9V3951.B0/R0002/BJON/ILAN/Rott
INHOUDSOPGAVE Blz.
2 BEPALING POTENTIEEL KANSRIJKE LOCATIES 1 Selectiecriteria
2.3 Analyse meerjarige meetreeksen
Rijkswaterstaat meet niet bij iedere sluis of brug het debiet en het verval cq. de stroomsnelheid. Wel wordt bij vrijwel alle stuwen de waterstand boven- en benedenstrooms gemeten. Per potentieel kansrijke locatie waar meetgegevens beschikbaar waren, is een analyse uitgevoerd. De analyse bestond voor de stuwen en spuisluizen uit het bepalen van de overschrijdingsduur van het verval en/of debiet in dagen per jaar. Voor de bruggen is de overschrijdingsduur bepaald van de stroomsnelheid in uren per dag. Dit kon slechts van drie bruggen, omdat van overige bruggen geen informatie beschikbaar was.
Voor schutsluizen geldt dat er in principe geen of nauwelijks debietfunctie aanwezig is. Of een schutsluis kansrijk is, is mede afhankelijk van de mogelijkheid om een debiet- functie te creëren en het aantal scheepvaartschuttingen door de sluis. Informatie hierover was niet eenvoudig beschikbaar, waardoor schutsluizen verder niet zijn geanalyseerd. In hoofdstuk 6 is daarom wel een beschrijving opgenomen van de mogelijkheden van energieopwekking in schutsluizen.
Tabel 2-4 en Tabel 2-5 geven een overzicht van de periode van de meetreeksen waarop de analyse is gebaseerd. In de volgende paragrafen zijn de resultaten gegeven van de analyse met een toelichting hierbij.
Locatie Periode waterstandsmetingen Periode debietmetingen
Stuw Driel 1993 – 2009 1996 – 2009
Stuw Borgharen 1993 – 2006 1990 – 2008
Stuw Roermond 1990 – 1995 1990 – 2008 (Borgharen)
Stuw Belfeld 1997 – 2002 1990 – 2008 (Borgharen)
Stuw Sambeek 1999 – 2009 1990 – 2008 (Borgharen)
Stuw Grave 1996 – 2009 1996 – 2007 (Lith)
Tabel 2-4: Overzicht periode meetreeksen waterstand en debiet bij stuwen, waarop de analyse is gebaseerd.
Locatie Periode stroomsnelheidmetingen
Spijkenissebrug 2002 – 2008
Alblasserdamsbrug 1998 – 2009
Suurhofbrug 1999 – 2000
Tabel 2-5: Overzicht periode meetreeksen stroomsnelheid bij bruggen, waarop de analyse is gebaseerd.
Waterkracht Deltares
Waterkracht Deltares - 8 - 9V3951.B0
Locatie Periode waterstandsmetingen Periode debietmetingen
Oosterscheldekering 1994 – 2008 n.v.t.
Spuisluizen IJmuiden 1996 – 2008 1990 - 2007
Spuisluizen Den Oever 1994 – 2008 1990 - 2007
Tabel 2-6: Overzicht periode meetreeksen waterstand en debiet bij spuisluizen/keringen, waarop de analyse is gebaseerd.
2.3.1 Stuw Driel – Neder-Rijn
Bij Stuw Driel in de Neder-Rijn wordt zowel de waterstand als het debiet gemeten. Figuur 2-4 en Figuur 2-5 geven de duurlijnen bij Stuw Driel weer voor beide parameters. Uit de duurlijn van het verval blijkt dat de stuw ongeveer 100 dagen per jaar gestreken is. Het verval is dan slecht enkele centimeters.
Duurlijn verval Stuw Driel (periode 1993-2009) 0 50 100 150 200 250 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
Verval [
cm]
Figuur 2-4: Duurlijn verval Stuw Driel.
Duurlijn debiet Stuw Driel (periode 1996-2009) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
De
bie
t [m
3/s]
Figuur 2-5: Duurlijn debiet Stuw Driel.
