.9 30.7 30.4 67.3 61.2 48.7 49.7 47.4

Max uur voorspelling (mm h-1) 28.7 28.0 28.8 26.9 24.4 17.7 23.5 9.4 21.7 6.3

Tabel 41 Voorspelling van extreme buien in 2050 volgens het ‘Gematigd’ scenario.

202

Romero (2007)

X


2050 G+ Datum 10-08-1994 10-06-2003 05-07-2006 09-07-2002 18-05-1993 29-07-2005 11-06-1998 23-06-2004 20-08-2002 14-09-1998


24 uur voorspelling (mm d-1) 33.2 28.6 28.2 29 29.5 63.4 58.6 46.6 46.5 44.8


Tabel 42 Voorspelling van extreme buien in 2050, volgens het ‘Gematigd+’ scenario.

2050 W Datum 10-08-1994 10-06-2003 05-07-2006 09-07-2002 18-05-1993 29-07-2005 11-06-1998 23-06-2004 20-08-2002 14-09-1998


24 uur voorspelling (mm d-1) 39.5 32.9 33 34 32.9 74.9 67.3 53.5 55.7 52.7


Tabel 43 Voorspelling van extreme buien in 2050, volgens het ‘Warm’ scenario.

2050 W+ Datum 10-08-1994 10-06-2003 05-07-2006 09-07-2002 18-05-1993 29-07-2005 11-06-1998 23-06-2004 20-08-2002 14-09-1998


24 uur voorspelling (mm d-1) 34.9 30.3 29.6 0 31.2 67 61.9 49.2 49.3 47.4

Max uur voorspelling (mm h-1) 34.9 30.3 29.6 0 30.0 18.8 25.7 10.0 24.3 6.4

Tabel 44 Voorspelling van extreme buien in 2050, volgens het ‘Warm+’ scenario.

Bij de voorspelling van 09-07-2002 voor het ‘warm+’ scenario staat een nul genoteerd. Dit komt doordat het warm+ scenario voor 2050 een afname van het aantal regendagen en een toename van de neerslagintensiteit in de zomer voorspeld. Het toegepaste algoritme voorspelt dus dat de gemeten gebeurtenis geen neerslag in 2050 oplevert.

XI


BIJLAGE E: Voorspelling van extreme buien van lange duur Jaar 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1*

per jaar per 2 jaar Per 5 jaar per 10 jaar per 20 jaar per 25 jaar per 50 jaar per 100 jaar per 200 jaar per 500 jaar per 1000 jaar

Uren 4 21 25 31 36 41 43 49 55 61 71 78

8 24 29 36 41 47 49 56 62 69 79 88

12 27 32 40 46 52 54 61 68 75 86 98

24 33 39 47 54 61 63 71 79 87 98 108

Dagen 2 4 41 52 48 60 58 71 65 80 73 89 75 91 84 100 92 109 101 118 113 130 123 140

8 71 81 94 103 113 115 124 133 141 152 159

9 75 86 99 109 118 121 130 138 146 156 163

Tabel 45 Terugkeerniveaus (mm) van neerslaghoeveelheden voor verschillende overschrijdingskansen en duren.203

Jaar 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1* 1*

1 jr 2 jr 5 jr 10 jr 20 jr 25 jr 50 jr 100 jr 200 jr 500 jr 1000 jr

Uren 4

8

12

24

Dagen 2 4

8

9

19-22 23-27 28-34 32-40 36-47 37-50 40-60 44-71 46-84 50-106 53-126

23-26 27-31 33-39 37-46 41-54 43-57 46-67 50-80 63-94 57-117 60-139

26-29 30-35 37-43 41-50 46-59 47-62 51-73 54-68 58-102 62-126 65-149

31-35 37-42 44-51 49-59 54-69 55-72 60-85 64-99 68-116 72-143 75-167

39-44 45-51 54-62 59-71 65-82 67-85 71-99 76-114 80-132 85-160 88-185

68-74 77-85 89-99 96-110 103-122 105-126 111-139 116-153 120-168 124-189 127-207

72-79 82-90 94-105 102-116 109-127 111-131 116-144 121-157 125-172 130-192 132-208

50-55 57-64 67-76 74-86 80-98 82-102 87-115 92-131 96-149 101-175 105-198

Tabel 46 Onder- en bovengrenzen van de 95%-betrouwbaarheidsintervallen (mm) behorende bij de terugkeerniveaus uit tabel…

