NOTITIE MOGELIJKHEDEN WATERDOORVOER VANUIT EEMSKANAAL VIA SLOCHTERDIEP NAAR MEERSTAD

NOTITIE MOGELIJKHEDEN WATERDOORVOER VANUIT EEMSKANAAL VIA SLOCHTERDIEP NAAR MEERSTAD WATERSCHAP HUNZE EN AA'S

5 april 2013 076862205:B - Definitief C01022.100280.0100

Notitie mogelijkheden waterdoorvoer vanuit Eemskanaal via Slochterdiep naar Meerstad

Inhoud 1

Inleiding ................................................................................................................................................................ 3

2

Bestaande en gewenste situatie ......................................................................................................................... 5

3

4

2.1

Bestaande situatie ...................................................................................................................................... 5

2.2

Gewenste situatie ....................................................................................................................................... 6

Systeemafbakening en functies ........................................................................................................................ 9 3.1

Systeemafbakening .................................................................................................................................... 9

3.2

Functies ....................................................................................................................................................... 9

Programma van Eisen ........................................................................................................................................ 11 4.1

Functionele eisen ..................................................................................................................................... 11

4.2

Aspecteisen ............................................................................................................................................... 12

4.3

Raakvlakeisen........................................................................................................................................... 12

5

Beoordelingscriteria .......................................................................................................................................... 13

6

Concept-oplossingen ......................................................................................................................................... 15

7

8

6.1

Hoofdoplossingen ................................................................................................................................... 15

6.2

Definiëring varianten .............................................................................................................................. 16

6.3

Bespreking varianten hoofdgroep S ...................................................................................................... 17

6.4

Bespreking varianten hoofdgroep N ..................................................................................................... 21

6.5

Bespreking varianten hoofdgroep Z ..................................................................................................... 23

6.6

Bespreking varianten hoofdgroep W .................................................................................................... 26

Verificatie en beoordeling van de oplossingen ............................................................................................ 33 7.1

Verificatie .................................................................................................................................................. 33

7.2

Beoordeling............................................................................................................................................... 33

Aanbevelingen ................................................................................................................................................... 37

Bijlage 1

Memo verkenning waterinlaat Slochtersluis .............................................................................

Bijlage 2

Memo inrichting Slochterdiep - doorvoercapaciteit .................................................................

Bijlage 3

Memo verbreding Slochterdiep ....................................................................................................

Bijlage 4

Tekening rioolpersleiding t.p.v. kruising Slochterdiep ...........................................................

Bijlage 5

Verificatiematrix ..............................................................................................................................

Bijlage 6

Beoordelingsmatrix .........................................................................................................................

Bijlage 7

Kostenraming ...................................................................................................................................

076862205:B - Definitief

ARCADIS

1


Colofon...........................................................................................................................................................................

2

ARCADIS



1

Inleiding

ARCADIS Nederland BV heeft van het waterschap Hunze en Aa’s opdracht voor het opstellen van een projectplan voor het inrichten van het Slochterdiep en een aantal zijtakken. Aanleiding is de staat van onderhoud en de hoogwaterveiligheid die niet overal aan de eisen voldoet. Het doel van het project is om eind 2015 de inrichting van het Slochterdiep en haar zijtakken op kostenefficiënte wijze te laten voldoen aan de eisen voor de veiligheid, het hydrologisch functioneren, de ecologische waterkwaliteit en de bevaarbaarheid. Onderdeel hiervan is het realiseren van een doorvoer van water vanaf het Eemskanaal naar het Woldmeer, het in de nieuwe woonwijk Meerstad te realiseren meer. Dit meer zal namelijk dienst doen als noodberging in tijden van hoogwater in het Eemskanaal. Tevens zal een deel van het water doorgevoerd worden via de Duurswoldboezem naar Delfzijl waar het op zee uitgemalen zal worden. Deze doorvoer zal dus plaatsvinden onder uitzonderlijke omstandigheden, vooralsnog wordt uitgegaan van 1:100 jaar, of minder frequent. Eerder verricht deelonderzoek ARCADIS heeft ten behoeve van dit vraagstuk al drie deelonderzoeken verricht die gerapporteerd zijn in de volgende memo’s. Deze memo’s zijn als bijlage bij dit rapport gevoegd.



Titel

Kenmerk

Datum

Verkenning waterinlaat Slochtersluis

076553398:A

25 januari 2013

Inrichting Slochterdiep; doorvoercapaciteit

076857789:0.1

7 november 2012

Memo verbreding Slochterdiep

076857283:0.1

13 november 2012

Het eerste memo gaat in op de mogelijkheden de Slochtersluis aan te passen zodat deze gebruikt kan worden om water in te laten vanuit het Eemskanaal naar het Slochterdiep. De conclusie is dat dit mogelijk is.



Het tweede memo behandelt de vraag of het Duurswoldboezemsysteem deze doorvoer daadwerkelijk aankan. De conclusie is dat dit mogelijk is, mits begeleidende maatregelen worden getroffen als het tijdelijk op hele of halve kracht laten draaien van poldergemalen.



De derde memo geeft aan welke verbreding van het Slochterdiep tussen Slochtersluis en de inlaat naar het Woldmeer noodzakelijk is. Op basis hiervan wordt in deze variantenstudie als uitgangspunt gekozen voor een verbreding van 7 meter tussen het inlaatpunt vanuit het Eemskanaal en de door Meerstad te bouwen sluis naar het Woldmeer.

Doel In deze voor u liggende notitie wordt een aantal varianten beschreven en afgewogen om de gewenste doorvoercapaciteit te realiseren. Doel van deze notitie is het mogelijk maken van een keuze voor een meest


ARCADIS

3


doelmatige en kostenefficiënte inrichtingsvariant ten behoeve van het realiseren van de doorvoercapaciteit. Werkwijze De gevolgde werkwijze volgt de principes van Systems Engineering (zie www.leidraadse.nl). In de notitie komen achtereenvolgens de volgende zaken aan de orde:

4



Bestaande situatie



Gewenste situatie



Systeemafbakening en functies



Programma van Eisen, fase concept-ontwerp



Beoordelingscriteria



Concept-oplossingen



Verificatie van de oplossingen

ARCADIS



2 2.1

Bestaande en gewenste situatie BESTAANDE SITUATIE

Het gebied waar dit onderzoek zich op richt is het meest westelijke deel van het Slochterdiep en de omgeving daaromheen. Zie onderstaande figuur.

Het Eemskanaal (nagenoeg diagonaal op bovenstaande satellietfoto) en het Slochterdiep (horizontaal op satellietfoto) zijn met elkaar verbonden door de schutsluis ‘Slochtersluis’. In 2013/2014 zal een schutsluis (rechtsonder op de satellietfoto) worden aangelegd tussen het Slochterdiep en het Woldmeer, die zo wordt ontworpen dat deze ook kan fungeren ten behoeve van het spuien van de gewenste hoeveelheid water vanuit het Slochterdiep op het Woldmeer. Het Woldmeer is momenteel in aanleg en maakt onderdeel uit van de nieuwbouwwijk Meerstad. Zowel aan de noordzijde van het Slochterdiep als de zuidzijde van het Eemskanaal ligt een openbare weg. Deze kruisen elkaar bij de Slochtersluis en worden onderling oostwaarts weer verbonden door de Zuiderweg. De gronden tussen Eemskanaal, Slochterdiep en Zuiderweg zijn in eigendom van Meerstad evenals een daar aanwezige woonboerderij. De landerijen zijn in agrarisch gebruik. Rondom de Slochtersluis zijn enkele particuliere woningen aanwezig, evenals een opslagterrein van de provincie Groningen (aan het Eemskanaal) en een camping en sauna (aan de zuidkant van het Slochterdiep). De woonboerderij aan de zuidkant van het Slochterdiep (net rechts van het midden op de satellietfoto) is recent gesloopt.


ARCADIS

5


De Slochtersluis is gebouwd in de 1e helft van de jaren ’60. De sluis heeft een kolklengte van 28 m, een breedte van 6 m en is afgesloten met twee sets stalen puntdeuren in buiten- en binnenhoofd. De sluis verbindt het Eemskanaal (streefpeil NAP + 0,53 m) met het Slochterdiep (winterpeil NAP - 1,02 m en zomerpeil NAP - 1,22 m; peilbesluit in voorbereiding). Het maximale waterstandsverschil over de Slochtersluis is van het Eemskanaal van NAP + 1,30 m (maatgevend boezempeil 1/100 jaar ) naar het Slochterdiep van NAP - 1,22 m (laagste streefpeil Duurswoldboezem). De sluis wordt gebruikt voor recreatievaart van en naar het Slochterdiep. De sluis wordt ook gebruik om in droge periodes ten behoeve van de watervoorziening in Duurswold, water in te laten naar het Slochterdiep. Het schutten vindt plaatst door middel van nivelleerschuiven (rinketten) in de puntdeuren. Door het gebied loopt de rioolpersleiding die de stad Groningen verbindt met de rioolwaterzuiveringsinstallatie Garmerwolde. Deze kruist het Slochterdiep circa 100 m ten oosten van de Slochtersluis en loopt dan min of meer evenwijdig aan het Eemskanaal naar het noorden.

2.2

GEWENSTE SITUATIE

De functie als verbinding voor de recreatievaart (toegelaten vaardiepte 1,2 m) blijft gehandhaafd evenals de reguliere functie in het waterbeheer (boezem, aan- en afvoer van water). In de toekomst zal de Slochtersluis of een nieuw te maken constructie gebruikt worden om in hoogwatersituaties water te bergen in het nieuwe meer van Meerstad en om water door te voeren via het Slochterdiep en het Afwateringskanaal van Duurswold naar zee bij Delfzijl. Ten behoeve hiervan heeft ARCADIS een memo opgesteld waarin diverse varianten voor de doorvoer zijn doorgerekend met een SOBEK-model van het Duurswoldboezemsysteem. Conclusie is dat het doorvoeren mogelijk is, als daarbij een aantal poldergemalen tijdelijk stilgelegd worden of op halve capaciteit draaien. In totaal moet 3 mln. m³ vanuit het Eemskanaal in het Duurswoldboezemsysteem geborgen en doorgevoerd worden. De meest kansrijke opties zijn volgens het memo die opties waarbij een deel van deze hoeveelheid noordelijker vanuit het Eemskanaal wordt ingelaten. Gedacht wordt aan de Groevesluis, of het punt waar het Afwateringskanaal van Duurswold het Eemskanaal door middel van een onderleider kruist. In deze voor u liggende rapportage is uitgangpunt het inlaten van 2,1 tot 2,3 mln. m³ via de Slochtersluis of in de directe omgeving daarvan, terwijl 0,7 tot 0,9 mln. m³ noordelijker in het Duurswoldsysteem wordt ingelaten.

6

ARCADIS



Dit is schematisch weergegeven in onderstaande figuur.

De totale opgave is berging van 3 mln. m³ in 48 uur. Als de inlaat wordt verdeeld over meer punten moet in de overall afweging ook rekening worden gehouden met de te maken kosten voor inlaat op andere punten. Als alternatief moet in deze notitie daarom ook in beeld blijven dat de gehele 3 mln. m³ ter plaatse van de Slochtersluis moet kunnen worden ingelaten. Ten behoeve van deze notitie is gerekend met het volgende waterstandsverschil over de Slochtersluis: 

Eemskanaal van NAP + 1,10 m (maatgevend boezempeil 1/100 jaar).



Slochterdiep van NAP - 0,50 m (uitgangspunt is daarbij dat het maatgevend hoogwater 1/100 jaar voor Duurswold niet overschreden mag worden).

In de beschouwing en afweging van alternatieven wordt ook mogelijke fasering van implementatie van (deel)oplossingen meegenomen. Dit gezien de gefaseerde aanleg van Meerstad en de waterbergingscapaciteit daarbinnen.


ARCADIS

7


8

ARCADIS



3 3.1

Systeemafbakening en functies SYSTEEMAFBAKENING

De systeemafbakening geeft aan op welk deel van ‚de wereld‛ de analyse betrekking heeft. Een expliciete afbakening is belangrijk om verwarring over eisen en/of het ontbreken van eisen te voorkomen. De systeemafbakening is weergegeven in onderstaande figuur.

Systeembegrenzing (witte lijn) met inlaatpunt naar Meerstad (blauwe pijl).

3.2

FUNCTIES

Binnen dit systeem moeten de in onderstaande tabel vermelde functies worden vervuld. Bij elke functie is aangegeven of deze onder reguliere omstandigheden en/of bij een hoogwatersituatie (1/100 jaar) moeten worden vervuld.


ARCADIS

9


Functie

In reguliere

In hoogwatersituaties

omstandigheden

(1/100 jaar)

ja

Ja

ja

Ja

ja

Deels (een van deze

Keren van water van het Eemskanaal naar het achterliggende land en naar het Slochterdiep (bestaande functie) Keren van water van het Slochterdiep naar het achterliggende land (bestaande functie) Verbinden van wegverkeer langs het Eemskanaal (Borgsloot, Eemskanaal zuidzijde), Slochterdiep en Zuiderweg (bestaande

wegen zou kunnen

functie)

worden afgesloten)

Verbinden van scheepvaartverkeer (recreatievaart) van

ja

Eemskanaal naar Slochterdiep en omgekeerd (bestaande

Nee (er geldt in hoogwatersituaties een

functie)

vaarverbod)

Watervoorziening in Duurswold in droge periodes (bestaande

Ja

Nee

Nee

Ja

Ja

Nee

Nee (indien nodig kan

Nee (indien nodig kan

woonboerderij

woonboerderij

geamoveerd worden)

geamoveerd worden)

functie) Beheerst inlaten van water van het Eemskanaal naar het Slochterdiep ten behoeve van waterberging Meerstad en doorvoer naar Delfzijl (nieuwe functie) Landbouw op agrarische percelen Woonfunctie woonboerderij Zuiderweg

Woonfunctie overige woningen Camping en sauna

Ja

Ja

Nee (kan indien nodig

Nee (kan indien nodig

geamoveerd worden)

geamoveerd worden)

Ja

Ja

Rioolpersleiding stad Groningen – RWZI Garmerwolde

Amoveren 

De woonboerderij aan de westkant van de Zuiderweg is eigendom van Meerstad. Het gebouw is destijds aangekocht met het oog op toekomstige uitbreidingen van Meerstad. In de meest recente plannen is de uitbreiding ten noorden van het Slochterdiep echter op de lange baan geschoven. Meerstad heeft nog niet besloten wat te doen met de woonboerderij. Indien deze in het kader van dit project geamoveerd zou moeten worden, is dit bespreekbaar, maar moet uiteraard rekening gehouden worden met de daarbij behorende kosten.



De eigenaar van de camping en de sauna heeft in het kader van dit project dit onroerend goed te koop aangeboden aan het waterschap. Het waterschap beraad zich hier nog op, maar eventuele aankoop zou de weg vrij kunnen maken voor verbreding van het Slochterdiep.

Waterkeringen Met betrekking tot de waterkerende functie van de kaden wordt opgemerkt dat deze geen onderdeel van deze beschouwing zijn. Voor de kaden van het Eemskanaal geldt dat deze op orde zijn, of buiten het kader van het project Slochterdiep en zijtakken op orde zullen worden gebracht. Voor de kaden van het Slochterdiep geldt dat deze in ieder geval in het kader van het project op orde worden gebracht. De daartoe te treffen maatregelen worden buiten deze variantenstudie ontworpen. Wel zullen voor de inlaat en doorvoer nodige aanpassingen aan de waterkering worden meegenomen. Zo wordt bijvoorbeeld het reguliere ophogen en verbreden van een kade niet meegenomen, maar als deze kade verplaatst moet worden ten behoeve van kanaalverbreding voor de doorvoer, dan worden de meerkosten hiervan wel meegenomen.

10

ARCADIS



4

Programma van Eisen

Oplossingen moeten voldoen aan de gestelde eisen. Een oplossing die niet voldoet aan één of meerdere van de in dit hoofdstuk vermelde eisen is geen oplossing. Het Programma van Eisen bevat: 

Eisen ten aanzien van de te vervullen functies.



Eisen ten aanzien van de belangrijkste raakvlakken en aspecten.

Het detailniveau van het Programma van Eisen is passend bij het detailniveau van het ontwerp. Deze notitie wordt opgesteld ten behoeve van het projectplan in het kader van de Waterwet, vergelijkbaar met een concept-ontwerpfase. De set eisen is niet uitputtend, maar dekt die eisen af die mogelijk van invloed zijn op de conceptkeuzes.

4.1 F.1:

FUNCTIONELE EISEN De betrouwbaarheid van de waterkering van het Eemskanaal en het Slochterdiep dient ten minste gelijk te zijn aan het huidige niveau van betrouwbaarheid. In de huidige situatie geldt voor zowel Eemskanaal als Duurswoldboezem veiligheidsnorm 1:100. De verwachting is echter dat voor het Eemskanaal de norm zal worden bijgesteld naar 1:300 of 1:1000. Naar verwachting zal dit echter niet leiden tot aanpassing van maatgevende waterstanden (die zal door andere maatregelen begrensd blijven), maar ten aanzien van constructieve eisen zal wel geanticipeerd moeten worden.

F.2:

De wegverbindingen Eemskanaal-zuidzijde, Slochterdiep en Zuiderweg dienen onder reguliere omstandigheden op het huidige niveau te worden gehandhaafd voor alle verkeersklassen. In hoogwaterperiodes 1/100 jaar dienen minimaal twee van deze wegverbindingen te worden gehandhaafd.

F.3:

De verbinding voor scheepvaartverkeer met een diepgang van 1,2 m dient onder normale omstandigheden (waterpeil) op het huidige niveau te worden gehandhaafd. De scheepvaartfunctie zal gestremd zijn in een hoogwaterperiode.

F.4:

De waterinlaatmogelijkheid in droge periodes dient op het huidige niveau te worden gehandhaafd.

F.5:

Het systeem dient in hoogwaterperiodes water te kunnen inlaten van het Eemskanaal naar het Slochterdiep met een maximale capaciteit van 2,1 tot 2,3 mln. m³ in 48 uur met een continu debiet van 12 tot 13 m³/s.

F.6:

De landbouwfunctie op de huidige agrarische percelen dient te worden gehandhaafd.

F.7:

De woonfunctie van de huidige woningen rond de Slochtersluis dient te worden gehandhaafd.

