Doelbereik Twee Veiligheidsstrategieën Deltaprogramma Waddengebied

download Doelbereik Twee Veiligheidsstrategieën Deltaprogramma Waddengebied

of 13

Transcript of Doelbereik Twee Veiligheidsstrategieën Deltaprogramma Waddengebied

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    1/13

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    2/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    2/13

    1.3 LeeswijzerIn het volgende hoofdstuk wordt de aanpak voor de bepaling van het doelbereik van de

    veiligheidsstrategien beschreven. In het derde hoofdstuk worden per veiligheidsstrategie het

    doelbereik gepresenteerd. Dit memo sluit af met conclusies en aanbevelingen ten aanzien van

    de veiligheidsstrategien.

    2 Aanpak

    De evaluatie van het doelbereik van veiligheidsstrategien wordt uitgevoerd met behulp van

    hetzelfde instrumentarium als waarmee de toekomstige veiligheidsopgave is bepaald. Vooreen beschrijving van dit instrumentarium wordt verwezen naar Deltares (2012). Bij de bepaling

    van de toekomstige veiligheidsopgave is uitgegaan van een standaard profiel (1:4 buitentalud

    en een ruwheidscofficint van 1,0). Door de eigenschappen van dit gehanteerde profiel te

    veranderen kan het doelbereik van de veiligheidsstrategien worden bepaald. Hierbij worden

    onderstaande stappen doorlopen.

    Veiligheidsstrategie: Flauwer buitentalud

    Het doelbereik van de veiligheidsstrategie bestaande uit een flauwer buitentalud kan worden

    bepaald door (per klimaatscenario) het verschil te bepalen tussen de benodigde kruinhoogte bij

    een standaard profiel en de benodigde kruinhoogte bij een flauwer buitentalud. Hiervoor zijn de

    volgende stappen benodigd:

    Stel een typisch (enkelvoudig) profiel samen waarin de helling van het buitentalud flauweris: voor deze studie is taludhelling 1:7 gehanteerd.

    Bepaal de benodigde kruinhoogte in geval van toepassing van flauwer talud voor alle

    harde keringen in het Waddengebied op basis van de hydraulische belasting zoals

    bepaald in Deltares (2012) voor verschillende klimaatscenarios.

    Bepaal het verschil van de bovengenoemde berekening met de reeds uitgevoerde

    berekeningen voor verschillende klimaatscenarios, waarmee de invloed van een flauwer

    talud in beeld wordt gebracht (zonder rekening te houden met de huidige overhoogte:

    dijken worden verondersteld exact op orde te zijn).

    Veiligheidsstrategie: Verruwing buitentalud

    Voor de bepaling van het doelbereik van de veiligheidsstrategie Verruwing buitentalud geldt

    dat een vergelijkbare procedure gevolgd kan worden als beschreven voor bepaling doelbereik

    Flauwer buitentalud. Verschil met de bovenstaand beschreven aanpak is dat nu de ruwheid

    van het talud dusdanig gevarieerd wordt dat de veiligheidsopgave gecompenseerd wordt. De

    hiervoor benodigde verruwing van het buitentalud is een indicatie van het doelbereik van deze

    strategie.

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    3/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    3/13

    3 Resultaten

    3.1 Veiligheidsstrategie Flauwer buitentalud

    Conform de aanpak geschetst in de voorgaande sectie is het doelbereik van het toepassen

    van een flauwer buitentalud op de benodigde kruinhoogte onderzocht voor alle harde keringen

    in het Waddengebied. Het doelbereik is vastgesteld voor de 14 scenarios zoals beschreven in

    Deltares (2012). In dit memo worden de resultaten voor de drie relevante zeespiegelstijging-

    scenarios (0,15 m, 0,35 m en 0,85 m) gepresenteerd. Voor de resultaten voor overige

    scenarios wordt verwezen naar de bij dit memo behorende KMZ-file. De resultaten van de

    berekeningen worden op twee wijzen gepresenteerd: (i) doelbereik (effect op benodigdekruinhoogte) en daarnaast het verwachtte extra ruimtebeslag als gevolg van het toepassen van

    een flauwer buitentalud.