203

Smits et al. (2004)

XII


BIJLAGE F: Stromen naar en uit de stad in cijfers F.1 Afvalwater De lozing van afvalwater door huishoudens en bedrijven heeft betrekking op de vervuilingswaarde van het afvalwater en niet op de hoeveelheden afvalwater. De lozingen worden uitgedrukt in inwonerequivalenten (i.e.). Dit is het zuurstofverbruik van de verontreinigende stoffen in afvalwater die gemiddeld per inwoner per dag wordt geloosd: • •

Biologisch Zuurstof Verbruik (BZV): de benodigde hoeveelheid zuurstof om vervuiling op een biologische manier (met bacteriën) uit het water te verwijderen. Chemisch Zuurstof Verbruik (CZV): de benodigde hoeveelheid zuurstof om vervuiling op een chemische manier uit het water te verwijderen.

Daarnaast is tevens van belang: • • •

•

Stikstof (N): het stikstofgehalte. Fosfaat (P): het fosfaatgehalte. Zwevende deeltjes: het gehalte aan zwevende deeltjes. Deze, vaak onopgeloste zwevende deeltjes, kunnen drager zijn van verontreinigingen of kunnen na ontbinding schadelijke stoffen opleveren. Zware metalen: het koper-, chroom-, zinken loodgehalte.

In tabel 47 staan de totale en gemiddelde vervuilingwaarden voor deze stoffen, aangetroffen in het influent, effluent en slib van awzi’s in Flevoland in 2006. Stof CZV BZV N P Zwevende stof Koper Chroom Zink Lood Nikkel Arseen Asresten Volume water (m3)

Influent (kg) 19.273.000 7.654.000 1.872.000 299.000 1.900 165 4.726 737 197 264 26.466.000

(mg l-1) 763 298 73 12 313 313 -

Effluent (kg) 969.000 81.000 285.000 21.000 106 32 833 128 86 127 26.466.000

(mg l-1) 38 3 10 1 8 -

Slib (kg) 513 121 1782 119 3551 251 123 33 2290

Tabel 47 Totale hoeveelheid en concentraties vervuilende stoffen in influent, effluent en slib van zuiveringsinstallaties in Flevoland in 2006.204

204

www.cbs.nl, cijfers van heel Flevoland, oktober 2008

XIII


Stof CZV BZV N P Koper Chroom Zink Lood Nikkel Arseen

Inw. (g) 51.997 20.650 5051 807 5,1 0,4 12,8 2,0 0,5 0,7

Influent Huis. (g) 131.032 52.038 12.729 2.034 12,9 1,1 32,1 5,0 1,3 1,79

A.O. (kg) 2.079.880 825.995 202.020 32.267 205,0 17,8 510,0 79,5 21,3 28,5

Inw. (g) 2614 219 769 57 0,3 0,1 2,2 0,3 0,2 0,3

Effluent Huis. (g) 6.588 551 1.938 143 0,7 0,2 5,7 0,9 0,6 0,9

A.O. (kg) 104.571 8.741 30.756 2.266 11,4 3,5 89,9 13,8 9,3 13,7

Tabel 48 Hoeveelheid afvalstoffen per inwoner, per huishouden en voor Almere Oost, per jaar.

Uitgaande dat deze belasting op de rioolwaterzuivering grotendeels afkomstig is van huishoudens, kan bepaald worden wat de gemiddelde belasting per persoon, per huishouden en voor Almere Oost per jaar is (tabel 48). In tabel 49 wordt voor de belangrijkste parameters: CZV, BZV, N en P, gekeken naar het gemiddelde verbruik per dag. Tevens staat het gemiddelde volume water per persoon vermeld, dit is groter dan er gemiddeld per persoon per dag gebruikt wordt (127,5 l, zie tabel 23). Dit komt doordat een gedeelte van de riolering gecombineerd is waardoor naast huishoudwater ook regenwater in de zuiveringsinstallatie terecht komt. Dit verklaart tevens de herkomst van de zware metalen: deze zijn voor een groot deel van het wegdek afkomstig en door regenbuien het riool in gespoeld. Stof CZV BZV N P Volume water (l)

Influent Pers. (g) 146 58 14 2 196

Huis. (g) 365 145 35 5 494

A.O. (kg) 5840 2320 560 80 7840

Effluent Pers. (g) 7,34 0,61 2,16 0,16 196

Huis. (g) 18,35 1,53 5,40 0,40 494

A.O. (kg) 293,6 24,4 86,4 6,4 7840

Tabel 49 De hoeveelheden chemisch zuurstof verbruik, biologisch zuurstof verbruik, stikstof en fosfaat per persoon, per huishouden en voor Almere Oost, per dag, in influent en effluent van zuiveringsinstallaties in Flevoland.