2.3.2 Stuw Borgharen - Maas
Niet bij iedere stuw in de Maas wordt het debiet gemeten. Daarom is het debiet bij Borgharen representatief gesteld voor Roermond, Belfeld en Sambeek. Voor de volledigheid is daarnaast ook de overschrijdingsduurlijnen van het verval bij Borgharen
Waterkracht Deltares
Waterkracht Deltares - 10 - 9V3951.B0
respectievelijk de overschrijdingsduurlijn weer in dagen per jaar van het verval en het debiet bij Stuw Borgharen.
Duurlijn verval Stuw Borgharen (periode 1993-2006) 0 100 200 300 400 500 600 700 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
Ver
val [
cm
]
Figuur 2-6: Duurlijn verval Stuw Borgharen.
Duurlijn debiet Stuw Borgharen (periode 1990-2008) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
De
bie
t [m
3/s]
Figuur 2-7: Duurlijn debiet Stuw Borgharen.
2.3.3 Stuw Roermond - Maas
Bij Roermond in de Maas wordt alleen de waterstand boven en onder de stuw gemeten en geen debiet. Om wel een indicatie te krijgen van het debiet, is het debiet bij Borgharen representatief gesteld voor Roermond. Figuur 2-8 geeft de duurlijn weer voor het verval bij de Stuw Roermond. Voor het debiet bij Stuw Borgharen wordt verwezen naar Figuur 2-7.
Overschrijdingsduur verval stuw Roermond (1990-1995) 0 100 200 300 400 500 600 700 0 50 100 150 200 250 300 350
Dagen per jaar
Verval [
cm
]
Figuur 2-8: Duurlijn verval Stuw Roermond.
2.3.4 Stuw Belfeld - Maas
Bij Belfeld in de Maas wordt ook alleen de waterstand boven en onder de stuw gemeten en geen debiet. Ook hier is het debiet bij Borgharen representatief gesteld voor Belfeld. Figuur 2-9 geeft de duurlijn weer voor het verval bij de Stuw Belfeld. Voor het debiet bij Borgharen wordt verwezen naar Figuur 2-7.
Duurlijn verval Stuw Belfeld (periode 1997-2002) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
Verval [
cm
]
Figuur 2-9: Duurlijn verval Stuw Belfeld.
2.3.5 Stuw Sambeek - Maas
Ook bij Sambeek waren alleen waterstandsmetingen beschikbaar. Figuur 2-10 geeft de duurlijn bij Sambeek weer. Voor Sambeek is het debiet bij Borgharen representatief verondersteld. Hiervoor wordt verwezen naar Figuur 2-7.
Waterkracht Deltares
Waterkracht Deltares - 12 - 9V3951.B0
Duurlijn verval Stuw Sambeek (periode 1999-2009) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
Verval [
cm
]
Figuur 2-10: Duurlijn verval Stuw Sambeek.
2.3.6 Stuw Grave - Maas
Ook voor Grave geldt dat er wel waterstandmetingen beschikbaar zijn, maar geen debietmetingen. Voor de debietmetingen is gebruik gemaakt van het debiet bij Lith dat 25 kilometer benedenstrooms is gelegen van Grave. Figuur 2-11 geeft de duurlijn van het verval weer bij Stuw Grave, Figuur 2-12 de duurlijn van het debiet bij Lith.
Duurlijn verval Stuw Grave (periode 1996-2009) 0 50 100 150 200 250 300 350 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
Verval [
cm
]
Duurlijn debiet Stuw Lith (periode 1996-2007) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
De
bie
t [m
3/s]
Figuur 2-12: Duurlijn debiet Stuw Lith. 2.3.7 Sluis Heel
Bij Sluis Heel zijn meerjarige waterstandmetingen geanalyseerd over de periode 1996 – 2003. Het is niet bekend wat het debiet is door sluis Heel. De Maasafvoer loopt in principe via de stuw bij Linne. De verwachting is dat het debiet door sluis Heel daarom niet hoog is, maar een en ander is afhankelijk van het aantal scheepvaartschuttingen. Enige energiewinning door het verval over een schutsluis is echter ook mogelijk zonder de eis aan een debietfunctie. Een opmerking hierover wordt geformuleerd in hoofdstuk 4, paragraaf 4.4.