    3.1.1 Klimaatscenario 0,15 meter zeespiegelstijging

    In Figuur 3.1 is het resultaat van de berekening te zien voor een klimaatscenario met 0,15 m

    zeespiegelstijging. In deze afbeelding is per dijkvak de extra benodigde kruinhoogte

    gepresenteerd rekening houdend met zeespiegelstijging van 0,15 meter en overgang van 1:4

    naar 1:7 buitentalud. Een negatieve waarde betekent dat er meer reductie plaats vindt dan

    nodig is om de klimaatverandering te compenseren.

    De afbeelding laat duidelijk zien dat voor gebieden waarvoor geldt dat golfbelasting een grote

    bijdrage levert aan het belastingniveau, bijvoorbeeld achter zeegaten, het effect van hetverflauwen van het buitentalud het sterkst is. Voor meer afgeschermde gebieden, bijvoorbeeld

    achter de eilanden, geldt dat het effect van het verflauwen van het buitentalud minder sterk is.

    In sommige gevallen, zoals bijvoorbeeld Waddenzeezijde Texel, geldt zelfs dat het effect van

    het verflauwen van het talud onvoldoende is om zeespiegelstijging te compenseren.

    Figuur 3.1 Doelbereik Flauwer buitentalud voor 0,15 meter zeespiegelstijging

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    4/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    4/13

    De resultaten zijn eveneens gebundeld in een histogram, zoals weergegeven in Figuur 3.2. Deafbeelding laat per klasse van extra benodigde kruinhoogte het aantal kilometers dijk zien dat

    hierin valt. Te zien is dat slechts een beperkt aantal kilometers (orde 1 kilometer) niet gevoelig

    is voor de transitie van een 1:4 naar 1:7 buitentalud en ondanks de overgang naar een 1:7

    talud toch nog extra kruinhoogte behoeft. Echter, voor het overgrote deel van het

    Waddengebied is de kruinverlaging als gevolg van de overstap naar een 1:7 talud vele malen

    groter dan de extra benodigde kruinhoogte als gevolg van zeespiegelstijging. Het toepassen

    van een flauwer talud als veiligheidsstrategie wordt in geval van 0,15 meter zeespiegelstijging

    dan ook als effectieve optie gezien. Voor de meeste dijken is het effect van deze maatregel

    zelfs ruimschoots meer dan strikt noodzakelijk voor compensatie van het effect van

    zeespiegelstijging.

    Figuur 3.2 Aantal kilometers dijk dat een bepaalde additionele kruinhoogte nodig heeft met inachtneming van

    0,15 meter zeespiegelstijging en transitie naar 1:7 buitentalud. Negatieve waarden betekenen dat er na

    overgang naar 1:7 talud sprake is van overhoogte.

    Het overstappen van een 1:4 buitentalud naar een 1:7 buitentalud gaat uiteraard gepaard met

    een extra ruimtebeslag. Dit extra ruimtebeslag is weergegeven in Figuur 3.3, waarin per klasse

    ruimtebeslag het aantal kilometer dijk dat hierbinnen valt is weergegeven. Te zien is dat

    gemiddeld over het hele Waddengebied sprake is van extra ruimtebeslag van circa 20 meter,

    met een maximaal additioneel ruimtebeslag van orde 30 meter.