F.8:

De leidingintegriteit en de leveringszekerheid van de rioolpersleiding blijft gewaarborgd.


ARCADIS

11


4.2 A.1

ASPECTEISEN Het systeem dient te voldoen aan de eisen voor constructieve betrouwbaarheid als verwoord in het Bouwbesluit (toelichting: dit geldt voor de nieuwe delen en voor de blijvende delen van bestaande constructies).

A.2:

Het systeem dient te voldoen aan de eisen met betrekking tot het sluiten van de kering als verwoord in de Leidraad waterkerende kunstwerken in regionale waterkeringen. Uitgangspunt is dat de inlaat als deze in werking is (inlaat plaatsvindt), onder alle omstandigheden weer gesloten moet kunnen worden. Daar mag slechts een geringe faalkans bij van toepassing zijn, die nog nader bepaald moet worden.

A.3:

Eisen met betrekking tot constructieve betrouwbaarheid en kerende hoogte kaden volgens de Leidraad Toetsen voor Veiligheid Regionale Waterkeringen (STOWA, ORK2007-02). Addendum bij de Leidraad Toetsen op Veiligheid regionale waterkeringen. Handreiking Ontwerpen en Verbeteren van Boezemkaden (STOWA, ORK 2009-06). Het VTV2006, voor zover van toepassing. TAW/ENW Leidraden en Technische Rapporten.

A.4:

De waterinlaatfunctie dient te allen tijde te kunnen worden vervuld.

A.5:

Het inlaten van water dient te kunnen starten binnen de grenzen van de volgende waterstandscombinaties: enerzijds NAP 1,10 m op Eemskanaal en NAP – 0,50 m1 op Slochterdiep en anderzijds NAP 1,30 m op het Eemskanaal en NAP – 1,22 m.

A.6:

Het inlaatdebiet dient in stappen te kunnen worden geregeld tussen 0 m³/sec en het maximale debiet. De voorkeur heeft traploze debietregeling.

A.7:

Eisen uitvoering PM.

A.8:

Eisen externe veiligheid PM.

A.9:

Eisen interne veiligheid PM.

A.10: Eisen duurzaamheid PM. A.11: Eisen inpassing in de omgeving PM. A.12: Eisen met betrekking tot toename vertroebeling en eutrofiering in doorgelaten water: PM.

4.3

RAAKVLAKEISEN

PM, denk aan eisen ten aanzien van bestaande objecten binnen de systeemgrens (interne raakvlakken) en eisen om op de systeemgrens aan te sluiten op de bestaande omgeving (externe raakvlakken).

1

12

In bijlage 1 is sprake van NAP - 0,30 m, door gewijzigd inzichten wordt in deze notitie - 0,50 m aangehouden.

ARCADIS



5

Beoordelingscriteria

Beoordelingscriteria maken het mogelijk om oplossingen (dus technische oplossingen die voldoen aan de eisen) naar voorkeur te ordenen. In tegenstelling tot eisen, die zwart-wit worden beoordeeld, worden criteria in een glijdende schaal van wit via grijs naar zwart beoordeeld. Voorbeelden van criteria zijn kosten van de oplossing, (natuur)effecten in de omgeving et cetera. Combinaties van eisen en criteria zijn ook mogelijk. De eis geeft dan de ondergrens aan de te leveren prestatie en het criterium stuurt de oplossing naar een prestatie die boven die niveau uitgaat. Op dit moment onderscheiden wij de volgende te hanteren beoordelingscriteria: 

Kosten



Soberheid en kosteneffectiviteit



Kansen om andere maatschappelijke doelen te realiseren − Ecologische winst − Hergebruik van afvalstoffen (duurzaamheid) − Extra capaciteit waterberging



Opschaling mogelijk naar de totale bergingsopgaven van 3 mln. m³ in 48 uur is mogelijk in het geval in het noordelijk deel van de Duurswoldboezem geen inlaatmogelijkheden kunnen worden gerealiseerd



Eenvoud van inzetbaarheid (ook als de inzet over 50 of 100 jaar plaatsvindt), waarbij alle onderdelen beschikbaar, vindbaar en operationeel zijn



Traploos regelbaar



Geen enkele afsluiting van wegen bij de inzet waterdoorvoer



Vrijwilligheid van de grondverwerving: in hoeverre is te verwachten dat de noodzakelijke grond alleen op niet minnelijke wijze verworven kan worden



Risico’s − Risico’s op (financiële) tegenvallers gedurende de voorbereiding (planvorming) − Risico’s gedurende de realisatie (tijdens de aanlegwerkzaamheden) − Risico’s tijdens de inzet van de doorvoer


ARCADIS

13


14

ARCADIS



6 6.1

Concept-oplossingen HOOFDOPLOSSINGEN

Voor de invulling van de functie waterdoorvoer en -inlaat zijn vier hoofdoplossingen beschouwd: S.

Water inlaten via de bestaande Slochtersluis

N.

Water inlaten via een nieuwe voorziening direct ten noordoosten van de sluis

Z.

Water inlaten via een aan te leggen zijtak van het Slochterdiep

W.

Water inlaten via het landbouwgebied ten noorden van het Slochterdiep, dat daartoe ingericht wordt als waterbergingsgebied

De vier hoofdoplossingen zijn hieronder schematische weergegeven:

Schematische weergaven van de vier hoofdoplossingen: S: aanpassing Slochtersluis N: parallelle inlaat direct ten noorden van de Slochtersluis Z: inlaat via een nieuw te maken zijtak van het Slochterdiep W: inlaat via waterbergingsgebied (locatie inlaatpunt later te bepalen)


ARCADIS

15


6.2

DEFINIËRING VARIANTEN

Binnen deze hoofdgroepen zijn verschillenden oplossingen (varianten) in beschouwing genomen die hieronder en op de volgende pagina zijn weergegeven in de tabel. Hoofdgroep

Variant

Hoofdlijn te treffen maatregelen

Aangepaste Slochtersluis

Verbreding Slochterdiep zuidzijde

Aanpassing sluis

Aangepaste Slochtersluis

Verbreding Slochterdiep noorden zuidzijde

Aanpassing sluis

N1

Inlaat direct naast sluis

Korte leiding, verbreding Slochterdiep zuidzijde

Realiseren Inlaatwerk bij Eemskanaal, leiding door weilandje, uitlaatwerk Slochterdiep dicht bij sluis Bodembescherming Slochterdiep Vestiging zakelijk recht weilandperceel Aankoop en amoveren camping Aankoop gronden Meerstad Aanpassen damwandconstructie rioolpersleiding Volledig verplaatsten kade zuidzijde (volledige lengte)

N2

Inlaat direct naast sluis

Korte leiding, verbreding Slochterdiep noorden zuidzijde

Realiseren inlaatwerk bij Eemskanaal, leiding door weilandje, uitlaatwerk Slochterdiep dicht bij sluis Bodembescherming Slochterdiep Vestiging zakelijk recht een aankoop deel weilandperceel Aankoop gronden Meerstad + particulieren Aanpassen damwandconstructie rioolpersleiding Verplaatsen kade noordzijde tot aan persleiding Verplaatsten kade zuidzijde vanaf persleiding

Z1

Zijtak Slochterdiep

Via weilandje direct naast de sluis

Realiseren inlaatwerk bij Eemskanaal

Direct ten noorden van de openbare weg ‘Slochterdiep’

Realiseren inlaatwerk bij Eemskanaal

S1

S2

Z2

16

Zijtak Slochterdiep

Bodembescherming Slochterdiepzijde Aankoop en amoveren camping Aankoop gronden Meerstad Aanpassen damwandconstructie rioolpersleiding Volledig verplaatsten kade zuidzijde (volledige lengte) Bodembescherming Slochterdiepzijde Aankoop gronden Meerstad + particulieren Aanpassen damwandconstructie rioolpersleiding Verplaatsen kade noordzijde tot aan persleiding Verplaatsten kade zuidzijde vanaf persleiding

Aankoop weilandperceel Graven zijtak direct ten zuiden van de weg ‘Slochterdiep’ Bodembescherming in zijtak Vestiging zakelijk recht of aankoop strook grond Meerstad Graven zijtak direct ten noorden van de weg ‘Slochterdiep’ Bodembescherming op 3 plaatsen in zijtak Duikers onder de weg ‘Slochterdiep’

W1

Inlaat noord

Waterbergingsgebied groot

Realiseren inlaatwerk bij Eemskanaal ten noorden van Slochterdiep en uitlaatwerk Slochterdiep Bodembescherming 2 locaties in waterbergingsgebied Maatregelen rioolpersleiding Aanleg kade waterberging langs Zuiderweg Bodembescherming Slochterdiep + kleine verbreding kanaal

W1

Inlaat noord

Waterbergingsgebied middel

Realiseren inlaatwerk bij Eemskanaal ten noorden van Slochterdiep en uitlaatwerk Slochterdiep Bodembescherming 2 locaties in waterbergingsgebied Maatregelen rioolpersleiding Aanleg kade waterberging onderlangs woonboerderij Bodembescherming Slochterdiep + kleine verbreding kanaal

ARCADIS



W1

Hoofdgroep

Variant

Hoofdlijn te treffen maatregelen

Inlaat noord

Waterbergingsgebied klein

Realiseren inlaatwerk bij Eemskanaal ten noorden van Slochterdiep en uitlaatwerk Slochterdiep Bodembescherming 2 locaties in waterbergingsgebied Maatregelen rioolpersleiding Aanleg kade waterberging beperkt gebied Bodembescherming Slochterdiep + verbreding Slochterdiep

6.3

BESPREKING VARIANTEN HOOFDGROEP S

In deze hoofdgroep wordt het water vanuit het Eemskanaal ingelaten via de Slochtersluis. Op basis van de notitie in Bijlage 1 is daarbij gekozen voor een oplossing waarbij water wordt ingelaten door middel van een keermiddel in het binnenhoofd van de sluis. Hierbij zijn er twee opties, namelijk: het aantal nivelleeropeningen in de bestaande stalen puntdeuren te vergroten of door extra keermiddelen met voldoende openingsgrootte aan te brengen. Hierbij wordt gedacht aan een stalen schot welke in de schotbalken van het binnenhoofd wordt aangebracht. Bij beide varianten dient de openingsgrootte circa 4.2 m² te zijn. Het aanpassen van de huidige stalen puntdeuren is een specialistisch aspect welke misschien leidt tot vergelijkbare kosten als een nieuwe set puntdeuren. Aangezien de verwachting is dat een nieuw extra keermiddel even duur of misschien nog wel duurder is dan het aanpassen van de huidige keermiddelen én dat voor deze variant aanpassing aan de sluisconstructie benodigd is, vervalt deze optie en wordt uitgegaan van het aanpassen van de huidige keermiddelen zodat deze voldoende spuicapaciteit krijgen. Het tijdelijk verwijderen van de sluisdeuren en deze aanpassen onder geconditioneerde omstandigheden heeft de voorkeur omdat dit tot het beste resultaat leidt. Indien tijdens het spuien om bepaalde redenen de nivelleeropeningen niet meer gesloten kunnen worden, is een terugvalscenario noodzakelijk. Omdat het sluiten van puntdeuren in het bovenhoofd mogelijk niet meer kan omdat de stroming te hoog is, is het plaatsen van een stalen noodschot in de schotbalksponning onder de brug als terugvalscenario uitgewerkt. Deze wordt met behulp van een telekraan geplaatst. Buiten de bestaande sluis, aan de Slochterdiepzijde, moeten aanpassingen worden gepleegd om de hoge stroomsnelheden en turbulentie tijdens het spuien beheerst en zonder schade op te nemen. Indien nodig kan een woelbak worden toegepast om de stromingsenergie te vernietigen. Bij een verval van circa 2.5 m kan de stroomsnelheid oplopen tot 4 à 5 m/s. Om te voorkomen dat zware of grote bodembescherming moet worden toegepast, kan het maken van een woelbak een goed alternatief zijn. Vervolgens kan een lichtere bodem- en oeverbescherming bestaande uit bijvoorbeeld breuksteen, betonblokkenmatten of zetsteen worden toegepast. Bodembescherming in de sluis is waarschijnlijk niet noodzakelijk omdat toestroming naar de opening over het volledige natte oppervlak geschied wat leidt tot een relatief lage stroomsnelheid. Bovendien is op de bodem van de sluis een bodembescherming van beton aanwezig, die in staat is om hoge stroming te weerstaan. De staat van de bodembescherming moet gecontroleerd worden door middel van een onderwater inspectie waarbij extra aandacht besteedt moet worden bij overgangen en aansluiting omdat hier lokaal verhoogde stroomsnelheden en turbulentie kunnen optreden. Naast bovenstaande aandachtspunten kunnen trillingen in de stalen puntendeuren als gevolg van het spuien een risico zijn.


ARCADIS

17


De twee verschillende varianten verschillen onderling in de wijze waarop de doorvoercapaciteit van het Slochterdiep wordt verbreed: verbreding aan de zuidzijde (S1) of eerst aan de noordzijde en later zuidzijde (S2) van het Slochterdiep. De noodzakelijke verbreding bedraagt ongeveer 7 m (zie bijlage 3). In beide varianten moeten daarbij maatregelen worden getroffen in verband met de aanwezigheid van de rioolpersleiding waarmee de stad Groningen is verbonden met de rioolzuiveringsinstallatie Garmerwolde. Deze uit 1976 stammende leiding kruist het Slochterdiep circa 100 m ten oosten van de Slochtersluis. Eigenaar en beheerder zijn waterschap Noorderzijlvest. Uit de als bijlage 4 bijgevoegde revisietekening blijkt dat het een persleiding met een diameter van 1800 mm betreft. Het betreft betonbuizen met een stalen kern, de zinker bestaat uit 6 stuks buizen van 5 m lengte, dus totaal 30 m lengte. Ten behoeve van de aanleg zijn destijds aan beide zijden kuipen van stalen damwanden gemaakt, die nog aanwezig zijn. De bovenkant van de persleiding ligt volgens de revisietekening op NAP – 4,87 tot 4,24 m. Hieronder is een uitsnede uit de revisietekening weergegeven.

Ter plaatse van de kruising is aan beide zijden van het kanaal een stalen damwandkuip aanwezig. Waterschap Noorderzijlvest heeft aangegeven onder voorwaarden akkoord te gaan met aanpassingen aan de damwandconstructie direct naast het kanaal. Daarbij wordt aan een zijde van het kanaal de damwandkuip afgekort waarbij de meest landinwaarts staande damwand kan blijven staan. De ligging van de rioolpersleiding (horizontale richting en in de diepte) dient ongewijzigd te blijven ten opzichte van de huidige situatie. Het aanleggen of botsen van schepen tegen de damwand die blijft staan wordt tegengegaan door middel van een geleidingswerk of een gelijkwaardige constructie. Omdat de oorspronkelijke dekking boven de persleiding in de nieuwe gebaggerde situatie niet kan worden gerealiseerd, wordt de leiding voorzien van een aangepaste dekking, waarvan het bovenste deel bestaat uit een bodembescherming van een blokkenmat of gelijkwaardig. Vooraf dient door berekeningen te worden aangetoond dat de eindsituatie van de rioolleiding stabiel is.

18

ARCADIS



Variant S1 Deze variant is hieronder schematisch weergegeven.

In deze variant vindt de noodzakelijke verbreding geheel aan de zuidzijde van het Slochterdiep plaats. Ten behoeve daarvan zal de camping/sauna Eemsverlaat, aan de zuidzijde van het Slochterdiep moeten worden aangekocht en deels geamoveerd. Het servicegebouw/saunagebouw kan daarbij worden gespaard en kan later worden verkocht. De zuidelijke damwandkuip van de rioolleiding wordt aan de zuidzijde afgekort. Vervolgens is naar het oosten toe de grond overwegend eigendom van Meerstad, die heeft aangegeven te willen meewerken. Een klein perceel is particulier bezit, de eigenaar is onder voorwaarden eveneens bereid mee te werken. Ter plaatse van de inlaat naar het Woldmeer (blauwe blokpijl) zal door Meerstad bij de aanleg van de sluis een verbreding worden gerealiseerd (deze was al onderdeel van de oorspronkelijke plannen).


ARCADIS

19


Variant S2 Deze variant is hieronder schematisch weergegeven.

In deze variant vindt de noodzakelijke verbreding eerst aan de noordzijde en vervolgens (na de camping) aan de zuidzijde van het Slochterdiep plaats. Aan de noordzijde wordt daartoe de bestaande kade (eigendom provincie Groningen) en een deel van het weiland daarachter (eigendom particulier) aangekocht. De zuidelijke damwandkuip van de rioolleiding wordt aan de zuidzijde afgekort. De noordelijke verbreding van het Slochterdiep loopt door tot aan de openbare weg Slochterdiep, waar weinig ruimte is. Hier zal het gezien de geringe ruimte noodzakelijk zijn een damwandconstructie te maken en maatregelen ten behoeve van het wegverkeer te nemen (met name vangrail). Vervolgens vindt de noodzakelijke verbreding plaats aan de zuidzijde van het Slochterdiep op gelijke wijze als bij S1. Ter plaatse van de camping is weinig ruimte voor kadeverbetering. De eigenaar wenst vooralsnog niet mee te werken aan het verbeteren van de te lage en te smalle grondkade in de vorm van een verbreding op het campingterrein. In de kostenramingen is daarom rekening gehouden met meerkosten voor dit circa 120 m lange tracé ten behoeve van bijvoorbeeld een damwand met kerende hoogte, een ophoging van het gehele campingterrein (zodat het bruikbaar blijft als camping) of schadevergoeding i.v.m. een geringere restbruikbaarheid van het campingterrein.

20

ARCADIS



6.4

BESPREKING VARIANTEN HOOFDGROEP N

De varianten N1 en N2 zijn volledig gelijk aan S1 en S2, met daarop de uitzondering dat het water niet via de sluis, maar via een parallelle inlaatmogelijkheid wordt ingelaten. Deze bevindt zich in het weilandje direct ten noordoosten van de sluis en bestaat uit een inlaatwerk aan de Eemskanaalzijde, (een) transportleiding(en) en een uitlaatwerk aan de Slochterdiepzijde. Om het huidige gebruik als weiland te kunnen continueren wordt de leiding volledig ingegraven. Een mogelijkheid is om voor het inlaatwerk gebruik te maken van de ruimte bij de ‘inham in het Eemskanaal’ bij de driesprong in de weg. Het inlaatwerk kan bestaan uit een aantal verschillende soorten constructies. 