Van het inwonersequivalent van CZV, BZV, N en P zijn landelijke gegevens bekend (zie tabel 50). Het blijkt dat de berekende gegevens in tabel 49 binnen de marge van het landelijk gemiddelde vallen.

XIV


Stof CZV BZV N P

persoon (g d-1) 90 – 150 40 – 60 8 – 15 1–3

huishouden (g d-1) 225 – 375 135 – 150 20 – 38 3–8

Almere Oost (kg d-1) 3600 – 6000 1600 – 2400 320 – 600 40 – 120

Tabel 50 Het inwonerequivalent van influent voor chemisch zuurstof verbruik, biologisch zuurstof verbruik, stikstof en fosfaat . Tevens weergegeven per huishouden en voor Almere Oost.205

Slib Na verwerking van het influent in de rioolwaterzuivering resteert er een deel in de vorm van nat en droog slib. In Flevoland wordt dit gedeeltelijk gecomposteerd, het grootste deel wordt echter verbrand (zie tabel 51). Andere mogelijke eindbestemmingen voor slib zijn: • • •

Landbouw/ bodem Diervoeder/ destructiebedrijven Storten

Nat slib Inw. (kg) Composteren 16,6 Verbranden 84,5 Totaal 101,1

Huis. (kg) 41,8 212,9 254,8

A.O. (103 kg) 664 3380 4044

Droog slib (stof) Inw. Huis. (kg) (kg) 4,7 11,8 16,7 42,1 21,4 53,9

A.O. (103 kg) 188 668 856

Tabel 51 Hoeveelheden zuiveringsslib (nat en droog) van zuiveringsinstallaties in Flevoland per inwoner, per huishouden en voor Almere Oost met eindbestemming per jaar.206

205 206

www.ibahelpdesk.nl, november 2008 www.cbs.nl, cijfers van heel Flevoland, november 2008

XV


F.2 Emissie van vermestende stoffen naar water De waterkwaliteit van het oppervlaktewater wordt sterk beïnvloed door emissies van nutriënten (zie paragraaf 2.6). Naast dat deze emissies afkomstig zijn van door de mens beïnvloedde factoren, kan de kwelstroom ook een grote nutriëntenbron zijn. Aangezien er in het gebied bijna geen kwel voorkomt (paragraaf 2.5.3), en ervan uitgaande dat dit zo blijft, zijn alleen de emissies in tabel 52 opgenomen. Hierin staan de emissies naar het oppervlaktewater in Flevoland in 2000. Het gaat hier om bronnen die door de mens beïnvloed zijn. Duidelijk is dat landbouw de grootste vervuiler is gevolgd door riolering en zuivering. Emissie naar water Consumenten Landbouw Riolering & waterzuivering Overig Totaal

N (kg)

(%)

P (kg)

16.964.461 2.489.726.667 432.436.162

(%)

N+P (kg)

0,3 50,9 8,8

2.456.586 243.243.737 40.420.976

(%)

0,9 85,0 14,1

4.1530321 492.2164037 83.6645922

0,5 63,5 10,8

1.950.026.807

39,9

165.000

0

195.1676807

25,2

4.889.154.097

100

286.286.299

100

775.2017087

100

Tabel 52 De bijdragen van doelgroepen aan de belasting met N en P van het oppervlaktewater in Flevoland in het jaar 2000.207

F.3 Gemeentelijk afval Het gemeentelijk afval is het afval dat door of in opdracht van de gemeente verzameld is. Per inwoner wordt er gemiddeld 637 kg per jaar verzameld, hiervan is 88 % (562 kg) afkomstig van huishoudens en 12 % (75 kg) van reinigingsdiensten. In tabel 53 staan de belangrijkste huishoudelijke afvalstoffen die per inwoner, per huishouden en voor Almere Oost verzameld worden. Omdat het afval van winkels en dergelijk vaak tegelijk met het afval van huishoudens wordt ingezameld, zal een (klein) deel niet afkomstig zijn van huishoudens. In tabel 54 staan de door reinigingsdiensten verzamelde afvalstoffen. Stoffen opgehaald bij huishoudens Restafval GFT Papier Grof vuil Glas Overig Totaal