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    5/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    5/13

    Figuur 3.3 Histogram aantal kilometers dijk als functie van de benodigde zeewaartse verplaatsing van de

    teen van de dijk, gegeven een zeespiegelstijging van 0,15 meter en de transitie van 1:4 naar 1:7 buitentalud

    3.1.2 Klimaatscenario 0,35 meter zeespiegelstijging

    Evenals voor het voorgaande scenario is voor het scenario met een zeespiegelstijging van

    0,35 meter de extra benodigde kruinhoogte berekend met inachtneming van het toepassen van

    een 1:7 buitentalud in plaats van een 1:4 talud. Figuur 3.4 geeft het histogram met de

    berekende kilometers dijk per klasse van extra benodigde kruinhoogte. Bij een vergelijking van

    de resultaten met de resultaten geassocieerd met 0,15 meter zeespiegelstijging is te zien dat

    de verschillen beperkt zijn. Het aantal dijkvakken dat geen (of nauwelijks) baat heeft van de

    toepassing van 1:7 taluds is gelijkwaardig. Dit betekent dat het toepassen van een 1:7 talud

    voor het overgrote deel van het Waddengebied de effecten van zeespiegelstijging kan

    compenseren. Voor 0,35 meter zeespiegelstijging behaalt de veiligheidsstrategie Flauwer

    buitentalud dan ook zijn doel.

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    6/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    6/13

    Figuur 3.4 Aantal kilometers dijk dat een bepaalde additionele kruinhoogte nodig heeft met inachtneming van

    0,35 meter zeespiegelstijging en transitie naar 1:7 buitentalud. Negatieve waarde betekent dat er na overgang

    naar 1:7 talud sprake is van overhoogte.

    3.1.3 Klimaatscenario 0,85 meter zeespiegelstijging

    Het laatste te beschouwen scenario in dit memo heeft betrekking op het scenario met een

    zeespiegelstijging van 0,85 meter. De resultaten voor dit scenario zijn samengevat in Figuur

    3.5. Hierin is te zien dat het aantal kilometers dijk dat nog steeds een hoogtetekort zou hebben

    na toepassen van een 1:7 talud is toegenomen (al is dat beperkt in de orde van enkele

    kilometers). Dit is conform verwachting omdat voor sommige locaties de belasting dusdanig

    hoog is geworden dat deze niet meer met een 1:7 talud gecompenseerd kan worden. Het gaat

    hierbij specifiek om dijkvakken aan de Waddenzeezijde van Terschelling (naast de reeds

    gedentificeerde dijkvakken aan de Waddenzeezijde van Texel).

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    7/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    7/13

    Figuur 3.5 Aantal kilometers dijk dat een bepaalde additionele kruinhoogte nodig heeft met inachtneming van

    0,85 meter zeespiegelstijging en transitie naar 1:7 buitentalud. Negatieve waarden betekenen dat er na

    overgang naar 1:7 talud sprake is van overhoogte.

    Ondanks deze extra dijkvakken waarvoor deze veiligheidsstrategie zijn doel niet bereikt, wordt

    gesteld dat de veiligheidsstrategie Flauwere buitentaluds zeer effectief blijkt te zijn voor alle

    overige dijkvakken in geval van een zeespiegelstijging van 0,85 meter. Het effect van de

    maatregel is meer dan strikt noodzakelijk om het effect van zeespiegelstijging te compenseren.

    Er kan dan ook overwogen worden om een minder flauw talud te hanteren, bijvoorbeeld 1:5 of

    1:6. Het toepassen van een 1:7 talud gaat immers wel ten koste van enig ruimtebeslag (order

    25 meter), zoals weergegeven in Figuur 3.6.

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    8/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    8/13

    Figuur 3.6 Histogram aantal kilometers dijk als functie van de benodigde zeewaartse verplaatsing van de

    teen van de dijk, gegeven een zeespiegelstijging van 0,85 meter en de transitie van 1:4 naar 1:7 buitentalud

    3.2 Veiligheidsstrategie Verruwing buitentalud

    Conform de aanpak geschetst in de voorgaande sectie is het doelbereik van het toepassen

    van verruwing van het buitentalud op de benodigde kruinhoogte onderzocht voor alle harde

    keringen in het Waddengebied. Het doelbereik is vastgesteld voor de 14 scenarios zoals

    beschreven in Deltares (2012). In dit memo worden de resultaten voor de drie relevante

    zeespiegelstijging-scenarios (0,15 meter, 0,35 meter en 0,85 meter ten opzichte van 1990)

    gepresenteerd. Voor de resultaten voor overige scenarios wordt verwezen naar de bij dit

    memo behorende KMZ-file.