Uitgevoerd als prefab betonnen duiker (N.1) is een afmeting van ongeveer 2 x 1,75 m² benodigd.



Als alternatief kan de doorlaat worden uitgevoerd met enkele parallel gelegen buisleidingen onder vrij verval. Het blijkt dat 5 kokers van 1 m diameter of 2 kokers van 1,5 m diameter voldoende capaciteit bieden.

Afhankelijk van de ondergrond is een lichte fundering op palen, poeren op staal of een verbeterd zandbed noodzakelijk. Om de waterkerende functie van de dijk te behouden, is het toepassen van onder- en achterloopsheidschermen noodzakelijk. Zowel rechthoekige betonnen kokers als de stalen kokers dienen voorzien te worden van keermiddelen waarmee het debiet kan worden geregeld en de waterkerende functie wordt verkregen. Daarnaast kunnen deze kokers als hevelconstructie op het weilandje worden uitgevoerd. Bij een hevel is een keermiddel overbodig maar dient een voorziening te worden gemaakt om de hevel in werking te stellen. De variant wordt echter niet verder beschouwd omdat het voor de grondeigenaar niet wenselijk is dat een aantal buizen op het weilandje liggen waardoor het gebruik ervan wordt gehinderd. Bij alle mogelijke inlaatwerken zijn voorzieningen, in dit geval keermiddelen, aanwezig die onderhouden moet worden. Bij de aanleg dient rekening te worden gehouden met aanwezige leidingen, een gasleiding (50 mm) en een waterleiding aan de binnenzijde van de openbare weg. Deze varianten zijn op de volgende pagina schematisch weergegeven.


ARCADIS

21


22

ARCADIS



6.5

BESPREKING VARIANTEN HOOFDGROEP Z

In de varianten Z wordt een nieuwe zijtak van het Slochterdiep gemaakt. De zijtak eindigt direct voor de kade van het Eemskanaal. Het inlaatwerk bestaat uit een hevelconstructie, waarvan het bovenste gedeelte boven de kruin van de Eemskanaalkade uitsteekt. De hevelconstructie kan uit meerdere buizen bestaan, waarbij gekozen kan worden uit een vaste opstelling, of uit een hevel die in de buurt ligt opgeslagen en die in geval van waterdoorvoer door middel van montagehandelingen in stelling wordt gebracht. Wellicht kan een vaste hevelconstructie over of onder de weg worden aangebracht. Over de weg leidt tot een beperking van de doorrijhoogte, maar in overleg met de gemeente kan worden bezien of hogere voertuigen kunnen omrijden. Een hevelconstructie heeft het voordeel dat de waterdoorvoer zeer beheersbaar is. In geval de waterstroom gestopt moet worden, wordt er lucht ingelaten in het bovenste deel van de hevel en de doorvoer stopt onmiddellijk. Bij meerdere parallelle hevelbuizen is op deze wijze ook een getrapte debietregeling mogelijk naast de continue debietregeling door middel van schuiven.

Figuur 1 Voorbeeld van de bouw van een hevelconstructie bij Enkhuizen-Hoorn

Variant Z1 Bij deze variant wordt het weilandje direct ten noorden van de sluis ontgraven en omgevormd tot een brede zijtak van het Slochterdiep. De sluiswachterswoning staat op een terp, en deze ligt daarmee hoog genoeg. Ook de weg ‘Slochterdiep’ is op hoogte. Deze variant is hierna schematisch weergegeven.


ARCADIS

23


De oevers van de zijtak worden van een oeverbescherming voorzien. Direct achter het inlaatwerk wordt een met breuksteen beklede ‘woelkom’ gemaakt om onnodige vertroebeling van het water door het wegspoelen van gronddeeltjes te voorkomen. Doordat de zijtak breed is, treedt er slechts een geringe stroomsnelheid op, zodat beperkt bodembescherming nodig is. Bij deze variant is het nodig de damwandkuip van de rioolleiding aan de noordzijde af te korten gelijk in de varianten S2 en N2. Net zoals in deze varianten vindt de verdere verbreding van het Slochterdiep aan de zuidzijde plaats.

24

ARCADIS



Variant Z2

In deze variant wordt de zijtak ten noorden van de weg gelegd. In deze notitie is uitgegaan van de volgende maatvoering: Het kanaal wordt deels ingegraven tot 2,4 m NAP. Aan de noordzijde wordt een grondkade aangelegd die fungeert als boezemkade. Aan de Slochterdiepzijde fungeert de weg en het fietspad als kade, maar dit is geen formele boezemkade. Op de waterspiegel is uitgegaan van 1 m brede kade. Bij taluds van 1:2,5 treedt een maximale stroomsnelheid op van 1,4 m/s bij een doorvoer van 13 m³/s. Bij een doorvoer van 17 m³/s bedraagt de maximale stroomsnelheid 1,9 m/s. Bij snelheden meer dan circa 1 m/s is ter voorkoming van erosie een lichte bodembescherming noodzakelijk. Deze is dan ook meegenomen in de uitwerking van deze variant. Bij de rioolpersleiding wordt de kade door middel van een overkluizing over de rioolleiding gelegd. Boven op de rioolleiding blijft bij deze dimensies 1 m dekking over. Met behulp van een blokkenmat of stortsteen kan hier een stabiele situatie worden gecreëerd. De zijtak staat door middel van bijvoorbeeld twee kokers met een diameter van 1,5 m in open verbinding met het Slochterdiep. Vooralsnog wordt uitgegaan van het opbouwen van een grondkade met aan te voeren klei. Dit omdat zowel bureau Meerstad als de gemeente hebben aangegeven uit te gaan van een zo minimaal mogelijk ruimtebeslag voor de zijtak


ARCADIS

25


en de grondkade. Mocht er meer ruimte beschikbaar zijn, dan kan de grondkade eventueel opgebouwd worden met baggerspecie. Omdat dit geotechnisch minder optimaal materiaal is, moeten daarbij de kades breed en de taluds flauw worden gehouden. In de hierna volgende paragraaf wordt bij de W-varianten nader ingegaan op het gebruik van baggerspecie.

6.6

BESPREKING VARIANTEN HOOFDGROEP W

Bij deze varianten wordt het water vanuit het Eemskanaal ingelaten via het landbouwgebied ten noorden van het Slochterdiep. Dit gebied wordt daarmee tevens ingezet als waterbergingsgebied. De varianten verschillen onderling alleen in de oppervlakte van het waterbergingsgebied. Inlaat- en uitlaatwerk In alle gevallen wordt het water ingelaten via een inlaatwerk aan het Eemskanaal in het waterbergingsgebied. Het inlaatwerk bestaat uit een hevel, net als in de Z-varianten. Direct achter het inlaatwerk wordt een met breuksteen beklede ‘woelkom’ gemaakt om onnodige vertroebeling van het water door het wegspoelen van gronddeeltjes te voorkomen. De poel sluit aan op het slotensysteem, bij het inlaten van het water vullen de sloten zich totdat het water geleidelijk vanuit de sloten het maaiveld van de waterberging overstroomt. De openbare weg ligt langs het Eemskanaal op de steunberm van de boezemkade. Dit biedt wellicht de mogelijkheid om een vaste hevelconstructie over of onder de weg aan te brengen. Zoals bij de Z-varianten is aangegeven, bestaat de keuze tussen een vaste of een tijdelijke hevel. Ter plaatse van de uitlaat wordt een soortgelijke beklede ‘woelkom’ aangebracht. De uitlaat naar het Slochterdiep bestaat uit een koker onder de openbare weg ‘Slochterdiep’. Deze is normaal gesproken afgesloten door middel van een schuif die met behulp van een mobiele kraan kan worden verwijderd. Bij het inlaten van water vanuit het Eemskanaal wordt eerst het waterbergingsgebied gevuld. Als het niveau nagenoeg gelijk is aan dat van het Slochterdiep, wordt pas de schuif verwijderd. Hiermee wordt voorkomen dat er grote stroomsnelheden in het waterbergingsgebied optreden. Dit kan leiden tot ongewenste erosie en vertroebeling van het doorgelaten water. Als de waterberging en doorvoer voltooid is, en het inlaat- en het uitlaatwerk gesloten, kan het water in het waterbergingsgebied worden afgelaten via een afsluitbare duiker in de nieuw te realiseren kade. Het water wordt via het polderslotensysteem en het gemaal Lageland afgevoerd. Rioolpersleiding Daar waar de nieuwe kade van het waterbergingsgebied de rioolpersleiding kruist, wordt deze door middel van een overkluizing beschermd tegen schade door zettingen als gevolg van het opbrengen van grond. Omdat de rioolpersleiding continu gevuld is met water wordt de kans op opdrijven van de leiding nihil geacht. Gedurende de inzet van de waterberging zal de rioolleiding niet bereikbaar zijn bij eventuele storingen. Bij calamiteiten zou de situatie kunnen ontstaan dat de leiding niet gevuld is en het droogzetten van de leiding noodzakelijk wordt. Wanneer dan de leiding niet bereikbaar is geeft dit grote risico’s. De kans is klein, maar de gevolgen voor de afvoer van afvalwater van de stad Groningen zijn groot. Bouwstof voor de kade De nieuw te maken kade wordt aangelegd met behulp van baggerspecie. In het kader van het herstel van het Slochterdiep en zijtakken moet gebaggerd worden om de vaardiepte van het Slochterdiep en het hydraulisch profiel van de Borgsloot te herstellen. Er komt voldoende baggerspecie vrij om hiermee een

26

ARCADIS



kade te maken. Hoewel de baggerspecie als gevolg van het relatief hoge organisch stofpercentage civieltechnisch gezien niet de meest optimale bouwstof is, kan door de kaden extra breed te maken en van flauwe taluds te voorzien voldoende waterkerende zekerheid worden ingebouwd. Uit recent waterbodemonderzoek blijkt dat de baggerspecie verspreidbaar is over aangrenzende percelen conform Besluit bodemkwaliteit. Het waterbergingsgebied kan als een aangrenzend perceel worden beschouwd voor zowel de Borgsloot als het Slochterdiep, ook al ligt daar een openbare weg tussen. De werkwijze wordt daarmee als volgt: Eerst worden de betreffende percelen ingericht om baggerspecie te bergen in een relatief dunne laag. Dit bevordert de rijpingstijd. Indien nodig wordt de specie een keer omgezet om rijping te bevorderen. Als de baggerspecie voldoende gerijpt is, wordt deze vervolgens gebruikt om de kade mee te construeren. Dit vergt meer tijd dan het maken van een kade met aangevoerde grond, maar deze tijd is beschikbaar (zie hoofdstuk 8). Inzet van baggerspecie bespaart grondstoffen en is financieel aantrekkelijker dan de aankoop van klei, mede omdat bespaard wordt op de kosten voor verwerking van baggerspecie. Gezien de ‘maagdelijke veenondergrond’ wordt rekening gehouden met een forse zetting en de toepassing van 2,5x zoveel bouwstof als het daadwerkelijk volume van de nieuwe kade (zetting zowel kade, als in mindere mate het baggerdepot). Maaiveldhoogte en volume te bergen water Het figuur op de volgende pagina is overgenomen uit de AHN2:

Te zien is dat het maaiveld het laagst ligt in het zuidoostelijk deel van het gebied (NAP - 2,5 tot - 3,0 m) en het hoogst in het westen in de hoek Eemskanaal-Slochterdiep. Dit laatste betreft deels een gronddepot, buiten het gronddepot ligt het maaiveld hier NAP - 0,5 tot - 0,7 m. Langs het Eemskanaal en in het noorden van het gebied ligt het maaiveld op NAP - 1,0 tot - 2,0 m. Het totale gebied is circa 20 ha groot. Naar schatting kan 250.000 m³ water geborgen worden bij een waterpeil van NAP - 0,4 m in de gehele


ARCADIS

27


waterberging. Bij de hierna te bespreken verschillende varianten wordt afzonderlijk opgegeven wat dit te bergen volume is. Drooglegging openbare wegen Indien het waterbekken gevuld is, staat het water langs de openbare weg Slochterdiep op circa 20 cm onder de kruin van de weg. Dit is op dat moment (1:100 jaarssituatie) langs de gehele lengte van het Slochterdiep het geval, maar ter plaatse van de waterberging is dit tweezijdig het geval. Indien gewenst kan de weg iets hoger aangelegd worden. Deze zal namelijk op korte termijn door de gemeente worden aangepakt. Langs het Eemskanaal ligt de weg hoger dan langs het Slochterdiep; hier worden geen problemen verwacht. De Zuiderweg ligt achter de nieuwe kade. De drooglegging wordt hier bepaald door het polderpeil. Vergunningen, ruimtelijke ordening De vraag is of er voor de W-varianten een milieueffectrapportage noodzakelijk is. Dit omdat dit een afwijking is van het Masterplan Meerstad en een aantal eerdere uitgevoerd MER’s. Een waterberging schept een precedent: Tot dusver is in het kader van Meerstad gewerkt conform het Masterplan, of zijn zaken hooguit in de tijd naar achteren geschoven. Een werkelijke andere invulling van een deelgebied is daarbij nog niet aan de orde geweest. Een waterberging kan echter ook gezien worden als een tijdelijke situatie: in de eindsituatie zal hier conform het Masterplan een woongebied gemaakt worden. Daarbij is doorvoer van water goed te combineren met een invulling wonen aan water. De noodzaak van een MER zal blijken uit de noodzakelijke mer-beoordeling. De eventuele noodzaak van een MER vormt een afbreukrisico. Ten behoeve van de waterberiging zal het bestemmingsplan moeten worden aangepast.

28

ARCADIS



Variant W1 Deze variant is hieronder schematisch weergegeven.

In deze variant wordt een zo groot mogelijk waterbergingsgebied gekozen en wordt de waterbergingskade langs de Zuiderweg gelegd. De uitlaat op het Slochterdiep komt nagenoeg recht tegenover de nieuwe sluis naar het Woldmeer uit. Meerstad is hier al voornemens een verbreding te realiseren, zekerheidshalve is rekening gehouden met nog een geringe extra verbreding. Ten behoeve van de realisatie van de waterberging dient de woonboerderij in het waterbergingsgebied geamoveerd te worden. In de kostenraming is rekening gehouden met sloopkosten en de afboeking van de aankoopwaarde van het perceel naar landbouwwaarde.


ARCADIS

29



In deze variant wordt de woonboerderij gespaard. Daartoe wordt de nieuwe kade van de waterberging om het erf van deze woonboerderij gelegd. Omdat het noordelijke deel van de waterberging relatief ondiep is en dus relatief weinig water kan bergen, loopt het kadetracé vanaf de woonboerderij via de kortste route naar de kade van het Eemskanaal

30

ARCADIS




In deze variant wordt de kade op grotere afstand van de woonboerderij gelegd, om het uitzicht van de bewoners (en de overige bewoners van de Zuiderweg) te sparen. Dit betekent dat het uitlaatpunt op het Slochterdiep westwaarts wordt verplaatst, waardoor tussen dit punt en de inlaat naar het Woldmeer het Slochterdiep verbreed moet worden.


ARCADIS

31


32

ARCADIS



7 7.1

Verificatie en beoordeling van de oplossingen VERIFICATIE

De diverse varianten zijn conform Programma van Eisen (hoofdstuk 4) geverifieerd in de verificatiematrix die is opgenomen in bijlage 5. Alle beschouwde oplossingen voldoen, mits de nieuw te realiseren onderdelen worden geconstrueerd conform de diverse daartoe geldende richtlijnen en normen.

7.2

BEOORDELING

De diverse varianten zijn beoordeeld op de beoordelingscriteria zoals weergegeven in hoofdstuk 5. De beoordelingsmatrix is opgenomen in bijlage 6. Hierna bespreken en onderbouwen we de beoordelingen zoals die in bijlage 6 zijn vermeld. Kostenindicatie In bijlage 1 wordt een specificatie van de geraamde kosten gegeven. Het betreft in dit stadium een globale raming op grond waarvan het maken van een keuze van de oplossingsrichting mogelijk is. Het duurst zijn de varianten met een parallelle inlaat (N1 t/m N2) en de variant met het waterbergingsgebied waarin de woonboerderij geamoveerd wordt (W1). De kosten van de parallelle inlaat worden vooral bepaald door het leidingwerk (de eigenaar wenst een volledig in de grond weggewerkte leiding), de kosten van W1 door de afschrijvingskosten op de woonboerderij. De varianten waarin de sluis aangepast wordt (S1 en S2) zijn het goedkoopst. Soberheid De varianten met een parallelle inlaat (N1 t/m N2) en de variant met het waterbergingsgebied waarin de woonboerderij geamoveerd wordt (W1) zijn vanwege de kosten niet sober. De sluisvarianten en variant Z1 zijn het goedkoopst, dus die gelden als sober. Een aantal andere varianten zijn iets duurder, maar deze bieden wel kansen om andere maatschappelijke doelen te bereiken (zie hierna). De geringe meerkosten kunnen daarom in het geval van de varianten Z2 en W2 en W3 nuttig besteed zijn. Op grond daarvan worden deze varianten ook als sober en doelmatig beschouwd. Kansen De volgende kansen om andere maatschappelijke doelen te realiseren worden gesignaleerd: 

Bij variant Z2 worden grote duikers onder de openbare weg aan de noordkant van het Slochterdiep geplaatst. Deze weg geldt in combinatie met het kanaal in dit gebied als relatief grote barrière voor migrerende fauna. Dergelijke grote duikers bieden de mogelijkheid de migratiemogelijkheden te versterken. Bijvoorbeeld door het aanbrengen van ‘loopplanken’ aan de binnenzijde van de wanden


ARCADIS

33


van de duiker, net boven het normale waterniveau. Ook wordt aanbevolen tweederde van de natte doorsnee onder het normale waterniveau en eenderde erboven te leggen2. 

In de varianten W wordt baggerspecie nuttig toegepast. De toegepaste hoeveelheid kan variëren van 40.000 tot 80.0000 m³ in situ specie. Financieel levert dit geen meerwaarde op, omdat in de ramingen alleen gerekend is met extra kosten ten opzichte van gebruik van baggerspecie ter ophoging van landbouwpercelen. Vanuit het oogpunt van nuttig hergebruik van afvalstoffen levert dit echter wel een meerwaarde op.