Per inw. (kg jr-1) 243 79 66 44 21 109 562

Per huishouden (kg jr-1) 608 181 151 100 48 249 1405

Almere Oost (103 kg jr-1) 9.720 3.160 2.640 1.760 840 4.360 22.480

Tabel 53 Huishoudelijke afvalstoffen per inwoner, per huishouden en voor Almere Oost per jaar.208

207 208

Harmelen et al. (2005) www.cbs.nl, cijfers per inwoner in Nederland in 2006, september 2008

XVI


Stoffen opgehaald door reinigingsdiensten Veegafval Riool-, kolken- en gemalenafval Groenafval Winkel-, kantoor- en dienstenafval Overig Totaal

Per inw. (kg jr-1) 19 6 39 8 2 75

Per huishouden (kg jr-1) 48 14 98 20 5 189

Almere Oost (103 kg jr-1) 760 240 1.560 320 80 3.000

Tabel 54 Door reinigingsdiensten verzamelde afvalstoffen per inwoner, per huishouden en voor Almere Oost per jaar.209

Tabel 55 laat zien hoe de bij de huishoudens en door reinigingsdiensten ingezamelde stoffen worden verwerkt. Verwerking Hergebruik Composteren Achteraf scheiden Verbranden Storten Totaal

Huishoudelijk (%) (kg jr-1) 29 163 19 107 17 96

Reinigingsdienst (%) (kg jr-1) 2 2 51 38 30 23

34 2 100

12 6 100

191 11 568

9 5 77

Tabel 55 Verwerking van afvalstoffen afkomstig van inzameling bij huishoudens en de reinigingsdienst per inwoner per jaar.210

F.4 Energie verbruik Het huishoudelijk energie verbruik bestaat voornamelijk uit elektriciteit en aardgas. Het huishoudelijk aardgasverbruik per inwoner heeft een licht dalende tendens, vooral veroorzaakt door toenemende isolatie. Tussen 1980 en 2006 is het verbruik gestaag gedaald van 3145 naar 1652 m3 (een daling van 47 %). Het huishoudelijk elektriciteitsverbruik stijgt voortdurend door het toenemende bezit van elektrische apparaten. Tussen 1988 en 2006 is het huishoudelijke elektriciteitsverbruik gestegen van 2740 tot 3402 kWh, hetgeen neerkomt op een groei van bijna 1,5 % per jaar. 211 212 Het verloop in de vraag naar aardgas en elektriciteit is weergegeven in figuur 107.

209

www.cbs.nl, cijfers per inwoner in Nederland in 2006, september 2008 www.cbs.nl, cijfers per inwoner in Nederland in 2006, september 2008 211 www.cbs.nl, milieurekeningen 2006, september 2008 212 www.energie.nl, september 2008 210

XVII


Figuur 107 Het huishoudelijk aardgas (m3) en elektriciteit (kWh) verbruik tussen 1980 en 2006.213

Aardgas Het aardgas voor de Nederlandse markt is voor een groot deel afkomstig uit de Groningse bodem. Het Groningse aardgas levert bij verbranding een energetische waarde van 31,65 MJ m-³ (onderwaarde) aan energie. Dit komt overeen met ongeveer 8,8 kWh energie. De energetische waarde geeft aan hoeveel water een bepaalde brandstof bij volledige verbranding in staat is te verwarmen van 14,5 naar 15,5 ○C. De onderwaarde geeft aan dat het de warmte betreft die vrijkomt bij verbranding zonder de condensatiewarmte van de verbrandingsgassen mee te rekenen (ook wel netto stookwaarde). Het Groningse gas bestaat voor 81,9 % uit CH4 (methaan), voor 14 % uit N2 (stikstofgas), voor 3,3 % uit hogere gasvormige koolwaterstoffen, en voor 0,8 % uit CO2 (kooldioxide). Aardgas van andere winplaatsen bevat soms een ander gehalte methaan of waterstofsulfide.214 Het aardgas wordt binnen de woning voor diverse doeleinden gebruikt. In tabel 56 staat het gemiddelde verbruik per persoon, per huishouden en voor Almere oost, in m3 en in kWh, per jaar. Bij het omzetten van het volume aardgas naar energie is uitgegaan van de onderwaarde van de energetische waarde van het Groningse aardgas. Per persoon m3 kWh Koken 25,8 227,0 Warm water 150,8 1327,0 Verwarming 479,0 4215,1 Totaal 655,6 5769,0