Waterkracht Deltares
Waterkracht Deltares - 14 - 9V3951.B0
Duurlijn verval Sluis Heel (periode 1996-2003) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
Verval [
cm
]
Figuur 2-14: Duurlijn verval Sluis Heel.
2.3.8 Spijkenissebrug - Spui
Bij de Spijkenissebrug over het Spui wordt de stroomsnelheid gemeten. De stroomsnelheden van dit meetstation zijn geanalyseerd, waarbij de duurlijn van de stroomsnelheid is bepaald (Figuur 2-15). Stroomsnelheden groter dan 1 m/s treden ongeveer 12 uur per dag op. Dit is de kritische stroomsnelheid vanaf welk moment een locatie interessant wordt (zie bijlage 1 ‘Overzicht stand van techniek voor kleinschalige waterkracht’ van Royal Haskoning').
Duurlijn stroomsnelheid Spijkenissebrug (periode 2002-2009) -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 5 10 15 20
Overschrijding per dag [uren]
Stroom
snelhei
d [m
/s]
2.3.9 Alblasserdamsebrug - Noord
De stroomsnelheden van de Alblasserdamsebrug over de Noord zijn op dezelfde wijze geanalyseerd en weergegeven in Figuur 2-16. Ook hier geldt dat stroomsnelheden groter dan 1 m/s ongeveer 12 uur per dag optreden.
Duurlijn stroomsnelheid Alblasserdamsebrug (periode 1998-2009) -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 0 5 10 15 20
Overschrijding per dag [uren]
Stroom
snelhei
d [m
/s]
Figuur 2-16: Duurlijn stroomsnelheid Alblasserdamsebrug.
Waterkracht Deltares
Waterkracht Deltares - 16 - 9V3951.B0
2.3.10 Suurhofbrug - Hartelkanaal
Figuur 2-18 geeft de resultaten weer voor de Suurhofbrug gelegen in het Hartelkanaal. De stroomsnelheden in het Hartelkanaal liggen lager dan bij de hierboven besproken locaties. Stroomsnelheden van 1 m/s treden slechts 2 uur per dag op. Hiermee valt deze locatie af als potentieel kansrijk.
Duurlijn stroomsnelheid Suurhofbrug - Hartelkanaal (periode 1999-2000) -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 0 5 10 15 20
Overschrijding per dag [uren]
Stroom
snelhei
d [m
/s]
Figuur 2-18: Duurlijn stroomsnelheid Suurhofbrug.
2.3.11 Oosterscheldekering
De Oosterscheldekering bestaat uit 65 pijlers en 62 openingen. Globaal komt het neer op een breedte per poortje van 42 m. De onderkant van de bovenbalk ligt op 1,0 m+NAP, de hoogte van dorpelbalk varieert van 4,5 tot ruim 10,0 m-NAP.
De stroomsnelheden in de Oosterscheldekering worden niet gemeten en zijn daarom berekend op basis van het verval over de kering. Op de locaties Roompot Binnen en Roompot buiten zijn iedere 10 minuten waterstandsmetingen verricht. De stroomsnelheid in de openingen is vervolgens benaderd door toepassing van de wet van Bernoulli met de formule:
(2
)
v
g h
Dit heeft geresulteerd in een duurlijn van de stroomsnelheid zoals weergegeven in Figuur 2-20. De stroomsnelheden blijken gedurende het overgrote deel van de dag hoger te zijn dan 1 m/s en bijna tweederde van de dag hoger dan 2 m/s.
Duurlijn stroomsnelheid Oosterscheldekering (periode 1994-2008) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20
Overschrijding per dag [uren]
S tr oom sne lhei d [m /s]
Figuur 2-20: Duurlijn stroomsnelheid Oosterscheldekering.
2.3.12 Spuisluizen IJmuiden
Ook voor de spuisluizen in IJmuiden geldt dat er geen stroomsnelheden zijn gemeten. De stroomsnelheden zijn hier tevens bepaald op basis van het verval. Daarnaast is ook het debiet gemeten. Voor zowel de stroomsnelheid als het debiet zijn de duurlijnen berekend per dag en per jaar.