In de varianten W vindt extra waterberging plaats. In totaal kan in een 1/100-situatie 50.000 tot 250.000 m³ extra water worden geborgen.

Opschaling mogelijk In alle varianten waarbij het Slochterdiep wordt verbreed, is opschaling naar 3 miljoen m³ in 48 uur mogelijk. Dit omdat bij het uitgangspunt van 7 meter verbreding van het Slochterdiep is uitgegaan van een worst-case benadering, namelijk dat 17 m³/s via of nabij de Slochtersluis wordt ingelaten. In de varianten W1 en W2 komt de uitlaat van het waterbergingsgebied recht tegenover de inlaat van het Woldmeer uit en is opschaling ook geen probleem. Eenvoud van inzet en traploos regelbaar Alle varianten zijn eenvoudig in te zetten en zijn traploos regelbaar. Afsluiting wegen Alleen bij de W-varianten zal eventueel de weg langs het Eemskanaal afgesloten moeten worden, in geval gekozen wordt voor een niet-permanente hevel. Een niet-permanente hevel kan bestaan uit een stalen buis die over de weg kan worden aangelegd. Er kan ook een permanente hevel worden aangelegd, waarvan het lage gedeelte onder de weg aangebracht kan worden. Dit leidt tot geringe meerkosten. Vrijwilligheid van de grondverwerving Met alle relevante grondeigenaren zijn oriënterende gesprekken gevoerd. Allen zijn bereid mee te werken en indien nodig grond af te staan indien deze verworven moet worden. Hierop is een uitzondering: de eigenaar van het perceel waarover de leidingen bij de varianten N1 en N2 gelegd moeten worden en waar in Z1 de zijtak gegraven moet worden, wenst niet vrijwillig mee te werken aan variant Z1. Hij wil het gebruik van het weiland behouden en stelt daarom ook de eis dat de leidingen van variant N1 en N2 ingegraven worden. Als gekozen wordt voor variant Z1 zal er mogelijk overgegaan moeten worden tot een niet-minnelijke onteigening. Vraag is of dit juridisch haalbaar is. Risico’s Alleen risico’s die het normale risico van een wegen waterbouwwerk overschrijden zijn beschouwd. Daarbij wordt onderscheid gemaakt in risico’s tijdens de voorbereiding, tijdens de realisatie en tijdens de inzet van de waterdoorlaat. Voorbereiding 

De grootste risico’s worden veroorzaakt door het feit dat voor deze notitie alleen uitgegaan kon worden van de bouwtekeningen. Op basis van deze tekeningen wordt ingeschat dat de sluis met geringe aanpassingen de doorvoer van water aan kan. Er zijn echter geen recente inspecties beschikbaar, en voor zover er wel inspecties beschikbaar zijn hebben deze alleen betrekking op (het bovenste deel van) de sluishoofden. De huidige staat van de sluis is dus niet in beeld. Indien een

2

In de W-varianten wordt er ook een dergelijke duiker geplaatst, maar deze is continu gesloten, behoudens tijdens de

inzet van de waterdoorlaat. Daarom doet zich voor deze varianten deze kans niet voor.

34

ARCADIS



aanpassing van de sluis als oplossingsrichting wordt gekozen, zal de eerste actie het uitvoeren van een inspectie moeten zijn. De inspectie is nodig, voordat definitief over de haalbaarheid wordt besloten. De inspectie moet zich richten op de huidige staat van de sluisbodem, de ruimte tussen de wanden en de bodem, de staat van de houten palen, de sluiswanden en de sluishoofden. Als de inspectie een tegenvallend resultaat heeft, kunnen de kosten flink stijgen. 

Vergunningen − De risico’s dat een mer-procedure nodig is, is bij de W-varianten groot. Een dergelijke procedure is een reëel afbreukrisico voor deze varianten, omdat een negatieve uitkomst verre van uitgesloten is. Bij de overige varianten is waarschijnlijk geen mer-procedure nodig omdat deze oplossingen binnen de marges van het Masterplan Meerstad vallen. Deze ingrepen vormen geen wezenlijke veranderingen ten opzichte van de MER die destijds voor het masterplan is opgesteld. − Variant Z-varianten en de W-varianten, passen niet in het vigerende bestemmingsplan Buitengebied (herziening 1997). Daarom is een planologische maatregel nodig. Daarbij is ook een waterparagraaf en een ruimtelijke onderbouwing nodig. Dit lijkt voor de Z-varianten geen grote risico’s met zich mee te brengen. − Bij de varianten waar het maken van een inlaat in de Eemskanaaldijk nodig is, is er het risico dat hiervoor geen toestemming wordt verkregen. Aangezien de vergunningverlener het waterschap is, wordt dit risico als gering ingeschat. Het ontwerp van de inlaat kan waarschijnlijk zo worden aangepast dat dit aan de ter stellen voorwaarden voldoet.



Het stalen schot welke als terugvalscenario geplaatst kan worden, levert een relatief grote belasting op de schotbalksponning welke vervolgens door middel van het sluishoofd afgedragen moet worden naar de ondergrond. Het sluishoofd met bijbehorende schotbalksponning is mogelijk niet op deze belasting gedimensioneerd. Dit kan leiden tot hogere kosten.

Uitvoering De grootste risico’s tijdens de uitvoering van de werkzaamheden is schade aan de rioolpersleiding tijdens het afkorten van de damwandkuipen. Het afkorten van de damwandkuipen, het ontgraven van grond boven de rioolpersleiding en het aanbrengen van beschermende steenbestorting dient zorgvuldig te gebeuren. Tijdens deze werkzaamheden kan de ligging van de persleiding eventueel niet stabiel zijn. Het werkplan moet zorgvuldig worden opgesteld en waterschap Noorderzijlvest heeft aangegeven dit vooraf te willen goedkeuren. Kleinere risico’s worden verwacht in verband met kabels en overige leidingen. De ligging is bekend, en bij de kostenramingen is met geringe meerkosten voor aanpassingen rekening gehouden. Tijdens de inzet van de waterdoorvoer Bij een goed ontwerp zal de waterdoorvoer naar behoren functioneren en zijn er geen risico’s die onderscheidend zijn tussen de verschillende varianten. Bij het ontwerp van de aangepaste deuren dient daarvoor onder andere grote aandacht te worden besteed aan trillingen in de sluisdeuren die kunnen optreden tijdens het spuien en eventuele krachten op de schotbalksponning ten behoeve van het terugvalscenario. Eén risico kan niet van te voren door middel van een goed ontwerp volledig worden afgedekt, namelijk de volgende: In de waterbergingsvarianten staat gedurende een aantal dagen tot enkele weken, een schijf water bovenop de rioolpersleiding. De leiding wordt hierdoor slecht bereikbaar in geval van storingen. De kans hierop is zeer klein, maar de gevolgen kunnen zeer groot zijn. Immers, de gehele stad Groningen is voor de afvoer van rioolwater afhankelijk van deze ene leiding. In 2011 is een variantenstudie: ‚reductie risicoprofiel afvalwatertransport stad Groningen‛ uitgevoerd. Opdrachtgevers van deze studie waren waterschap Noorderzijlvest, waterschap Hunze en Aa’s en de


ARCADIS

35


gemeente Groningen. Het betreft een studie om de afvoer van afvalwater van de stad Groningen in de toekomst te waarborgen. Hierin worden alternatieve leidingtracés voor een tweede persleiding weergegeven. De meest kansrijke loopt ook door het gebied van de W-varianten.

36

ARCADIS



8

Aanbevelingen

Samenvattende afweging De goedkoopste varianten zijn in onderstaande tabel samengevat qua kosten en risico’s. Voor een nadere onderbouwing van de risico’s wordt verwezen naar de bijlagen en het voorgaande hoofdstuk. Kosten (mln. € excl. btw)

Risico’s

S1: Aangepaste Slochtersluis, verbreding Slochterdiep zuidzijde

1,8

Groot

S2: Aangepaste Slochtersluis, verbreding Slochterdiep noorden

1,7

Groot

Z1: Parallelle inlaat via zijtak zuidzijde weg 'Slochterdiep'

1,7

Matig

Z2: Parallelle inlaat via zijtak noordzijde weg 'Slochterdiep'

2,0

Klein

W3: Inlaat via waterbergingsgebied, klein

2,0

Matig

Scenario

zuidzijde

Op grond hiervan wordt geadviseerd: 

De varianten N1, N2, W1 en W2 af te laten vallen om kostenredenen. Deze varianten zijn onvoldoende sober.



Op grond van de risico’s niet zonder meer te kiezen voor een van de sluisvarianten. De geraamde kosten zijn maar iets lager dan die van andere varianten met minder risico’s. Mochten de S-varianten toch overwogen worden, dan adviseren wij de keuze uit te stellen en eerst gedegen nader onderzoek uit te voeren op welke wijze de risico’s geëlimineerd kunnen worden. Dit onderzoek begint met het uitvoeren van een onderwaterinspectie.



Niet te kiezen voor variant W3, omdat de beide Z-varianten of goedkoper zijn of minder risico’s met zich meebrengen. Daarnaast is het belangrijk dat voor de waterbergingsvarianten onvoldoende draagvlak lijkt te zijn bij de projectpartners Gemeente Slochteren en Bureau Meerstad (tevens eigenaar van de gronden) en dat een mer-procedure een afbreukrisico vormt.



Op grond van het voorgaande adviseren wij samenvattend te kiezen voor het aanleggen van een zijtak. Daarbij is de variant Z1 financieel het gunstigst, maar de huidige grondeigenaar heeft aangegeven niet te willen meewerken aan deze variant. Het waterschap dient af te wegen of zij in staat is en bereid is tot niet-minnelijke grondverwerving.

Fasering Bedacht moet worden dat het niet noodzakelijk is de beschreven maatregelen op korte termijn uit te voeren. Het nieuwe Woldmeer is momenteel nog te klein om de totale hoeveelheid van 1,7 mln. m³ in 48 uur te kunnen bergen. Dit biedt de mogelijkheid de maatregelen gefaseerd uit te voeren: 

Bij alle oplossingen kan gedacht worden aan het voorlopig gebruiken van de huidige rinketten van de Slochtersluis, waarna het vergroten van de inlaatcapaciteit pas geschiedt als het Woldmeer voldoende groot is.


ARCADIS

37




Bij de S-hoofdoplossingen wordt de Slochtersluis dus pas later aangepast. Bij de overige varianten wordt het inlaatwerk pas later gerealiseerd. De verbreding van het Slochterdiep wordt echter wel op korte termijn – gelijktijdig met de kade- en de oeververbetering – uitgevoerd.



38

Voor de W-oplossingen biedt dit de mogelijkheid de baggerspecie eerst te laten drogen en te rijpen.

ARCADIS



Bijlage 1


Memo verkenning waterinlaat Slochtersluis

ARCADIS


ARCADIS


ARCADIS NEDERLAND BV Piet Mondriaanlaan 26 Postbus 220 3800 AE Amersfoort Tel 033 4771 000

MEMO

Fax 033 4772 000 www.arcadis.nl

Onderwerp:

Verkenning waterinlaat Slochtersluis Amersfoort,

Projectnummer:

25 januari 2013

C01022.100280.0100

Van:

Opgesteld door:

dr.ir. H.G. Voortman

ir. F.V. Lenting

Afdeling:

Ons kenmerk:

Divisie Water Amersfoort

076553398:A

Aan:

Kopieën aan:

DIVISIE WATER

Henk Hazelhorst

Inleiding Als onderdeel van de herinrichting Slochterdiep en zijtakken dient in of nabij de bestaande Slochtersluis een mogelijkheid voor het inlaten van water te worden gecreëerd. In deze memo wordt een eerste verkenning hiervan gerapporteerd. De gevolgde werkwijze volgt de principes van Systems Engineering (zie www.leidraadse.nl). In deze memo komen achtereenvolgens de volgende zaken aan de orde:  Bestaande situatie  Gewenste situatie  Systeemafbakening en functies  Programma van Eisen, fase concept-ontwerp  Beoordelingscriteria  Concept-oplossingen  Verificatie van de oplossingen In bijlage A zijn capaciteitsberekeningen opgenomen voor verschillende inlaatmogelijkheden met de bestaande sluis. In bijlage B zijn capaciteitsberekeningen opgenomen voor nieuw te bouwen configuraties in of nabij de sluis. Bestaande situatie De Slochtersluis vormt de verbinding tussen het Eemskanaal en het Slochterdiep. De ligging van de sluis is in het figuur op de volgende pagina aangegeven.

Pagina

1/11

De sluis is gebouwd in de 1e helft van de jaren ’60. De sluis heeft een kolklengte van 28 m, een breedte van 6 m en is afgesloten met enkele sets stalen puntdeuren in buiten- en binnenhoofd. De sluis verbindt het Eemskanaal (streefpeil NAP + 0,53 m) met het Slochterdiep (wp NAP - 1,02 m en zp NAP - 1,22 m (peilbesluit in voorbereiding)). Het maximale waterstandsverschil over de Slochtersluis is van het Eemskanaal van NAP + 1,30 m (maatgevend boezempeil 1/100 jaar) naar het Slochterdiep van NAP - 1,22 m (laagste streefpeil Duurswoldboezem). De sluis wordt gebruikt voor recreatievaart van en naar het Slochterdiep. In de zomer wordt de sluis tevens gebruikt voor het inlaten van water. Het schutten vindt plaatst door middel van nivelleerschuiven in de puntdeuren. Gewenste situatie Het waterbeheer van het Slochterdiep en zijtakken wordt aangepast, waardoor de in te laten debieten door de Slochtersluis groter worden. De functie als verbinding voor de recreatievaart blijft gehandhaafd. In de toekomst zal de Slochtersluis gebruikt worden om in hoogwatersituaties water te bergen in het nieuwe meer van Meerstad en om water door te voeren via het Slochterdiep en het Afwateringskanaal van Duurswold naar zee bij Delfzijl. Ten behoeve hiervan heeft Arcadis een memo opgesteld waarin diverse varianten voor de doorvoer zijn doorgerekend met een SOBEK-model van het Duurswoldboezemsysteem. Conclusie is dat het doorvoeren mogelijk is, als daarbij een aantal poldergemalen tijdelijk stilgelegd worden of op halve capaciteit draaien. In totaal moet 3 mln. m³ vanuit het Eemskanaal in het Duurswoldboezemsysteem geborgen en doorgevoerd worden. De meest kansrijke opties zijn volgens het memo die opties waarbij een deel van deze hoeveelheid noordelijker vanuit het Eemskanaal wordt ingelaten. In deze memo is rekening

Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

2/11

gehouden met het inlaten van 2,1 tot 2,3 mln. m³ via de Slochtersluis terwijl 0,7 tot 0,9 mln. m³ noordelijker in het Duurswoldsysteem wordt ingelaten 1. Dit is schematisch weergegeven in onderstaande figuur.

Ten behoeve van deze notitie is gerekend met het volgende waterstandsverschil over de Slochtersluis  Eemskanaal van NAP + 1,10 m ( maatgevend boezempeil 1/100 jaar).  Slochterdiep van NAP - 0,50 m (uitgangspunt is daarbij dat het maatgevend hoogwater 1/100 jaar voor Duurswold niet overschreden mag worden). Systeemafbakening en functies De systeemafbakening geeft aan op welk deel van ‚de wereld‛ de analyse betrekking heeft. Een expliciete afbakening is belangrijk om verwarring over eisen en/of het ontbreken van eisen te voorkomen.

1

De totale opgave is berging van 3 mln. m³ in 48 uur. Als de inlaat wordt verdeeld over meer punten moet in de overall

afweging ook rekening worden gehouden met de te maken kosten voor inlaat op andere punten. Als alternatief moet daarom ook in beeld blijven dat de gehele 3 mln. m³ ter plaatse van de Slochtersluis moet kunnen worden ingelaten. Daarnaast moet in de beschouwing en afweging van alternatieven ook mogelijke fasering van implementatie van (deel)oplossingen worden meegenomen (dit gezien de gefaseerde aanleg van Meerstad en de waterbergingscapaciteit daarbinnen.

Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

3/11

De systeemafbakening is weergegeven in onderstaande figuur.

Binnen de systeemgrens dienen de volgende functies te worden vervuld:  Keren van water van het Eemskanaal naar het Slochterdiep (bestaande functie).  Verbinden van wegverkeer langs het Eemskanaal (bestaande functie).  Verbinden van scheepvaartverkeer (recreatievaart) van Eemskanaal naar Slochterdiep en omgekeerd (bestaande functie).  Beheerst inlaten van water van het Eemskanaal naar het Slochterdiep (nieuwe functie). Programma van Eisen, fase concept-ontwerp Oplossingen moeten voldoen aan de gestelde eisen. Een oplossing die niet voldoet aan één of meerdere eisen is geen oplossing. Het Programma van Eisen, fase concept-ontwerp bevat:  Eisen ten aanzien van de te vervullen functies.  Eisen ten aanzien van de belangrijkste raakvlakken en aspecten. Het detailniveau van het Programma van Eisen is passend bij het detailniveau van het ontwerp. De eisenset is niet uitputtend, maar dekt die eisen af die mogelijk van invloed zijn op de conceptkeuzes. Functionele eisen F.1: De betrouwbaarheid van de waterkering van Eemskanaal naar Slochterdiep dient ten minste gelijk te zijn aan het huidige niveau van betrouwbaarheid. In de huidige situatie geldt voor zowel Eemskanaal als Duurswoldboezem veiligheidsnorm 1:100. De verwachting is echter dat voor het Eemskanaal de norm zal worden bijgesteld naar 1:300 of 1:1000. Naar verwachting zal dit echter niet leiden tot aanpassing van maatgevende waterstanden (die zal door andere maatregelen begrensd blijven), maar ten aanzien van constructieve eisen zal wel geanticipeerd moeten worden. F.2: De wegverbinding langs de zuidoostoever van het Eemskanaal dient op het huidige niveau te worden gehandhaafd voor alle verkeersklassen.

Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

4/11

F.3: F.4:

De verbinding voor scheepvaartverkeer met een diepgang van 1,2 m dient op het huidige niveau te worden gehandhaafd De scheepvaartfunctie zal gestremd zijn in een hoogwaterperiode. Het systeem dient water te kunnen inlaten van het Eemskanaal naar het Slochterdiep met een maximale capaciteit van 2,1 tot 2,3 mln. m³ in 48 uur met een continu debiet van 12 tot 13 m³/s

Aspecteisen A.1 Het systeem dient te voldoen aan de eisen voor constructieve betrouwbaarheid als verwoord in het Bouwbesluit (toelichting: dit geldt voor de nieuwe delen en voor de blijvende delen van bestaande constructies). A.2: Het systeem dient te voldoen aan de eisen met betrekking tot sluiten van de kering als verwoord in de Leidraad waterkerende kunstwerken in regionale waterkeringen. Uitgangspunt is dat de inlaat als deze in werking is (inlaat plaatsvindt), te allen tijde weer gesloten moet kunnen worden. Daar mag slechts een geringe faalkans bij van toepassing zijn, welke nog nader moet worden bepaald. A.3: Evt. eisen m.b.t. constructieve betrouwbaarheid en kerende hoogte volgens Leidraad, PM. A.4: De waterinlaatfunctie dient te allen tijde te kunnen worden vervuld. A.5: Het inlaten van water dient te kunnen starten binnen de grenzen van de volgende waterstandscombinaties: enerzijds NAP 1,10 m op Eemskanaal en NAP – 0,50 m op Slochterdiep en anderzijds NAP 1,30 m op het Eemskanaal en NAP – 1,22 m. A.6: Het inlaten van water dient onder alle omstandigheden te kunnen worden gestopt. A.7: Het inlaatdebiet dient in stappen te kunnen worden geregeld tussen 0 m³/sec en het maximale debiet. De voorkeur heeft traploze debietregeling. A.8: Eisen uitvoering PM. A.9: Eisen externe veiligheid PM. A.10: Eisen interne veiligheid PM. A.11: Eisen duurzaamheid PM. A.12: Eisen inpassing in de omgeving PM. Raakvlakeisen PM, denk aan eisen ten aanzien van bestaande objecten binnen de systeemgrens (interne raakvlakken) en eisen om op de systeemgrens aan te sluiten op de bestaande omgeving (externe raakvlakken). Beoordelingscriteria Beoordelingscriteria maken het mogelijk om oplossingen (dus technische oplossingen die voldoen aan de eisen) naar voorkeur te ordenen. In tegenstelling tot eisen, die zwart-wit worden beoordeeld, worden criteria in een glijdende schaal van wit via grijs naar zwart beoordeeld. Voorbeelden van criteria zijn kosten van de oplossing, (natuur)effecten in de omgeving et cetera. Combinaties van eisen en criteria zijn ook mogelijk. De eis geeft dan de ondergrens aan de te leveren prestatie en het criterium stuurt de oplossing naar een prestatie die boven dat niveau uitgaat. Op dit moment onderscheiden wij de volgende te hanteren beoordelingscriteria:  Kosten  Sober en kosteneffectief  Eenvoud van inzetbaarheid (ook als de inzet over 50 of 100 jaar plaatsvindt), waarbij alle onderdelen beschikbaar, vindbaar en operationeel zijn

Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

5/11

 Traploos regelbaar Concept-oplossingen Voor de invulling van de functie waterinlaat zijn twee hoofdoplossingen beschouwd: S. Water inlaten via de bestaande Slochtersluis. N. Water inlaten via een nieuwe voorziening binnen de systeemgrens. Binnen de hoofdgroep S zijn de volgende oplossingen beschouwd: S.1: Water inlaten door het openen van de deuren in buiten- en binnenhoofd van de Slochtersluis. S.2: Water inlaten door het openen van de nivelleerschuiven in het buitenhoofd en het openen van de deuren in het binnenhoofd. S.3: Water inlaten door het openen van de deuren in het buitenhoofd en het openen van de nivelleerschuiven in het binnenhoofd. S.4: Water inlaten door het openen van de nivelleerschuiven in buiten- en binnenhoofd. S.5: Water inlaten door middel van een daarop aangepast keermiddel in het buitenhoofd. S.6: Water inlaten door middel van een daarop aangepast keermiddel in het binnenhoofd. Een aangepast keermiddel kan onderverdeeld worden in de volgende constructieve oplossingen:  Bestaande stalen puntdeuren aanpassen.  Een tijdelijk keermiddel plaatsen met een doorlaat. Een onderverdeling van beide constructieve oplossing wordt vooralsnog niet gemaakt omdat het dezelfde voor- en nadelen heeft. Het verschil zit met name in de kosten. Binnen de hoofdgroep N zijn de volgende oplossingen beschouwd: N.1: Water inlaten via een nieuw te bouwen verdronken koker, uitgevoerd in beton. N.2: Water inlaten via enkele parallel aan elkaar liggende stalen buisleidingen. N.3: Water inlaten via een nieuw te bouwen hevel, uitgevoerd in staal. N.4: Water inlaten via een mobiele pomp. NB: open spuisluizen hebben bij gelijke waterstandsverschillen in de regel grotere capaciteit dan verdronken kokers. Echter, de te halen debieten zijn relatief beperkt en de landschappelijke impact van verdronken kokers is aanmerkelijk kleiner. De constructie voor open spuisluizen kan in principe ingegraven worden, iets wat elders bij bijvoorbeeld waterbergingsgebieden wel toegepast wordt. Het ingraven heeft echter beperkingen tot gevolg met betrekking tot de eisen voor debietregeling en het te allen tijde kunnen stoppen van de waterinlaat. Daarom zijn open spuisluizen niet beschouwd. Verificatie van de oplossingen De matrix op de volgende pagina geeft de verificatie van de 9 beschouwde oplossingen aan de eisen.

Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

6/11

Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

7/11

Na de verificatie resteren oplossingen S.6, N.1, N.2, N.3 en N.4. Alle andere mogelijkheden voldoen niet aan één of meerdere eisen. S5 is bij aanpassing van de bodem van de sluis eventueel ook haalbaar, maar waarschijnlijk niet ten gevolge van de kosten en de potentiële risico’s van aanpassing. S.6: Aangepast keermiddel binnenhoofd Door het aanpassen van één van de keermiddelen in de bestaande sluis wordt het beheerst inlaten van water mogelijk gemaakt. Door het aangepaste keermiddel in het binnenhoofd te plaatsen treden in de kolk lage stroomsnelheden met beperkte turbulentie op, waardoor het risico van schade aan de kolkvloer wordt beperkt. Bij evt. uitwerking dient dit aspect wel te worden gecontroleerd. Buiten de bestaande sluis, aan de Slochterdiepzijde, kunnen aanpassingen worden gepleegd om de hoge stroomsnelheden en turbulentie beheerst en zonder schade te laten uitdempen. Optie 1 Een goede debietregeling en een goede inpassing wordt bereikt door het toepassen van een bodemklep. De sluis blijft dan laag waardoor geen verstoring in het landschap optreedt. Voorwaarde voor toepassing is wel dat binnen de bestaande constructie van het binnenhoofd mogelijkheden worden gevonden om de bodemklep constructief te bevestigen en de bewegingswerken te plaatsen. Verder zal het nivelleersysteem ten behoeve van het schutten moeten worden aangepast.

Bodemklep in de Overijsselse Vecht nabij Dalfsen

Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

8/11

De toepassing van een bodemklep in een schutsluis is ongebruikelijk en heeft als risico dat krabbende ankers of te diep stekende schepen het keermiddel kunnen beschadigen. Om deze reden wordt deze variant niet verder beschouwd. Optie 2 Technisch is een hefschuif beter geschikt om waterinlaat mogelijk te maken en te fungeren als keermiddel voor de sluis. Hefdeuren vergen echter hoge zware torens die verstorend werken in het landschap. Verder zijn de torens als constructie relatief kostbaar. Om voldoende doorvaarthoogte te creëren moeten de hefdeuren mogelijk vrij hoog worden geheven, afhankelijk van de geëiste doorvaarthoogte. Deze variant wordt niet verder beschouwd omdat deze zo ingrijpend en kostbaar is.

Schutsluis met hefdeur in het Twentekanaal

Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

9/11

Optie 3 Een andere mogelijkheid is om het aantal nivelleeropeningen in de stalen puntdeuren te vergroten tot aan het gevraagde debiet kan worden voldaan. Hierbij kunnen mogelijk de bestaande sluisdeuren worden aangepast. Anders is een nieuwe set puntendeuren noodzakelijk. De benodigde openingsgrootte is circa 4.2 m² in één set keermiddelen waarbij de andere deuren open staan. Deze oplossing biedt een goede debietregeling. Aandachtspunt, naast de bodembescherming, is het mogelijk trillen van de keermiddelen. Optie 4 Het is ook mogelijk om een extra keermiddel toe te passen in de vorm van een schot met nivelleeropeningen. Het schot kan mogelijk in de aanwezig schotbalksponningen worden geplaatst. De benodigde openingsgrootte dient ook hier circa 4.2 m² te zijn. Een alternatief hiervoor is om een dicht schot toe te passen welke door de mobiele kraan op enige hoogte van de bodem wordt gehangen waardoor het water onder het schot door kan stromen. Op deze wijze kan het debiet grof geregeld worden. Aandachtspunt hierbij is dat het schot mogelijk moeilijk gehesen of neergelaten kan worden wegens stroming van het water onder het schot door.

N.1: Nieuwe ter plaatse gebouwde doorlaat en N.2: nieuwe doorlaat bestaande uit parallelle buisleidingen. Beide oplossingen zijn goed mogelijk en de benodigde doorstroomopeningen zijn relatief beperkt van omvang. Uitgevoerd als rechthoekige koker in beton (N.1) is een afmeting van ongeveer 2 x 1,75 m² nodig (zie bijlage B). Als alternatief kan de doorlaat worden uitgevoerd met enkele parallel gelegen buisleidingen. Uit bijlage B blijkt dat 5 kokers van 1 m diameter of 2 kokers van 1,5 m diameter voldoende capaciteit bieden. Buizen bieden als bijkomend voordeel dat ze mogelijk door middel van een gestuurde boring kunnen worden geplaatst, waardoor de hinder voor de omgeving tijdens de uitvoering sterk wordt beperkt. Binnen de systeemgrenzen zijn voldoende mogelijkheden om een doorlaat te plaatsen en bestaande bebouwing te vermijden.  De meest westelijke inlaat komt uit in de Borgsloot. De Borgsloot heeft onvoldoende hydraulische capaciteit.  De daarop volgende inlaat komt uit op een plaats waar het Slochterdiep (als gevolg van de aanwezigheid van een woonhuis en een camping) onvoldoende verbreed kan worden om geen extra opstuwing te krijgen.  De middelste en de oostelijke inlaat komt uit op een plaats waar mogelijk wel een kanaalverbreding mogelijk is, namelijk eerst aan de noordzijde van het kanaal en iets oostelijker aan de zuidzijde van het kanaal. In deze studie wordt vooralsnog niet verder op de locatie van de inlaat ingegaan.

Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

10/11

Indicatie mogelijke locaties voor een nieuwe doorlaat N.3: nieuwe stalen hevel Een hevel is vergelijkbaar met een parallelle buisleiding die over de sluis(deur) wordt geplaatst. Het water wordt bij het opstarten van de hevel door middel van een pomp vacuüm getrokken waarna het water vervolgens als een communicerend vat van de hoge naar de lage waterstand stroom. Het voordeel ten opzichte van een parallelle buisleiding is dat er minder buislengte nodig is Het nadeel van de hevel is dat deze opgestart moet worden door een vacuümpomp. Als er vanuit gegaan wordt dat de hevel over de sluisdeur hangt met een bocht van 180°, zijn om de benodigde capaciteit van 13m³/s te behalen 4 hevels met een diameter van 1 m of 2 hevels met een diameter van 1,5 m benodigd. N.4: inzet mobiele pompen Een alternatief waarbij geen constructie wordt gemaakt en de bestaande sluis niet wordt aangepast, is het inzetten van een mobiele pomp. Deze optie is interessant omdat de kans van optreden zeer laag is namelijk 1/100 jaar. De betrouwbaarheid en de beschikbaarheid van de pompen is hierbij een belangrijk aandachtspunt. Momenteel vind er een marktonderzoek plaats naar de inzet van mobiele pompen. Het aantal mogelijke leveranciers die de benodigde capaciteit van 13 m³/s kunnen leveren is beperkt. Een mogelijke leverancier dient maar liefst 11 pompen in te zetten maar desondanks is het een mogelijk alternatief. Conclusie Uit bovenstaande paragrafen wordt geconcludeerd dat variant S.6: Water inlaten door middel van een daarop aangepast keermiddel in het binnenhoofd met de optie 3 ‘vergroten nivelleeropening’ en optie 4 ‘aanbrengen extra keermiddel’ de beste oplossing is om de capaciteit van de sluis te vergroten. De opties N waarbij de gewenste capaciteit wordt verkregen door een nieuw kunstwerk te maken nabij de sluis worden in een separate memo verder beschouwd. Ons kenmerk:

Pagina

076553398:A

11/11

Project: Project nummer:

Projectplan Slochterdiep en zijtakken C01022.100280

Onderwerp:

Bijlage A - Verificatie inlaatcapaciteit ongewijzigde Slochtersluis

Opgesteld: Gecontroleerd: Vrijgegeven:

Door: H.G. Voortman F.V. Lenting

Datum: 7 augustus 2012 15 augustus 2012

Paraaf: _____ _____

Versie: 0.1 Status: Concept-intern _____________________________________________________________________________________________ Omschrijving sheet Verificatie van verschillende concept-oplossingen aan eis F.4, capaciteit ten minste 17 m^3/s. De volgende vier oplossingen voor het doorlaten van water zijn onderzocht in dit rekenblad: S.1 Deuren in buiten- en benedenhoofd geopend S.2 Nivelleerschuiven in bovenhoofd geopend, benedenhoofd geopend S.3 Nivelleerschuiven in benedenhoofd geopend, bovenhoofd geopend S.4 Beide deuren gesloten, nivelleerschuiven in beide hoofden geopend Referenties Nortier - Vloeistofmechanica, hydraulica voor Waterbouwkundigen Bestek 10/1962, Verbetering Eemskanaal, Grondwerk Euvelgunne-Slochterdiep met vernieuwing Slochtersluis C.A - Blad 5, Aanzicht en Doorsneden Sluis, 18-1-1963

Definities en constanten NAP := 0 ⋅ m

Projectspecifieke invoer Peilen h EK := NAP + 1.10⋅ m

-> Peil Eemskanaal

h SD := NAP + −0.50⋅ m

-> Opgegeven maximum en minimum peil Slochterdiep

Sluisgeometrie h dr_bt := NAP − 1.5⋅ m

-> Drempelniveau bovenhoofd

h dr_bn := NAP − 2.9⋅ m

-> Drempelniveau benedenhoofd

B := 6 ⋅ m

-> Doorstroombreedte hoofden 2

-> Totale doorstroomoppervlak nivelleerschuiven bovenhoofd

2

-> Totale doorstroomoppervlak nivelleerschuiven benedenhoofd

Anv_bt := 2 ⋅ ( 0.533⋅ m⋅ 1 ⋅ m) = 1.07⋅ m

Anv_bn := 2 ⋅ ( 0.657⋅ m⋅ 1 ⋅ m) = 1.31 m

Constanten voor hydraulische berekeningen Col := 0.9

-> Afvoercoefficient geopende deur (aanname)

μ := 0.6

-> Afvoercoefficient nivelleerschuif met breekbalken (aanname)

Capaciteitseis inlaat 3

m Qeis := 17⋅ s

-> Geeiste capaciteit

Configuratie S.1, beide deuren geopend Deze configuratie geeft het grootst mogelijke doorstroomoppervlak zonder de constructie van de sluis aan te passen. De drempel in het bovenhoofd ligt vrij hoog. Controle van het stroombeeld boven de drempel in het bovenhoofd: De stroming op de drempel wordt kritisch wanneer de waterstand in het Slochterdiep lager is dan: h dr_bt +

2 3

(

)

⋅ hEK − h dr_bt = 0.23 m

-> tov NAP

Dit is het geval, de stroming boven de drempel wordt kritisch; benedenstrooms daarvan superkritisch. Hoge turbulentieniveaus worden verwacht en watersprongen zijn mogelijk. Deze afvoersituatie moet niet worden toegelaten zonder aanvullende maatregelen ivm de beheersbaarheid. Als referentie (bovengrens) wordt de capaciteit bij deze configuratie berekend met behulp van de afvoerformule voor een volkomen overlaat: 3

2

2

(

Qcf_1 := ⋅ ⋅ g⋅ Col⋅ B⋅ h EK − h dr_bt 3 3

)

2

3

= 38.59

m

(formule 7.2 uit Nortier)

s

Er wordt ruim aan de capaciteitseis voldaan.

Configuratie S.2, nivelleerschuiven bovenhoofd geopend; deuren benedenhoofd geopend Door niet beide deuren te openen maar één deur in combinatie met de nivelleerschuiven in het andere hoofd wordt de inlaat beter beheersbaar gemaakt. Het aanwezige verval concentreert zich over de geopende nivelleerschuiven. De capaciteit wordt dan ook bepaald door het verval over de schuiven en het doorstroomoppervlak van de schuiven. 3 → m Qcf_2 := μ⋅ Anv_bt⋅ 2 ⋅ g⋅ h EK − h SD  = 3.58   s

(

)

Met deze configuratie wordt niet voldaan aan de capaciteitseis. De afvoercoefficient is ongunstig aangenomen, maar aanpassing hiervan zal de berekende capaciteit met maximaal 50 % vergroten. Ook dan wordt de eis niet gehaald. Configuratie S.3, nivelleerschuiven benedenhoofd geopend; deuren bovenhoofd geopend De overwegingen zijn gelijk aan configuratie 2. De nivelleerschuiven in het benedenhoofd zijn iets groter. 3  → m Qcf_3 := μ⋅ Anv_bn⋅ 2⋅ g⋅ h EK − h SD  = 4.42   s

(

)

Met deze configuratie wordt niet voldaan aan de capaciteitseis. De afvoercoefficient is ongunstig aangenomen, maar aanpassing hiervan zal de berekende capaciteit met maximaal 50 % vergroten. Ook dan wordt de eis niet gehaald.