Per huishouden m3 kWh 65 572 380 3.344 1.207 10.622 1.652 14.538

Almere Oost 103 m3 kWh 1.032 9.079.365 6.032 53.079.365 19.159 168.603.175 26.222 230.761.905

Tabel 56 Gemiddeld aardgasverbruik per persoon, per huishouden en voor Almere Oost per jaar.215

213

www.energie.nl, september 2008 www.wikipedia.org, september 2008 215 www.energie.nl, cijfers van huishoudens in Nederland in 2006, september 2008 214

XVIII


Elektriciteit Het elektriciteitsverbruik in huishoudens nam de afgelopen jaren toe door de groeiende toepassing van allerlei apparaten, waaronder de veel energie verbruikende vaatwasser, de wasdroger en de computer. In tabel 57 staat het energieverbruik per persoon, per huishouden en voor Almere Oost.

Aardgas Elektriciteit Totaal

Per persoon kWh 5.769 1.350 7.119

Per huishouden kWh 14.538 3.402 17.940

Almere Oost kWh 230.762.000 54.000.000 284.762.000

Tabel 57 Gemiddeld energieverbruik per persoon, per huishouden en voor Almere Oost per jaar.216

F.5 Broeikasgassen Broeikasgassen zijn gassen die in de atmosfeer bijdragen aan het verhogen van de evenwichtstemperatuur op aarde. Het voornaamste broeikasgas is waterdamp, deze aanwezigheid is onderdeel van de hydrologische cyclus waar menselijke activiteiten weinig invloed op hebben. Het versterkte broeikaseffect is afkomstig van een aantal gassen, de belangrijkste zijn:217 •

•

•

•

216 217

Koolstofoxide (CO2): koolstof is onderdeel van een kringloop waarin planten CO2 opnemen en uitstoten wanneer ze verteren. Planten kunnen fossiliseren wanneer een gebrek aan zuurstof rotting voorkomt, zo word de koolstof opgeslagen. Bij het gebruik van deze fossielen als brandstof komt de CO2 weer terug in de atmosfeer. CO2 is voor ongeveer 60 % van het versterkte broeikaseffect verantwoordelijk. Methaan (CH4): methaan wordt voornamelijk geproduceerd door bacteriën die van organisch materiaal leven in een zuurstofarme omgeving. Het gas komt vrij uit natuurlijke, maar voornamelijk door de mens beïnvloede bronnen, zoals: moeraslanden, oceanen, verbranden van fossiele brandstoffen, veehouderij en vuilstortplaatsen. CH4 is voor ongeveer 20 % van het versterkte broeikaseffect verantwoordelijk. Distikstofxide (N2O): distikstofoxide wordt door bacterien in de bodem geproduceerd en komt natuurlijk vrij uit oceanen en regenwouden. Door menselijk handelen beïnvloede bronnen zijn: meststoffen, fossiele brandstofverbranding en chemische processen zoals rioolwaterzuivering. N2O is voor ongeveer vijf % verantwoordelijk voor het versterkte broeikaseffect. Gefluoreerde broeikasgassen: dit zijn de enige broeikasgassen die niet natuurlijk zijn, maar door de mens zijn ontwikkeld voor industriële doeleinden.

www.energie.nl, cijfers van huishoudens in Nederland in 2006, september 2008 http://ec.europa.eu, oktober 2008

XIX


Om de invloed van de verschillende broeikasgassen te kunnen optellen, wordt gebruik gemaakt van een omrekening naar zogeheten CO2-equivalenten: • • •

1 kg koolstofoxide (CO2) = 1 CO2-equivalent 1 kg distikstofoxide (N2O) = 310 CO2-equivalenten 1 kg methaan (CH4)= 21 CO2-equivalenten