    Ten behoeve van de interpretatie van de resultaten is een tabel met de ruwheidswaarde voor

    verschillende bekledingstypen opgenomen in Figuur 3.7.

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    9/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    9/13

    Figuur 3.7 Ruwheidscofficinten voor typische bekledingstypen

    3.2.1 Klimaatscenario 0,15 meter zeespiegelstijging

    Voor het klimaatscenario met zeespiegelstijging van 0,15 meter is gezocht naar een

    ruwheidscofficint welke het effect van de zeespiegelstijging op de benodigde kruinhoogtecompenseert. Hierbij geldt dat de referentieberekening is uitgegaan van een

    ruwheidscofficint van 1.0, wat overeen komt met gras of asfalt. Figuur 3.8 laat zien hoeveel

    kilometer dijkvak een aangepaste ruwheid dient te hebben om het effect van zeespiegelstijging

    te kunnen compenseren. Voor het overgrote deel van het Waddengebied geldt dat met het

    verruwen van het buitentalud van 1.0 naar orde 0.85 de extra benodigde kruinhoogte als

    gevolg van zeespiegelstijging kan worden gecompenseerd. Conform de tabel gepresenteerd in

    Figuur 3.7 betekent dit dat de aanwezige grasmat vervangen dient te worden door elementen

    met een ruwheid dat vergelijkbaar is met een ruwe steenbekleding (niet noodzakelijkerwijs

    daadwerkelijk steenbekleding).

    Voor een beperkt aantal dijksecties geldt dat een zeer lage ruwheidscofficint benodigd is(orde 0,6) om een zeespiegelstijging van 0,15 meter te kunnen compenseren (Waddenzeezijde

    Texel en Terschelling). Een dergelijke waarde voor de ruwheidscofficint wordt als niet

    realistisch beoordeeld. Dit betekent feitelijk dat de belasting niet wordt gevormd door

    golfcondities, maar door waterstanden. Voor deze locaties heeft het toepassen van de

    veiligheidsstrategie verruwen buitentalud geen toegevoegde waarde.

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    10/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    10/13

    Figuur 3.8 Aantal kilometers met benodigde ruwheid om gesteld te staan voor zeespiegelstijging van 0,15

    meter.

    3.2.2 Klimaatscenario 0,35 meter zeespiegelstijging

    Evenals voor het klimaatscenario met 0,15 meter zeespiegelstijging is voor het klimaatscenario

    met een zeespiegelstijging van 0,35 meter de benodigde ruwheid bepaald om de gevolgen van

    dergelijke zeespiegelstijging op de kruinhoogte te kunnen compenseren. Het resultaat hiervan

    is gepresenteerd in Figuur 3.9.

    Figuur 3.9 laat duidelijk zien dat er fors lagere ruwheden gerealiseerd dienen te worden

    teneinde de consequenties van 0,35 meter zeespiegelstijging voor de kruinhoogte te kunnen

    compenseren. Voor grote delen van het Waddengebied dient een ruwheid tot wel 0,75 te

    worden gerealiseerd, zie Figuur 3.10. Het realiseren van een dergelijk ruw talud is technisch

    mogelijk (onder andere door toepassing van specifieke bekledingstypen), maar wordt als

    uitdagend beschouwd vanwege kosteneffectiviteit, landschappelijke inpassing en ecologische

    randvoorwaarden. Mogelijk leidt een combinatie met andere veiligheidsstrategien (zoals

    verflauwen buitentalud) tot eenvoudigere oplossingen.