Configuratie S.4, nivelleerschuiven in beide hoofden geopend Deze configuratie heeft de minste risico's omdat beide deuren gesloten blijven. Gezien het resultaat voor configuratie 2 en 3 is al duidelijk dat de capaciteitseis niet gehaald zal worden. De capaciteit wordt voor de volledigheid bepaald. Op basis van de formule van Bernoulli is en het feit dat het debiet door beide deuren aan elkaar gelijk moet zijn, wordt de volgende uitdrukking voor de capaciteit gevonden:  → Qcf_4 :=

Anv_bn ⋅ Anv_bt⋅ μ⋅ 2⋅ g h EK − h SD ⋅  Anv_bn + Anv_bt 

(

)

2

Anv_bn + Anv_bt

2

2

2

3

 = 2.78 m s

Project: Project nummer:

Projectplan Slochterdiep en zijtakken C01022.100280

Onderwerp:

Bijlage B - Verificatie capaciteit alternatieven inlaat Slochtersluis

Opgesteld: Gecontroleerd: Vrijgegeven:

Door: H.G. Voortman F.V. Lenting

Datum: 7 augustus 2012 15 augustus 2012

Paraaf: _____ _____

Versie: 0.1 Status: Concept-intern _____________________________________________________________________________________________ Omschrijving sheet Verificatie van de capaciteit van alternatieven voor de inlaat Slochtersluis. De volgende alternatieven zijn indicatief onderzocht: S.5 en S.6 Bodemklep aangebracht in een van de hoofden van de sluis in plaats van de bestaande puntdeuren N.1 Doorlaatwerk met verdronken koker naast de bestaande sluis, uitgevoerd als enkele betonnen koker N.2 Doorlaatwerk bestaande uit parallele buisleidingen Referenties Nortier - Vloeistofmechanica, hydraulica voor Waterbouwkundigen Bestek 10/1962, Verbetering Eemskanaal, Grondwerk Euvelgunne-Slochterdiep met vernieuwing Slochtersluis C.A - Blad 5, Aanzicht en Doorsneden Sluis, 18-1-1963 Definities en constanten NAP := 0 ⋅ m

Projectspecifieke invoer Peilen h EK := NAP + 1.10⋅ m

-> Peil Eemskanaal

h SD := NAP + −0.50⋅ m

-> Opgegeven maximum en minimum peil Slochterdiep

Sluisgeometrie h dr_bt := NAP − 1.5⋅ m

-> Drempelniveau buitenhoofd

h dr_bn := NAP − 2.9⋅ m

-> Drempelniveau binnenhoofd

B := 6 ⋅ m

-> Doorstroombreedte hoofden

Constanten voor hydraulische berekeningen C := 0.9

-> Afvoercoefficient geopende deur (aanname)

μ := 0.6

-> Afvoercoefficient nivelleerschuif met breekbalken (aanname)

Capaciteitseis inlaat 3

m Qeis := 13⋅ s

-> Geeiste capaciteit

Configuraties S.5 en S.6, bodemklep in het buitenhoofd of binnenhoofd ingezet als stuw In dit alternatief worden de puntdeuren in het buitenhoofd vervangen door een bodemklep die, ingeval de sluis wordt gebruikt als inlaat, werkt als een stuw (korte overlaat). De stand van de stuw waarbij juist het vereiste debiet wordt gehaald wordt hieronder bepaald. Volgens opgave van Nortier (hoofdstuk 7) is de capaciteit van een korte overlaat tov een lange overlaat tot 40 % hoger. Hier wordt, als eerste indicatie, uitgegaan van 20 %. γvk := 1.2

-> verhoging debiet korte volkomen overlaat tov lange volkomen overlaat, eerste schatting

Het debiet over de stuwklep is een functie van de stand van de stuw: 3

( )

(

)

2 2 2 Qalt_1 h cr := γvk⋅ ⋅ ⋅ g⋅ C⋅ B⋅ h EK − h cr 3 3

(formule 7.2 uit Nortier)

h cr := h dr_bt , h dr_bt + 0.05⋅ m .. hEK h mx := −0.72⋅ m

(

)

3

m Qalt_1 h mx = 27.12 s

50

Debiet als functie van kruinhoogte stuw Combinatie overeenkomend met eis F.4

Debiet (m^3/s)

40

30

20

10

−2

−1

0

1

2

Kruinhoogte stuwklep (NAP +m) Bij een stand van de stuw op h mx = −0.72m wordt juist het gevraagde debiet bereikt. Voor een nadere beoordeling van dit alternatief dient het stroombeeld, de inbouw van de stuwklep, de krachtsafdracht en het gebruik als keermiddel in het schutproces nader te worden onderzocht.

Configuratie N.1, doorlaatwerk als verdronken koker naast de sluis; enkele rechthoekige koker in beton In dit alternatief wordt naast de bestaande sluis of in de nabije omgeving een nieuw doorlaatmiddel gebouwd. Bepaling afvoercoefficient μ := 0.7

-> aangenomen contractie bij intree 2

ξ in :=

 1 − 1  = 0.18 μ   

k := 5 ⋅ mm R( h , b) :=

-> verliescoefficient intree

-> ruwheidsafmeting onafgewerkt beton h⋅ b

-> hydraulische straal als functie van kokerafmetingen

h+b

Ch( k , h , b ) := 18⋅

m s

⋅ log

12⋅ R( h , b ) 



 

k

8⋅ g

λ( k , h , b ) :=

Ch( k, h , b )

2

h := 1.75⋅ m b := 1 ⋅ m , 1.1⋅ m .. 5 ⋅ m L := 75⋅ m ξ wr( L , k , h , b ) :=

-> kokerlengte; er wordt vanuit gegaan dat de koker 1,5 x langer wordt dan de sluis ivm inpassing λ( k, h , b ) ⋅ L 4 ⋅ R( h , b )

-> verliescoefficient wrijving als functie van de kokerafmetingen

Verliescoefficient wrijving bij kokerhoogte van 2 m Verliescoefficient wrijving (-)

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2

1

2

3

4

5

6

Kokerbreedte (m) Voor de berekening wordt een vaste waarde aangehouden van: ξ wr := 0.4 ξ km := 0.1

-> lokale verliezen bij keermiddelen (aangenomen)

ξ uit := 1

-> verliescoefficient uittree

De totale wrijvingscoefficient bedraagt:

ξ tot := ξ in + ξ wr + ξ km + ξ uit = 1.68

Volgens Nortier is de afvoercoefficient gelijk aan:

C :=

1 ξtot

= 0.77

De benodigde breedte bij een kokerhoogte van 2 m bedraagt:  → Qeis Bben := = 1.72 m h ⋅ C⋅ 2 ⋅ g⋅ h EK − hSD

(

)

Een koker van ongeveer 2x1.75 m is voldoende voor het leveren van de gevraagde capaciteit.

Configuratie N.2, doorlaatwerk als parallel aangelegde stalen buisleidingen In dit alternatief wordt naast de bestaande sluis of in de nabije omgeving een nieuw doorlaatmiddel gebouwd. Bepaling afvoercoefficient μ := 0.7


ξ in :=

 1 − 1  = 0.18 μ   

k := 0.1⋅ mm 1 2 ⋅ π⋅ D 4 R( D) := π⋅ D Ch( k , D) := 18⋅ λ( k , D) :=


-> ruwheidsafmeting gelast staal

-> hydraulische straal als functie van buisdiameter m

s

⋅ log

12⋅ R( D) 



k

 

8⋅ g Ch( k , D)

2

D := 1 ⋅ m L := 75⋅ m ξ wr( L , k , D) := ξ km := 0.1 ξ uit := 1

-> kokerlengte; er wordt vanuit gegaan dat de koker 1,5 x langer wordt dan de sluis ivm inpassing λ( k , D) ⋅ L 4 ⋅ R( D)


-> verliescoefficient bij keermiddelen -> verliescoefficient uittree

ξ tot( L , k , D) := ξ in + ξ wr ( L , k , D) + ξ km + ξuit


C( L , k , D) :=


1 ξ tot( L , k , D)

De capaciteit per buis bedraagt: → 1 2 Qbuis( L , k , D) := C( L , k , D) ⋅ ⋅ π⋅ D ⋅ 2 ⋅ g⋅ h EK − hSD  4

(



)

3

m Qbuis( L , k , D) = 2.97 s

Het aantal benodigde kokers bij diameter D = 1 m bedraagt: n ( L , k , D) :=

Qeis Qbuis( L , k, D)

n ( L , k , D) = 4.37 Afgerond 5 stuks. Met een diameter van D := 1.5⋅ m bedraagt het aantal kokers: n ( L , k , D) = 1.78

Afgerond 2 stuks. Optimalisatie van grondwerk en afsluitmiddelen op basis van de leidingdiamater is mogelijk.

Configuratie N.3, hevel parallel aangelegde stalen buisleidingen In dit alternatief wordt op de bestaande sluis een hevel over de sluisdeuren aangebracht. Bepaling afvoercoefficient μ := 0.7


ξ in :=

 1 − 1  = 0.18 μ   

k := 0.1⋅ mm 1 2 ⋅ π⋅ D 4 R( D) := π⋅ D Ch( k , D) := 18⋅ λ( k , D) :=


-> ruwheidsafmeting gelast staal

-> hydraulische straal als functie van buisdiameter m

s

⋅ log

12⋅ R( D) 



k

 

8⋅ g Ch( k , D)

2

D := 1 ⋅ m L := 8⋅ m ξ wr( L , k , D) := ξ km := 0.6 ξ uit := 1

-> kokerlengte; er wordt vanuit gegaan dat de koker over sluisdeur hangt λ( k , D) ⋅ L 4 ⋅ R( D)


-> verliescoefficient bij 2 x 90gr bocht -> verliescoefficient uittree

ξ tot( L , k , D) := ξ in + ξ wr ( L , k , D) + ξ km + ξuit


C( L , k , D) :=


1 ξ tot( L , k , D)

De capaciteit per buis bedraagt: → 1 2 Qbuis( L , k , D) := C( L , k , D) ⋅ ⋅ π⋅ D ⋅ 2 ⋅ g⋅ h EK − hSD  4

(



)

3

m Qbuis( L , k , D) = 3.21 s

Het aantal benodigde kokers bij diameter D = 1 m bedraagt: n ( L , k , D) :=

Qeis Qbuis( L , k, D)

n ( L , k , D) = 4.05 Afgerond 4 stuks. Met een diameter van D := 1.5⋅ m bedraagt het aantal kokers: n ( L , k , D) = 1.78

Afgerond 2 stuks. Optimalisatie van hevelconstructie en afsluitmiddelen op basis van de leidingdiamater is mogelijk.


Bijlage 2


Memo inrichting Slochterdiep doorvoercapaciteit

ARCADIS


ARCADIS


ARCADIS NEDERLAND BV Het Rietveld 59a Postbus 673 7300 AR Apeldoorn Tel 055 5815 999

MEMO


Onderwerp:

Inrichting Slochterdiep; doorvoercapaciteit Apeldoorn,

Projectnummer:

7 november 2012

C01022.100280.0100

Van:

Opgesteld door:

Jeroen Helder

Mirjam Bloemerts en Jeroen Helder

Afdeling:

Ons kenmerk:

Divisie Water Apeldoorn

076857789:0.1

Aan:

Kopieën aan:

Willem Kastelein Sjouke Hoekstra

Henk Hazelhorst

DIVISIE WATER

Doorvoercapaciteit Duurswold voor de Eemskanaal-Dollardboezem De vraag is… …Hoe kunnen we in 48 uur tijd 3 miljoen m³ water kwijt op het watersysteem Duurswold? Het watersysteem Duurswold is in principe een eigenstandig watersysteem. Maar in de toekomst moet er bij extreme waterstanden op de Eemskanaal-Dollard boezem water van het Eemskanaal afgelaten kunnen worden naar het Slochterdiep. In deze memo beschrijven we onze studie naar de mogelijkheden om in 48 uur tijd 3 miljoen m³ ( ca. 17 m³/sec) water op het watersysteem Duurswold te kunnen inlaten vanuit het Eemskanaal. Het doel van deze memo is om een afweging te maken welke uitgangspunten gehanteerd moeten worden bij de uitwerking van de inrichting van het Slochterdiep. Het vraagstuk van het inlaten van water uit het Eemskanaal wordt dan ook niet volledig uitgewerkt.

Deze beantwoorden we... …Met behulp van een Sobek-model Om bovenstaande vraag te kunnen beantwoorden, maken we gebruik van het Sobek-model van Duurswold. Dit model is gemaakt door Grontmij. Met dit model hebben we verschillende scenario’s doorgerekend om inzicht te krijgen in het functioneren van het systeem en de effecten van waterinlaat vanaf het Eemskanaal. Deze scenario’s maken het mogelijk om een keuze te maken welke uitgangspunten gehanteerd moeten worden bij de inrichting van het Slochterdiep zonder de uitwerking voor het gehele watersysteem Duurswold te doen.

Pagina

1/24

Uitgangspunten en randvoorwaarden Bij deze studie zijn we uitgegaan van de volgende uitgangspunten en randvoorwaarden: § In 48 uur moet 3 miljoen m³ water vanaf het Eemskanaal afgelaten worden in het watersysteem Duurswold. Dit betekent dat er gedurende 48 uur 17 m³/sec het watersysteem in komt. § De waterinlaat vindt plaats tegelijkertijd met de neerslaggebeurtenis: 5 januari 12 uur 2022 – 7 januari 12 uur 2022. Van het water wat ingelaten wordt, kan 1,7 miljoen m³ (10 m³/sec) via de nieuw aan te leggen sluis § naar het Woldmeer worden afgevoerd. § De berging in het Woldmeer en de maatregelen om effecten te verminderen worden tegelijkertijd met de waterinlaat in het model opgenomen: gedurende 48 uur van 5 januari 12 uur tot 7 januari 12 uur. § Het water wat afgelaten wordt naar het Duurswold, mag geen waterstandsverhogingen opleveren in het watersysteem ten opzichte van de T100 berekening. Een verschil van minder dan 5 cm wordt in deze verkenning als marge gehanteerd. § De huidige maximale waterstand is ook de toekomstige grens. Binnen de Sobek-berekeningen hanteren we de grens van 5 cm i.v.m. rekenonzekerheden, (model)onnauwkeurigheden, en de ruimte binnen het huidige watersysteem; § We gebruiken het Sobek-model van Duurswold, opgesteld door Grontmij. Startpunt voor onze werkzaamheden is de case: DW-WP-102-Wi0_SaG_NAP290-32u. § Berekening met representatieve T100 stochast (neerslaggebeurtenis 2022, stormopzet 32 uur met hoogte NAP +2,90 m).

15 scenario’s… …Om het beste uitgangspunt te vinden om de inlaat te kunnen realiseren met zo min mogelijk effecten in watersysteem Duurswold. We hebben een serie scenario’s doorgerekend. Dit is in verschillende stappen gebeurd, waarbij uitkomsten van een stap input leveren voor de volgende stap. Op deze manier zijn verschillende opties verkend met als doel om inzicht te krijgen hoe we ruimte kunnen vinden in het watersysteem Duurswold voor 3 m³ miljoen extra water. Stap 1 1. Referentie 2. Slochtersluis 17 m³/s 3. Slochtersluis 17 m³/s brede profielen Slochtersluis 17 m³/s

Slochtersluis 17 m³/s brede profielen

Inlaat van 17 m³/s bij Slochtersluis (5 januari 12 uur – 7 januari 12 uur)

Inlaat van 17 m³/s bij Slochtersluis (5 januari 12 uur – 7 januari 12 uur)

Roeibaan verwijderd

Roeibaan verwijderd

Inlaat Meerstad toegevoegd

Inlaat Meerstad toegevoegd

(10 m³/s gedurende 48 uur)

(10 m³/s gedurende 48 uur) Profielen tussen Slochtersluis en inlaat Meerstad verbreed met 3 meter.

Tabel 1. Aanpassingen in de scenario’s ten opzichte van de referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

2/24

Het eerste scenario is de huidige situatie met de T100 stochast (zonder rekening te houden met opwaaiing). Hierbij zien we hoe het watersysteem reageert op deze extreme gebeurtenis. In figuur 1 zien we de waterstanden in de referentiesituatie. Het watersysteem komt uit bij de Eems bij Delfzijl. Hier zijn de waterstanden het laagst (tussen -0,90 en -1,00 m NAP). In de zuidoost hoek van het watersysteem, nabij het gemaal De Borg, zijn de waterstanden boven de -0,60 m NAP. Wat gebeurt er vervolgens als er 3 miljoen m³ water in 48 uur het watersysteem inkomt bij de Slochtersluis? Hierbij zijn, naast het inlaten van water, twee aanpassingen in het watersysteem doorgevoerd: de roeibaan is verwijderd en de inlaat naar Meerstad is opgenomen. De inlaat naar Meerstad is vormgegeven als een lateraal debiet welke gedurende 48 uur 10 m³/s onttrekt aan het watersysteem. De effecten van dit scenario zijn zichtbaar in figuur 2. Deze geeft de verschillen in maximale waterstand ten opzichte van de referentie. In figuur 2 is duidelijk zichtbaar dat het Slochterdiep geen ruimte heeft voor zoveel extra water. Een groot deel van het water wat bij de Slochtersluis het watersysteem inkomt, kan er bij de inlaat naar Meerstad al weer uit. Maar omdat het Sloterdiep geen ruimte heeft om deze waterstroom te faciliteren ontstaan er hoge waterstanden. Door het Slochterdiep tussen de Slochtersluis en de inlaat naar Meerstad te verbreden, kan dit grotendeels verholpen worden. Dit zorgt ervoor dat de waterstanden in het watersysteem veel minder oplopen, omdat het water zijn weg kan vinden naar Meerstad (zie figuur 3). In de scenarioberekeningen is uitgegaan van een verbreding van het profiel op de waterbodem met 3 meter. Uit de resultaten van de scenarioberekeningen blijkt echter dat een grotere verbreding nodig is om toename in verval en verhoogde waterstanden in de Borgsloot te voorkomen. De keuze voor de juiste breedte van het Slochterdiep is afhankelijk van de keuze voor de inlaathoeveelheid door het Slochterdiep.