De fluor(chloor)gassen hebben elk afzonderlijk een zeer hoog CO2-equivalent, maar omdat de uitgeworpen hoeveelheden relatief klein zijn, is hun bijdrage aan het landelijk totaal gering. Deze broeikasgassen worden in dit onderzoek verder niet meegenomen. In tabel 58, tabel 59 en tabel 60 zijn de emissies van CO2, N20 en CH4 per doelgroep voor Nederland, per persoon, per huishouden en voor Almere Oost opgenomen. De waarden van de CO2, N2O, CH4 en totale uitstoot in CO2 equivalenten per persoon en voor Almere Oost zijn hieruit overgenomen in tabel 61. CO2 Landbouw Industrie Energiesector Verkeer & vervoer Consumenten Afvalbeheer Overig Totaal

Totaal NL 106 kg 106 C-eq 8.237 8.237 33.305 33.305 64.011 64.011 36.519 36.519

Per persoon kg C-eq 504 504 2.036 2.036 3.913 3.913 2.232 2.232

Per huishouden kg C-eq 1.269 1.269 5.131 5.131 9.861 9.861 5.626 5.626

Almere Oost 103 kg 103 C-eq 20.141 20.141 81.439 81.439 156.525 156.525 89.299 89.299

16.216 2.341 11.256 171.885

991 143 688 10.508

2.498 361 1.734 26.479

39.654 5.724 27.525 420.308

16.216 2.341 11.256 171.885

991 143 688 10.508

2.498 361 1.734 26.479

39.654 5.724 27.525 420.308

Tabel 58 De emissie van CO2 van diverse doelgroepen per persoon, per huishouden en voor Almere Oost, per jaar.218 N2 0 Landbouw Industrie Energiesector Verkeer & vervoer Consumenten Afvalbeheer Overig Totaal

Totaal NL 106 kg 106 C-eq 31 9474 16 4825 0,5 145 1,4 433

Per persoon kg C-eq 1,9 560 1,0 295 0 9 0,1 26

Per huishouden kg C-eq 4,7 1.459 2,4 743 0,1 22 0,2 67

Almere Oost 103 kg 103 C-eq 74,7 23.167 38,1 11.799 1,1 354 3,4 1.060

0,2 1,6 0,1 50

0 0,1 0 3,1

0 0,3 0 7,7

0,6 4,0 0,3 122,2

70 505 38 15490

4 31 2 947

11 78 6 2.386

172 1.237 927 37.877

Tabel 59 De emissie van N2O van diverse doelgroepen per persoon, per huishouden en voor Almere Oost, per jaar.219

218 219

www.milieuennatuurcompendium.nl, cijfers van Nederland in 2007, september 2008 www.milieuennatuurcompendium.nl, cijfers van Nederland in 2007, september 2008

XX


CH4 Landbouw Industrie Energiesector Verkeer & vervoer Consumenten Afvalbeheer Overig Totaal

Totaal NL 106 kg 106 C-eq 420 8814 16 340 36 755 2,3 48

Per persoon kg C-eq 25,7 539 1,0 21 2,2 46 0,1 3

Per huishouden kg C-eq 65 1.358 2,5 52 5,5 116 0,4 7

Almere Oost 103 kg 103 C-eq 1.026,3 21.552 39,5 829 87,9 1.847 5,6 118

15 256 2,9 749

0,9 15,7 0,2 45,8

2,3 39,5 0,5 115,3

37,0 627,0 7,2 1.830,6

318 5385 62 15721

19 329 4 961

49 830 10 2.422

778 1.317 151 38.443

Tabel 60 De emissie van CH4 van diverse doelgroepen per persoon, per huishouden en voor Almere Oost, per jaar.220

Landbouw Industrie Energiesector Verkeer & vervoer Consumenten Afvalbeheer Overig Totaal

CO2 Pers C-eq 504 2.036 3.913 2.232

A.O. 103 C-eq 20.141 81.439 156.525 89.299

N20 Pers C-eq 560 295 9 26

A.O. 103 C-eq 23.167 11.799 354 1.060

CH4 Pers C-eq 539 21 46 3

A.O. 103 C-eq 21.552 829 1.847 118

Totaal Pers C-eq 1.621 2.352 3.958 2.262

A.O. 103 C-eq 64.860 94.068 158.726 90.477

991 143 688 10.508

39.654 5.724 27.525 420.308

4 31 2 947

172 1.237 927 37.877

19 329 4 961

778 1.317 151 38.443

1.015 503 694 12.416

40.603 20.125 27.769 496.628

Tabel 61 De emissie van CO2, N2O en CH4 van diverse doelgroepen per persoon en voor Almere Oost, per jaar.