    Voor de overige delen (specifiek de Friese Kust, zie Figuur 3.10) dient een ruwheid van 0,75 of

    lager te worden gerealiseerd, wat als niet zeer realistisch wordt beoordeeld. Op basis van het

    bovenstaande wordt het doelbereik van deze strategie voor een zeespiegelstijging van 0,35

    meter voor grote delen van het Waddengebied als voldoende beoordeeld. Voor een beperktaantal dijkvakken geldt dat het doelbereik van deze strategie onvoldoende is.

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    11/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    11/13

    Figuur 3.9 Aantal kilometers met benodigde ruwheid om gesteld te staan voor zeespiegelstijging van 0,35

    meter.

    Figuur 3.10 Ruimtelijke verdeling benodigde ruwheid voor compensatie 0,35 meter zeespiegelstijging

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    12/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    12/13

    3.2.3 Klimaatscenario 0,85 meter zeespiegelstijgingTot slot is onderzocht welke taludruwheid aanwezig dient te zijn op de dijkvakken teneinde de

    consequenties van 0,85 meter zeespiegelstijging op de kruinhoogte te kunnen compenseren.

    De resulterende ruwheden zijn gepresenteerd in Figuur 3.11. Zoals te zien is in de figuur, dient

    voor alle dijkvakken een ruwheid van 0,8 of lager gerealiseerd te worden, waarbij het overgrote

    deel zelfs een ruwheid kleiner dan 0,6 behoeft. Het is maar zeer de vraag of er een innovatieve

    maatregel denkbaar is waarbij een dergelijke ruwheid (kosteneffectief en landschappelijk

    inpasbaar) gerealiseerd kan worden. Voor een zeespiegelstijging van 0,85 meter is wordt de

    veiligheidsstrategie Verruwing buitentalud als niet haalbaar beoordeeld.

    Figuur 3.11 Aantal kilometers met benodigde ruwheid om gesteld te staan voor zeespiegelstijging van 0,85

    meter.

  • 8/12/2019 Doelbereik Twee Veiligheidsstrategien Deltaprogramma Waddengebied

    13/13

    Datum

    6 mei 2013

    Ons kenmerk

    1206239-000-ZKS-0017

    Pagina

    13/13

    4 Conclusies en aanbevelingen

    In het kader van DP Wadden 2de

    tranche 2012 is een tweetal veiligheidsstrategien beoordeeld

    op doelbereik. Het betreft de strategien (i) verflauwen buitentalud en (ii) verruwen buitentalud.

    Met behulp van het instrumentarium zoals ontwikkeld in het kader van DP Wadden is in het

    kader van het hier beschreven onderzoek het doelbereik van de twee strategien beoordeeld.

    Voor de strategie verflauwen buitentalud geldt als conclusie dat deze in staat is de extra

    benodigde kruinhoogte als gevolg van zeespiegelstijging tot 0,85 meter te compenseren.

    Uitzondering hierop zijn specifieke dijkvakken aan de Waddenzeezijde van Texel enTerschelling waar golfbelasting een beperkt onderdeel is van de totale hydraulische belasting.

    Geconcludeerd wordt dan ook dat de veiligheidsstrategie verflauwen buitentalud voldoende

    doelbereik heeft. Hierbij moet worden opgemerkt dat bij toepassen van deze strategie rekening

    dient te worden gehouden met een additioneel ruimtebeslag van orde 20-30 meter (al dan niet

    aan land- of zeezijde van de dijk).

    Voor de strategie verruwen buitentalud geldt dat deze tot en met zeespiegelstijgingen van

    0,35 meter voor grote delen van het Waddengebied voldoende doelbereik heeft. Echter, voor

    zeespiegelstijging van 0,85 meter is het doelbereik van deze strategie onvoldoende.

    Aanbevolen wordt om deze strategie dan ook toe te passen in combinatie met andere

    strategien.

    5 Referenties

    Deltares (2012). Toekomstige Veiligheidsopgave voor harde keringen in het Waddengebied.

    Deltares rapport 1206239-000-ZKS-0009, versie 2. A.J. Smale en B. Hoonhout. December

    2012.