Figuur 1. Scenario 1 Referentie - Waterstanden (m NAP) in watersysteem Duurswold. Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

3/24

Figuur 2. Scenario 2 Slochtersluis 17 m³/s. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

4/24

Figuur 3. Scenario 3 Slochtersluis 17 m³/s nieuwe profielen. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

5/24

Stap 2 4. Slochtersluis 17 m³/s gemaal half 5. Slochtersluis 17 m³/s gemaal nul In stap 1 is 17 m³/s ingelaten bij de Slochtersluis. Ook na aanpassing van de profielen aan het begin van het Slochterdiep levert het inlaten problemen op in het gehele watersysteem: de waterstandsverhogingen zijn meer dan 5 cm. En de doorgerekende scenario’s geven het beeld dat er niet genoeg ruimte is in het watersysteem om zoveel extra water op te vangen. Hoe kunnen we dan toch de inlaat van deze hoeveelheid water realiseren? Een mogelijkheid is om water langer in de polders vast te houden. De gedachte is getoetst in scenario 4 en 5: als de gemalen minder water vanuit de polders op watersysteem Duurswold pompen, is er meer ruimte over voor waterinlaat vanaf het Eemskanaal. Bij de keuze voor de gemalen is enkel de optie geheel uit of gehalveerd debiet mogelijk. Bij de keuze voor de gemalen is geprobeerd de gemalen zoveel mogelijk in overeenstemming met het extra debiet te krijgen. Hierdoor is niet elk scenario even goed vergelijkbaar (soms is minder dan het ingelaten debiet gereduceerd, soms wat meer). In scenario 4 zijn de debieten van enkele polders gehalveerd, en in scenario 5 zijn de debieten vanuit enkele polders geheel stopgezet. Tabel 2 geeft aan welke polders zijn aangepast, en hoe groot de aanpassing in debiet is. Omdat er in dit deel van de polder weinig gemalen zijn, is er in scenario 5 minder compensatie dan in de andere scenario’s. In een vervolg kan worden onderzocht of het gedeeltelijk of geheel uitschakelen van de gemalen Blauwe Molen of Sans Souci gunstig zijn voor de waterstanden in het Slochterdiep. Poldergemaal

Scenario 4 – gemaal half

Scenario 5 – gemaal uit

De Borg

-1.83 m³/s

-3.66 m³/s

Lageland

-0,83 m³/s

-1,67 m³/s

Woudbloem

-4,50 m³/s

-

Totaal

-7,16 m³/s

-5,33 m³/s

Tabel 2. Aanpassingen op de poldergemalen voor scenario 4 en 5.

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

6/24

Figuur 4. Scenario 4 Slochtersluis 17 m³/s gemalen half. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

7/24

Figuur 5. Scenario 5 Slochtersluis 17 m³/s gemalen nul. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

8/24

Bij het inlaten van 17m³/s via de Slochtersluis ontstaat opstuwing in het Slochterdiep wat onder andere leidt tot hogere waterstanden in de Borgsloot. Ook bij het reduceren van de gemaalcapaciteit of het uitschakelen van gemaal de Borg blijft de opstuwing waardoor de waterstand hoger wordt dan de referentiewaterstand. Verdere verbreding van het Slochterdiep tussen de Slochtersluis en de inlaat naar Meerstad biedt hier een oplossing, een verbreding van circa 10 meter is dan noodzakelijk. Ook het verder reduceren van de poldergemalen leidt tot een verbetering, echter doordat de poldergemalen niet in de directe omgeving van de inlaat via de Slochtersluis aanwezig zijn zal opstuwing nog steeds een knelpunt kunnen zijn. Stap 3 6. Slochtersluis 10 m³/s Groevesluis 7 m³/s 7. Slochtersluis 10 m³/s Groevesluis 7 m³/s gemaal half 8. Slochtersluis 10 m³/s Groevesluis 7 m³/s gemaal nul In stap 1 is 17 m³/s ingelaten bij de Slochtersluis. Ook na aanpassing van de profielen aan het begin van het Slochterdiep levert het inlaten problemen op in het gehele watersysteem: de waterstandsverhogingen zijn meer dan 5 cm. Ook het verminderen van de polderdebieten levert nog geen voldoende resultaat op. Wanneer de polders rond het Slochterdiep worden aangepakt, blijven de waterstanden in het Slochterdiep te hoog. Dit leidde tot de vraag: wat gebeurd er als er niet op 1 locatie al het water inlaten, maar de inlaat verdelen over 2 inlaatpunten? In stap 3 hebben we gebruik gemaakt van 2 inlaatpunten: Slochtersluis en de Groevesluis. Er wordt 10 m³/s ingelaten bij Slochtersluis. Deze hoeveelheid water wordt vervolgens bij het inlaatpunt richting Meerstad alweer aan het watersysteem Duurswold onttrokken. Bij de Groevesluis wordt gedurende 48 uur 7 m³/s ingelaten. De totale waterinlaat is dan ook gelijk aan de eerdere scenario’s met waterinlaat bij de Slochtersluis. Er zijn ook twee scenario’s doorgerekend met waterinlaat op 2 locaties en daarnaast aanpassingen op de poldergemalen. Hierbij zijn ook andere polders aangepakt dan bij de eerdere scenario’s. Immers, er wordt nu ook water ingelaten bij de Groevesluis. Aanpassingen op polders nabij de Groevesluis kunnen hierdoor effectiever zijn. Tabel 3 geeft aan welke aanpassingen er zijn gedaan in scenario 7 en 8. De figuren 6 t/m 8 geven de resultaten van de scenario’s 6 t/m 8. Poldergemaal



De Borg

-1.83 m³/s

-3.66 m³/s

Lageland

-0,83 m³/s

-

Sans Souci

-1,83 m³/s

-3,67 m³/s

W&W

-3,25 m³/s

-

Lakswerd

-0,58 m³/s

-1,17 m³/s

Groeve

-0,67 m³/s

- 1,33 m³/s

Nijverheid

-0,33 m³/s

-0,67 m³/s

Totaal

-9,32 m³/s

10,5 m³/s


Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

9/24

Figuur 6. Scenario 6 Slochtersluis 10 m³/s Groevesluis 7 m³/s. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

10/24

Figuur 7. Scenario 7 Slochtersluis 10 m³/s Groevesluis 7 m³/s gemalen half. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

11/24

Figuur 8. Scenario 8 Slochtersluis 10 m³/s Groevesluis 7 m³/s gemalen nul. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

12/24

De scenario’s in stap 3 laten zien dat waterinlaat bij de Groevesluis in eerste instantie zorgt voor duidelijke waterstandsverhogingen in het benedenstroomse deel van het watersysteem. Echter, door aanpassingen aan de poldergemalen zijn deze effecten weer weg te nemen. Ook de effecten op de maximale waterstand in het Slochterdiep is niet meer zichtbaar. We concluderen dan ook dat het verdelen van de inlaat over de Slochtersluis en de Groevesluis een positief effect heeft ten opzichte van inlaat bij alleen de Slochtersluis. De reductie van de gemaalcapaciteit zorgt er zelfs voor dat in deze scenario’s de maximale waterstand daalt met circa 7 centimeter in het Slochterdiep. Scenario zes is niet haalbaar, door de reductie lijken scenario’s zeven en acht wel haalbaar. Stap 4 9. Invloed inlaat Delfzijl 3 m³/s 10. Invloed inlaat Delfzijl 5 m³/s 11. Invloed inlaat Delfzijl 7 m³/s 12. Invloed inlaat Delfzijl 10 m³/s In stap 3 hebben we gezien dat het verdelen van de inlaat over 2 locaties een positief effect heeft. Wel zijn er (grote) aanpassingen op de poldergemalen nodig. Als het verdelen over 2 inlaten een positief effect heeft, wat gebeurt er dan als we gebruik kunnen maken van 3 inlaatpunten? Er is op dit moment (nog) geen derde inlaatlocatie aanwezig. Maar bij Delfzijl wordt het water van Duurswold onder het Eemskanaal doorgeleid. Hier kunnen mogelijkheden gecreëerd worden om water van het Eemskanaal naar Duurswold af te laten. Maar kan het watersysteem Duurswold dit aan? Hiervoor zijn een viertal scenario’s doorgerekend. Scenario 1 (referentie) is gebruikt als uitgangspunt om de invloed van de inlaat bij Delfzijl te bepalen. Hierbij is alleen een inlaat bij Delfzijl toegevoegd, de andere aanpassingen zoals inlaat Meerstad zijn niet in deze scenario’s opgenomen. Zo kijken we alleen naar de effecten van de inlaat bij Delfzijl.

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

13/24

Figuur 9. Scenario 9 Invloed inlaat Delfzijl 3 m³/s. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

14/24


Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

15/24


Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

16/24


Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

17/24

Uit deze scenarioberekeningen komt naar voren dat inlaat bij Delfzijl mogelijk is, maar dat het leidt tot waterstandsverhogingen en vergaande effecten kan hebben op het (gehele) watersysteem. Hieruit concluderen we dat bij maatgevende waterstanden het inlaten bij Delfzijl alleen mogelijk is als er compensatie tegenover staat door aanvoer door poldergemalen te beperken. Stap 5 13. Slochtersluis 7 m³/s Groevesluis 7 m³/s Delfzijl 3 m³/s 14. Slochtersluis 7 m³/s Groevesluis 7 m³/s Delfzijl 3 m³/s gemaal half 15. Slochtersluis 7 m³/s Groevesluis 7 m³/s Delfzijl 3 m³/s gemaal null Op basis van de uitkomsten van stap 4 is een nieuwe serie scenario’s opgesteld. Hierbij wordt de inlaat bij Delfzijl toegevoegd, is de roeibaan weer verwijderd en de inlaat naar Meerstad weer opgenomen en wordt de in te laten 17 m³/s als volgt verdeeld: § 7 m³/s bij de Slochtersluis; § 7 m³/s bij de Groevesluis; § 3 m³/s bij Delfzijl. Er zijn ook twee scenario’s doorgerekend met waterinlaat op 3 locaties en daarnaast aanpassingen op de poldergemalen. Hierbij zijn polders in het gehele watersysteem aangepakt. Tabel 4 geeft aan welke aanpassingen er zijn gedaan in scenario 14 en 15. Poldergemaal



De Borg

-1.83 m³/s

-3.66 m³/s

Lageland

-0,83 m³/s

-

Sans Souci

-1,83 m³/s

-3,67 m³/s

W&W

-3,25 m³/s

-

Lakswerd

-0,58 m³/s

-1,17 m³/s

Groeve

-0,67 m³/s

- 1,33 m³/s

Nijverheid

-0,33 m³/s

-0,67 m³/s

Totaal

-9,32 m³/s

10,5 m³/s


Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

18/24

Figuur 13. Scenario 13 Slochtersluis 7 m³/s Groevesluis 7 m³/s Delfzijl 3 m³/s. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

19/24

Figuur 14. Scenario 14 Slochtersluis 7 m³/s Groevesluis 7 m³/s Delfzijl 3 m³/s, gemalen half. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1). Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

20/24

Figuur 15. Scenario 15 Slochtersluis 7 m³/s Groevesluis 7 m³/s Delfzijl 3 m³/s, gemalen nul. Boven: waterstanden (m NAP) Onder: verschil in waterstanden in meters ten opzichte van referentie (scenario 1). Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

21/24

Deze laatste drie scenario’s laten zien dat het inlaten van water op drie locaties zonder maatregelen te nemen, in het gehele watersysteem problemen geeft. Er is wel een iets betere verdeling door het watersysteem dan bij twee inlaten. Zo zijn de waterstanden in het Slochterdiep en bij de Borg iets lager. Door water in de polders vast te houden, zijn de effecten van waterinlaat volledig gecompenseerd. Door de in het scenario gehanteerde uitgangspunten treedt er zelfs een waterstandsverlaging op. Dit is te verklaren doordat er meer water aan het systeem wordt onttrokken via Meerstad en vastgehouden in de polders dan dat er wordt ingelaten. Wat is nu eigenlijk het verschil tussen waterinlaat op 2 locaties en waterinlaat op 3 locaties, beide in combinatie met het vasthouden van water in de polders? Op basis van de gepresenteerde kaarten zijn de verschillen tussen de scenario’s 8 en 15 slecht zichtbaar. In figuur 16 wordt gekeken naar de verschillen in maximale waterstanden tussen deze twee scenario’s. In de figuur is de waterstand van scenario 15 uitgezet ten opzichte van scenario 8. Dit betekent dat in scenario 15 de waterstanden in het benedenstroomse deel hoger zijn, en in het bovenstroomse deel lager dan in scenario 8. Dit is ook logisch gezien in de extra waterinlaat bij Delfzijl in scenario 15. De marges zijn zo klein dat deze in feite niet significant zijn.

Figuur 16. Verschil in meters van maximale waterstanden van Scenario 15 (Slochtersluis 7 m³/s Groevesluis 7 m³/s Delfzijl 3 m³/s) t.o.v. scenario 8 (Slochtersluis 10 m³/s Groevesluis 7 m³/s).

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

22/24

Dit betekent dat… …het inlaten van 3 miljoen m³ water vanuit het Eemskanaal niet zonder compensatie te realiseren is zonder onacceptabel hoge waterstanden. Het compenseren van deze hogere waterstanden door het reduceren van poldergemalen lijkt in alle situaties te realiseren, behalve bij de volledige inlaat via de Slochtersluis, hiervoor is een aanzienlijke verbreding van het Slochterdiep nodig. De verdere uitwerking bestaat uit de volgende punten § Een analyse van de wenselijkheid en eventueel een LCC (Life cycle costing) studie voor de verschillende inlaatpunten. Een analyse van de inlaatcapaciteit bij de huidige sluizen (reeds gedaan) en afstemming met § maximale inlaatdebieten in relatie tot de uitgewerkte scenario’s. § De verdeling van de 17 m³/s over de inlaatpunten optimaliseren. Hierbij moet ook rekening worden gehouden wat er in praktijk te realiseren is. § Na te gaan waar in werkelijkheid mogelijkheden zijn om water langer in de polder te houden, en deze kennis te gebruiken om een realistischer polderscenario te maken. Uitgangspunt hierbij is: hoe meer je vast kunt houden in de polder, hoe beter het voor Duurswold is, totdat er geen sprake meer is van waterstandsverhoging. § De gemalen de Borg en Woudbloem bemalen deels stedelijk gebied. Of het volledig uitschakelen van deze gemalen wenselijk is zal vervolgonderzoek moeten uitwijzen. In deze eerste verkenning is volledig uitschakelen van deze beide gemalen niet als optie meegenomen. § Er is nu als uitgangspunt gehanteerd dat de waterstanden mogen oplopen tot maximaal de waterstanden in het referentiescenario. In de praktijk is er op sommige plekken misschien wel overhoogte in de kades aanwezig. Mag er daardoor plaatselijk wel meer peilverhoging optreden? Daar kan dan in de verdere uitwerking rekening mee gehouden worden, bijvoorbeeld bij het sturen over de drie inlaten. § Er is nu uitgegaan van een verbreding van het Slochterdiep met 3 meter tussen de Slochtersluis en de inlaat naar Meerstad. Om de mate van opstuwing te beperken en hoge stroomsnelheden te voorkomen zal deze verbreding aanzienlijk ruimer moeten uitvallen. Dit moet nog verder in detail worden uitgewerkt.

Aanbevelingen De verschillende inlaatvarianten laten zien dat de inlaat op twee of drie punten de meest evenwichtige verdeling op het watersysteem mogelijk maakt. Om een goede afweging mogelijk te maken is het nodig dit verder uit te werken. Verder onderzoek naar de effecten op het Duurswold boezemsysteem en de verschillende inlaatconstructies is nodig. Hierbij zullen de werkelijke kadehoogte en de effecten op achterliggende polders gedetailleerd onderzocht moeten worden. Bij de volledige inlaat via de Slochtersluis is een aanzienlijke verbreding van het Slochterdiep nodig. Door de bestaande mogelijkheden van de Groevesluis te benutten kan deze verbreding beperkt worden. Daar komt nog bij dat bij het afronden van deze notitie bekend werd dat de daadwerkelijke capaciteit van de rinketten in de Groevesluis en de Slochtersluis niet 7 m³/s is maar waarschijnlijk circa 4 m³/s (berekening ARCADIS) tot 6 m³/s (berekening Waterschap) bedraagt. Bij de verdere uitwerking moet dit gegeven bij het opstellen van een aantal logische scenario’s meegenomen worden.

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

23/24

Op korte termijn moeten voor het Slochterdiep en de Borgsloot de uitgangspunten voor het op te stellen projectplan bekend zijn. Daarvoor kan niet gewacht worden op de verdere uitwerking. Wij stellen voor daarbij uit te gaan van het treffen van een aantal ‘no-regret’ maatregelen op basis van het volgende: § Ga uit van het inzetten van de Groevesluis en het bij de Slochtersluis inlaten van het overige water. Dit betekent dat er via of nabij de Slochtersluis (17 – 4,5 = ) 12,5 m³/s vanuit het Eemskanaal ingelaten moet kunnen worden. Dit is de ‘worstcase’ van de meest in aanmerking komende scenario’s. § Realiseer daarbij de daadwerkelijke inlaatvoorziening (aanpassing Slochtersluis danwel een parallelle inlaat) pas als het Woldmeer voldoende groot is. Momenteel wordt nog maar een klein gedeelte van het meer gegraven. Werk echter op korte termijn wel uit wat daartoe de mogelijkheden zijn, om de aansluitende watergangen (Slochterdiep en/of Borgsloot) te kunnen dimensioneren. § Voor het traject Slochtersluis – Woldmeersluis moet een aanzienlijk grotere verbreding worden toegepast dan de 3 meter waar in deze scenariostudie van is uitgegaan. De breedte moet zodanig worden dat het niet tot significante waterstandsverhoging leidt in de bovenstrooms gelegen Borgsloot.

Ons kenmerk:

Pagina

076857789:0.1

24/24


Bijlage 3


Memo verbreding Slochterdiep

ARCADIS


ARCADIS


ARCADIS NEDERLAND BV Het Rietveld 59a Postbus 673 7300 AR Apeldoorn Tel 055 5815 999

MEMO


Onderwerp:

Verbreding Slochterdiep Apeldoorn,

Projectnummer:

13 november 2012

C01022.100280.0100

Van:

Opgesteld door:

drs. J.B. Helder

drs. J.B. Helder

Afdeling:

Ons kenmerk:

Divisie Water Apeldoorn

076857283:0.1

Aan:

Kopieën aan:

Willem Kastelein Sjouke Hoekstra

Henk Hazelhorst

DIVISIE WATER

De verbreding van het Slochterdiep wordt bepaald door de waterinlaat vanuit het Eemskanaal. Hiervoor is een verkenning uitgevoerd waarin een aantal scenario’s zijn doorgerekend (memo Arcadis d.d. 7-11-2012). De vaststelling van de benodigde verbreding wordt in deze memo onderbouwd en is gebaseerd op een worstcase benadering waarbij 17 m³/s wordt ingelaten via de Slochtersluis. De waterstanden worden vergeleken met de T100 stochast. Het traject waarover de verbreding onderzocht is, is weergegeven in onderstaand figuur.