F.6 Voedingsstoffen Het Voedingscentrum geeft een overzicht van de basisvoedingsstoffen die een persoon per dag dient te nuttigen voor een gezonde voeding: “de schijf van vijf”. Deze schijf bestaat uit de volgende groepen: 1. 2. 3. 4. 5.

Groente en fruit Brood, (ontbijt)granen, aardappelen, rijst, pasta en peulvruchten Zuivel, vlees(waren), vis, ei en vleesvervangers Vetten en olie Dranken

De hoeveelheden die uit de verschillende groepen worden aanbevolen, zijn afhankelijk van geslacht en leeftijd. Tabel 62 geeft de aanbevolen hoeveelheden aan die een gemiddeld persoon gemiddeld per dag nodig heeft om voldoende eiwitten, vitamines en mineralen binnen te krijgen. Bij alle genoemde hoeveelheden gaat het om het gewicht van producten zoals ze worden gegeten.221 Voedingsstoffen die niet in

220 221

www.milieuennatuurcompendium.nl, cijfers van Nederland in 2007, september 2008 www.voedingscentrum.nl, maart 2009

XXI


de schijf van vijf voorkomen zijn minder belangrijk en zijn in dit onderzoek niet opgenomen. Uit tabel 62 blijkt dat een gemiddeld volwassen persoon ongeveer 1030 gram vaste en 2,2 l vloeibare voedingsstoffen per dag nodig heeft. Basisvoeding Groente Fruit Brood Aardappelen, rijst pasta, peulvruchten Melk (producten) Kaas Vlees(waren), vis, kip, eiren, vleesvervangers Halvarine Bak-, braad- en frituurproducten, olie Dranken Totaal

14 – 18 jaar 200 g 200 g 225 g 225 g

19 – 50 jaar 200 g 200 g 225 g 225 g

51 – 70 jaar 200 g 200 g 195 g 175 g

0,6 l 20 g 115 g

0,45 l 30 g 115 g

0,5 l 30 g 115 g

30 g 15 g

30 g 15 g

30 g 15 g

1,25 l 1030 g, 1,85 l

1,75 l 1040 g, 2,20 l

1,75 l 960 g, 2,25 l

Tabel 62 De basisvoeding die een persoon per dag nodig heeft, weergegeven voor drie leeftijdscategorieën.

XXII


BIJLAGE G: Het seizoensbekken als accu In deze bijlage wordt de werking van de seizoensbuffer als accu voor het gebied verduidelijkt aan de hand van een bovenaanzicht en twee zijaanzichten. In paragraaf 4.6 wordt het concept van een waterkracht centrale gekoppeld aan het seizoensbekken beschreven. Lage Vaart

Piekbekken


Oude Eemgeul

Seizoensbekken Verbinding Hoge Vaart Hoge Vaart Sluis Overlaat Onderlaat Waterkrachtcentrale, Gemaal & Sluis

Figuur 108 Schematisch bovenaanzicht van het oppervlaktewatersyteem met waterkrachtcentrale.

XXIII


Gemaal -4 NAP -6,2 NAP

-4 NAP

-4,75 NAP -5,2 NAP -5,2 NAP

-5,45 NAP

-5,95 NAP

Lage Vaart

Piekbekken

Oude Eemgeul

Seizoensbekken

Hoge Vaart



Sluis Sluis/ Waterkracht centrale Marge flexible peil

Figuur 109 Schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met waterkrachtcentrale en de Eemgeul als verbinding.

XXIV


-6,2 NAP

-4,25 NAP

-4,5 NAP

-4,75 NAP

-4 NAP

-4 NAP

-5,2 NAP -4,95 NAP -5,2 NAP -5,45 NAP

A

-5,95 NAP

Lage Vaart

-5,7 NAP

Piekbekken

B

C

-5,2 NAP

-5,45 NAP

Tochten & Sloten

Seizoensbekken

Hoge Vaart



Overlaat Onderlaat Sluis Marge flexibel peil

Figuur 110 Schematisch zijaanzicht van het oppervlaktewatersysteem met waterkrachtcentrale en de tochten en sloten als verbinding.

XXV

Duurzaam Almere Oost: Ontwerp van een waterhuishoudkundig systeem

Recommend Documents