Pagina

1/6

De verbreding is in het Sobek-model opgenomen tot aan de aftakking waar de berging Meerstad uit het systeem verwijderd wordt, dat wil zeggen tot aan de locatie van de huidige roeibaan. De mate van verbreding is beoordeeld door middel van een Sobek-model. Hierin is opgenomen een inlaat van 17 m³/s via de Slochtersluis. De waterberging Meerstad is opgenomen voor 10 m³/s en om te hoge waterstanden te voorkomen zijn de gemalen in capaciteit gereduceerd. Gemaal

Reductie

De Borg

-3.67

Lageland

-1.67

Woudbloem

-4.5 m³/s

De reductie van gemaal Woudbloem is nodig aangezien anders opstuwing benedenstrooms optreedt waardoor de waterstanden alsnog te ver oplopen. Verbreding Nadat in eerste instantie met een profiel dat 10 meter breder is gerekend, is dit verkleind tot 7 meter verbreding. Bij deze afmetingen blijven de effecten beperkt tot maximaal enkele centimeters. Door het plotseling in- en uitschakelen van de aanvoer en de reductie komen in de modelberekening pieken voor die bij een meer gelijkmatige toe- of afname veel lager zijn: TeeChart

TeeChart

-0.4

-0.4

-0.45

-0.45

-0.5

-0.5

-0.55

-0.55

-0.6

-0.6

-0.65

-0.65

-0.7 5-1-2022

6-1-2022

7-1-2022

8-1-2022

-0.7

9-1-2022 5-1-2022

5-1-2022 6-1-2022 6-1-2022 7-1-2022 7-1-2022 8-1-2022 8-1-2022 9-1-2022 9-1-2022 10-1-2022

Figuur 1: pieken door reductie: links bij instantaan inschakelen, rechts bij lineair inschakelen in 5 minuten; locatie halverwege de borgsloot. In de berekening met verbreding is de inschakeling van de Borg dan ook opgenomen volgens de rechter figuur. Vervolgens is onderzocht hoeveel verbreding van het profiel minimaal noodzakelijk is.

Ons kenmerk:

Pagina

076857283:0.1

2/6

Onderstaande berekeningen zijn uitgevoerd: § verbreding 10 meter § verbreding 7 meter § verbreding 6 meter § verbreding 5 meter § verbreding 3 meter Deze verbreding levert de volgende waterstanden op in de Borgsloot en in het Slochterdiep. Resultaat berekening bij verschillende profielbreedte Verbreding 3m Verbreding 5m Verbreding 6m Verbreding 7m Verbreding 10m ref erentie

waterpeil in m tov NAP

-0.55

-0.6

-0.65

6-1-2022 00:00

6-1-2022 12:00

7-1-2022 00:00

7-1-2022 12:00

8-1-2022 00:00

8-1-2022 12:00

9-1-2022 00:00

Figuur 2: waterstandsverloop bij verschillende verbreding in de Borgsloot.

Ons kenmerk:

Pagina

076857283:0.1

3/6

Resultaat berekening bij verschillende profielbreedte -0.6

waterpeil in m tov NAP

Referentie verbreding 3 meter verbreding 5 meter verbreding 6 meter verbreding 7 meter verbreding 10 meter

-0.65

-0.7 5-1-2022 18:00

6-1-2022 00:00

6-1-2022 06:00

6-1-2022 12:00

6-1-2022 18:00

7-1-2022 00:00

7-1-2022 06:00

7-1-2022 12:00

7-1-2022 18:00

8-1-2022 00:00

8-1-2022 06:00

Figuur 3: waterstand verloop in het Slochterdiep bij verschillende verbreding. Voor het Slochterdiep zou een verbreding van minimaal 6 meter voldoen. Echter de waterstanden in de Borgsloot lopen dan hoger op dan de referentiewaterstand. Bij een verbreding van 7 meter zijn de berekende waterstanden in de Borgsloot nog circa 2 centimeter hoger dan bij de referentiesituatie. Een verbreding met 7 meter is als uitgangspunt gekozen, als een hogere marge in de waterstand in de Borgsloot mogelijk blijkt kan in het Slochterdiep ook met een verbreding van 6 of zelf 5 meter volstaan worden. Vooralsnog wordt uitgegaan van een “worstcase” scenario zodat de marges in het systeem maximaal gehandhaafd blijven. In een lengteprofiel van de Borg tot aan het afwateringskanaal ziet het verschil in waterstand er bij de gekozen verbreding als volgt uit:

De blauwe lijn is de nieuwe situatie bij een profiel van 7 m verbreding, de rode lijn de referentiesituatie. Van de verhoging bij de Borg (links in de figuur) is in het figuur (op de volgende pagina) het verloop in de tijd weergegeven.

Ons kenmerk:

Pagina

076857283:0.1

4/6

TeeChart -0.55 w _15_6, C26 F7:Waterlevel max. (m AD) w _15_6, C24 F7:Waterlevel max. (m AD)

-0.6

-0.65

-0.7

-0.75

-0.8

5-1-2022 5-1-2022 6-1-2022 6-1-2022

7-1-2022 7-1-2022 8-1-2022 8-1-2022 9-1-2022 9-1-2022

De ruimtelijke verdeling van de waterstandverschillen is gegeven in onderstaand figuur. Hierin is te zien dat het effect beperkt blijft tot ca. 3 centimeter verhoging in de Borgsloot tot 6 centimeter verlaging stroomafwaarts van gemaal Woudbloem.

Ons kenmerk:

Pagina

076857283:0.1

5/6

Profielen Het profiel dat gebruikt is in de berekening is in het model opgenomen vanaf de sluis tot de roeibaan. In onderstaande figuur zijn de bestaande en toekomstige profielen gegeven. 0

Z in m tov NAP

-0,5

Dwarsprofiel 20070613-1 1MUG-1

-1

Dwarsprofiel 20070613-2 1MUG-2

-1,5 -2

verbreed +7

-2,5 verbreed +10

-3 0

5

10

15

20

25

30

35

breedte in m

Conclusie Een verbreding van het profiel van het Slochterdiep tot 27,3 meter aan de insteek (7 meter verbreding) in combinatie met de reductie van poldergemalen leidt bij inlaat van 17 m³/s en berging van 10 m³/s tot waterstanden in het meest bovenstroomse deel die vrijwel overeen komen met de maximale waterstand van de T100 stochast. Meer benedenstrooms leidt de reductie van gemaal Woudbloem tot waterstanden die tot zes centimeter lager zijn dan de waterstanden van de T100 stochast.

Ons kenmerk:

Pagina

076857283:0.1

6/6


Bijlage 4


Tekening rioolpersleiding t.p.v. kruising Slochterdiep

ARCADIS


ARCADIS



Bijlage 5


Verificatiematrix

ARCADIS


ARCADIS


Mogelijkheden waterdoorvoer vanuit Eemskanaal via Slochterdiep naar Meerstad Verificatiematrix concept-fase C01022.100280.0100

F.1, betrouwbaarheid waterkering F.2, handhaven wegverbinding

F.3, handhaven scheepvaartverbinding

F.4, waterinlaat droge periodes F.5, capaciteit 2,1 - 2,3 mln m3 in 48 uur


S2: Aangepaste Slochtersluis, verbreding Slochterdiep noorden zuidzijde

N1: Parallelle inlaat, verbreding Slochterdiep zuidzijde

N2: Parallelle inlaat,, verbreding Slochterdiep noorden zuidzijde



W1: Inlaat via waterbergingsgebied, groot

W2: Inlaat via waterbergingsgebied, middelgroot


Voldoet, mits aangepaste delen constructie voldoen

Voldoet, mits aangepaste delen constructie voldoen

Voldoet, mits daarop is gedimensioneerd







Voldoet, geen wijziging tov bestaande situatie

Voldoet, geen wijziging tov Voldoet, mits daarop is ontworpen en Voldoet, mits daarop is ontworpen en Voldoet, mits daarop is ontworpen en Voldoet, mits daarop is ontworpen en Voldoet, mits daarop is ontworpen en Voldoet, mits daarop is ontworpen en Voldoet, mits daarop is ontworpen en bestaande situatie gedimensioneerd gedimensioneerd gedimensioneerd gedimensioneerd gedimensioneerd gedimensioneerd gedimensioneerd

Voldoet, mits vul- en ledigsysteem voor scheepvaart wordt aangepast

Voldoet, mits vul- en ledigsysteem voor scheepvaart wordt aangepast








Voldoet

Voldoet

Voldoet, geen wijziging bestaande situatie







Voldoet, zie bijlage 1









Voldoet. Onder reguliere Voldoet. Onder reguliere Voldoet. Onder reguliere omstandigheden geen wijziging. omstandigheden geen wijziging. omstandigheden geen wijziging. Noodwaterberging 1/100 jr levert op Noodwaterberging 1/100 jr levert op Noodwaterberging 1/100 jr levert op dat moment agrarische schade op dat moment agrarische schade op dat moment agrarische schade op die wordt vergoed die wordt vergoed die wordt vergoed

F.5, Landbouwfunctie huidige agrarische percelen







F.6, woonfunctie huidige woningen Slochtersluis





Voldoet, bij sluiswachterswoning ontwerp oever zijtak aanpassen op woning





Voldoet na afkorting damwand kuip en bodemberscherming





Voldoet, mits ontwerp overkluizing t.p.v. nieuwe kade voldoende gedimensioneerd.




A.1, constructieve betrouwbaarheid Bouwbesluit

Voldoet, woelbak en bodembescherming aangebracht Slochterdiep


Voldoet mits daarop ontworpen. Let op ontvangbed en stortebed







A.2, betrouwbaarheid sluiting

Voldoet mits ontworpen op betrouwbaar sluiten onder verval









A.3, constructieve betrouwbaarheid Leidraad Regionale Keringen










F.7, leidingintegriteit / leveringszekerheid rioolpersleiding

A.4, beschikbaarheid waterinlaat

PM

PM

PM

PM

PM

PM

PM

PM

PM

A.5, starten inlaat onder verval

Voldoet mits daarop ontworpen









A.6, regeling debiet in stappen










Niet beschouwd

Niet beschouwd

Niet beschouwd

Niet beschouwd

Niet beschouwd

Niet beschouwd

Niet beschouwd

Niet beschouwd

Niet beschouwd

A.12 Vertroebeling

Voldoet

Voldoet

Voldoet

Voldoet

Voldoet

Voldoet




Totaaloordeel

Voldoet

Voldoet

Voldoet

Voldoet

Voldoet

Voldoet

Voldoet

Voldoet

Voldoet

A.7 tm A.11 zijn PM

076862208:0.13


Bijlage 6


Beoordelingsmatrix

ARCADIS


ARCADIS


Mogelijkheden waterdoorvoer vanuit Eemskanaal via Slochterdiep naar Meerstad Beoordelingsmatrix concept-fase C01022.100280.0100










Kosten (mln € exclusief BTW)

1,8

1,7

2,7

2,5

1,7

2,0

2,9

2,3

2,0

Soberheid / kosteneffectiviteit

sober

sober

niet sober

niet sober

sober

sober

niet sober

sober

sober

Kansen ecologische verbinding via nieuwe duiker

Ecologische winst

Toepassing van 60.000 m3 baggerspecie Extra waterberging van circa 250.000 m3

Hergebruik van afvalstoffen Waterberging

Toepassing van 80.000 m3 Toepassing van 40.000 m3 baggerspecie baggerspecie Extra waterberging van circa Extra waterberging van circa 50.000 3 150.000 m m3

Opschaling mogelijk naar 3 mln m3 in 48 uur

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

Eenvoud van inzetbaarheid (ook als de inzet over 50 of 100 jaar plaatsvindt), waarbij alle onderdelen beschikbaar, vindbaar en operationeel zijn

goed

goed

goed

goed

goed

goed

goed

goed

goed

Traploos regelbaar Afsluiting wegen 1/100 jr

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

geen afsluiting

geen afsluiting

geen afsluiting

geen afsluiting

mogelijk 1 weg afgesloten





planologische maatregel nodig


m.e.r. traject noodzakelijk



geen aanpassingen toegestaan in dijk Eemskanaal

geen aanpassingen toegestaan in dijk Eemskanaal




Vrijwilligheid grondverwerving

Risico's voorbereiding

probleem te verwachten

resultaat inspectie: kolkvloer, wanden en sluishoofden niet in goede staat --> hogere kosten nieuwe sluisbodem nodig

resultaat inspectie: kolkvloer, geen aapassingen toegestaan in dijk geen aapassingen toegestaan in dijk wanden en sluishoofden niet in Eemskanaal Eemskanaal goede staat --> hogere kosten nieuwe sluisbodem nodig

aangepassing deuren niet mogelijk -- aangepassing deuren niet mogelijk -> nieuwe deuren deuren nodig > nieuwe deuren deuren nodig

Risico's realisatie

Risico's tijdens inzet

076862208:0.13

Te grote trillingen in sluisdeuren. Aanpassingen ontwerp kan tot hogere kosten leiden

Te grote trillingen in sluisdeuren. Aanpassingen ontwerp kan tot hogere kosten leiden

Sponningen van schotbalken (terugvalscenario) kunnen krachten niet aan --> aanpssingen leiden tot hogere kosten.

Sponningen van schotbalken (terugvalscenario) kunnen krachten niet aan --> aanpssingen leiden tot hogere kosten.

ophanging zwaardere deuren niet mogelijk--> aanpassing sluishoofd nodig

ophanging zwaardere deuren niet mogelijk--> aanpassing sluishoofd nodig

geen aapassingen toegestaan in dijk geen aapassingen toegestaan in dijk geen aapassingen toegestaan in dijk Eemskanaal Eemskanaal Eemskanaal

bezwijken sluishoofd

bezwijken sluishoofd

kabels en leidingen

kabels en leidingen

kabels en leidingen

kabels en leidingen

kabels en leidingen

kabels en leidingen

kabels en leidingen

afkorten damwandkuip --> schade aan rioolleiding





schade rioolpersleiding t.p.v. overkluizing tijdens uitvoering




Te grote trillingen in sluisdeuren

Te grote trillingen in sluisdeuren

rioolleiding niet bereikbaar bij stortingen an rioolleiding




Bijlage 7


Kostenraming

ARCADIS


ARCADIS


Mogelijkheden waterdoorvoer vanuit Eemskanaal via Slochterdiep naar Meerstad Specificatie kosten conceptfase C01022.100280.0100

Aanpassing Slochtersluis



450.000

450.000



1.350.000

1.350.000

200.000

320.000

160.000

30.000

0

30.000

20.000

Inlaatwerk Inlaatwerk + Leiding






600.000

600.000

600.000

600.000

600.000

270.000

270.000

270.000

270.000

160.000

160.000

160.000

160.000

160.000

20.000

10.000

10.000

10.000

10.000

10.000

20.000

20.000

150.000

150.000

150.000

150.000

150.000

Aanleg zijtak (watergang, kade + bodembescherming

70.000

160.000

Gemaaltje t.b.v. twee percelen bij sluis

15.000

30.000

Aankoopkosten grond zijtak

50.000

25.000

1.000

1.000

15.000

pm

pm

pm

65.000

80.000

40.000

Uitlaatwerk Woelbak en bodembescherming

240.000

Inrichting kade Slochterdiep noordzijde (100 m, 15 m breed), incl aankoop grond Vestigen zakelijk recht leiding + inlaatwerk + uitlaatwerk

20.000

Damwand nabij weg Slochterdiep

Aankoop camping Sloop gebouwen camping Terugverdienen verkoop gebouw

320.000

0

320.000

0

50.000

0

50.000

0

-100.000

0

-100.000

150.000

Bijz. kosten Waterkering camping

Afkorten damwand rioolleiding / bodembescherming

0 150.000

300.000

300.000

300.000

300.000

300.000

Verplaatsen kade zuidzijde, traject camping inlaat Woldmeer

75.000

75.000

75.000

75.000

75.000

75.000

Aankoopkosten grond t.b.v. verbreding

25.000

25.000

25.000

25.000

25.000

25.000

650.000

Afwaardering woonboerderij tot landbouwwaarde Inrichting baggerdepot (PM, was ook nodig geweest als er een laagggelegen landbouwperceel mee was opgehoogd) Extra bewerking baggerspecie (€ 1,0/m3) Herprofileren baggerspecie tot kade (€ 4,5/m3) Monitoring zettingen Overkluizing rioolpersleiding t.p.v. nieuwe kade

285.000

360.000

185.000

25.000

50.000

50.000

50.000

215.000

215.000

215.000

215.000

30.000

20.000

20.000

Ophoging weg Eemskanaal zz (plaatselijk bij aansluitign nieuwe kade)

Kabels en leidingen

Risico en onvoorzien

Totaal

076862208:0.13

1.000

1.000

5.000

5.000

25.000

10.000

40.000

40.000

40.000

475.000

440.000

355.000

320.000

225.000

265.000

380.000

295.000

265.000

1.836.000

1.691.000

2.720.000

2.455.000

1.725.000

2.020.000

2.906.000

2.251.000

2.020.000


Colofon NOTITIE MOGELIJKHEDEN WATERDOORVOER VANUIT EEMSKANAAL VIA SLOCHTERDIEP NAAR MEERSTAD OPDRACHTGEVER: Waterschap Hunze en Aa's

STATUS: Definitief

AUTEUR: ing. H.J. Hazelhorst

GECONTROLEERD DOOR: ir. F.V. Lenting

VRIJGEGEVEN DOOR: ing. H.J. Hazelhorst 5 april 2013 076862205:B

ARCADIS NEDERLAND BV Zendmastweg 19 Postbus 63 9400 AB Assen Tel 0592 392 111 Fax 0592 353 112 www.arcadis.nl Handelsregister 9036504

©ARCADIS. Alle rechten voorbehouden. Behoudens uitzonderingen door de wet gesteld, mag zonder schriftelijke toestemming van de rechthebbenden niets uit dit document worden verveelvoudigd en/of openbaar worden gemaakt door middel van druk, fotokopie, digitale reproductie of anderszins.


ARCADIS

NOTITIE MOGELIJKHEDEN WATERDOORVOER VANUIT EEMSKANAAL VIA SLOCHTERDIEP NAAR MEERSTAD

Recommend Documents