De spuisluis bij IJmuiden bestaat uit 7 kokers. De afmeting van elke koker is 4,80 m x 5,90 m. De kokers bevinden zich te allen tijde onder water. In elke koker bevinden zich 2 stalen schuiven waarmee de afvoer kan worden geregeld. De schuiven worden geopend bij een verval van 15-20 cm en gesloten bij 12 cm om zoutindringing te voorkomen. Bij het berekenen van de stroomsnelheid is hier rekening mee gehouden. Dit veroorzaakt de vrij abrupte knik in het verloop in Figuur 2-21.
Waterkracht Deltares
Waterkracht Deltares - 18 - 9V3951.B0
Figuur 2-22 geeft de overschrijding weer van een bepaald daggemiddeld debiet in aantal dagen per jaar. Uit Figuur 2-21 blijkt dat slechts een paar uur per dag gespuid wordt. Het gemiddelde spuidebiet van dit aantal uren is in Figuur 2-22 als het gemiddelde over 24 uur beschouwd. Beide grafieken mogen daarom niet los van elkaar worden geïnterpreteerd.
Duurlijn stroomsnelheid IJmuiden (periode 1996-2008) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20
Overschrijding per dag [uren]
Str
oomsne
lhe
id [m/
s]
Figuur 2-21: Duurlijn stroomsnelheid IJmuiden.
Duurlijn debiet IJmuiden (periode 1991-2006) 0 50 100 150 200 250 300 350 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
D
ebiet
[m
3/s]
Figuur 2-22: Duurlijn daggemiddeld debiet IJmuiden.
2.3.13 Spuisluizen Afsluitdijk
Op dit moment is een 45 kW Tocardo T50 turbine geïnstalleerd op een proeflocatie in Den Oever (Figuur 2-23). Voor een verdere beschrijving van deze turbine wordt
verwezen naar Annex 1 ‘Overzicht stand van techniek voor kleinschalige waterkracht’ van Royal Haskoning'.
Figuur 2-23: Proeflocatie Tocardo T50 in Den Oever [BRON: WWW.TOCARDO.COM].
De gegevens van Den Oever zijn ondanks de proefopstelling wel geanalyseerd. Ook hier is de stroomsnelheid berekend op basis van het verval.
Duurlijn stroomsnelheid Den Oever (periode 1990-1995) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 5 10 15 20
Overschrijding per dag [uren]
St
rooms
nelheid [m/s]
Waterkracht Deltares
Waterkracht Deltares - 20 - 9V3951.B0
Duurlijn debiet Afsluitdijk (Den Oever) (1990-2007) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 50 100 150 200 250 300 350
Overschrijding per jaar [dagen]
D
ebi
et [m
3/s]
Figuur 2-215: Duurlijn daggemiddeld debiet spuisluizen Den Oever.
Bij Den Oever geldt net als bij IJmuiden dat Figuur 2-25 de overschrijding weergeeft van een bepaald daggemiddeld debiet. Uit Figuur 2-24 blijkt echter dat slechts een paar uur per dag gespuid wordt. Het gemiddelde spuidebiet van dit aantal uren is in Figuur 2-25 als het gemiddelde over 24 uur beschouwd. Beide grafieken mogen daarom niet los van elkaar worden geïnterpreteerd.
In de Afsluitdijk zijn bij Kornwerderzand ook 10 spuikokers aanwezig. De debieten en stroomsnelheden van deze spuisluizen zijn niet geanalyseerd. De verwachting is dat het debiet ongeveer 2/3 van het debiet bij Den Oever zal zijn. Dit is wel afhankelijk van het spuibeheer.
2.4 Conclusie
Voor de geanalyseerde stuwen geldt het volgende:
Stuw Driel in de Neder-Rijn heeft gedurende 200 dagen per jaar een verval groter dan 1 m en een debiet groter dan 200 m3/s.
De stuwen in de Maas hebben allen gedurende 250-300 dagen per jaar een verval groter dan 2,5 m. Het debiet is bovenstrooms in de Maas gedurende 150 dagen per jaar groter dan 200 m3/s. Verder benedenstrooms bij Lith is het debiet groter is gedurende 300 dagen per jaar 200 m3/s beschikbaar.
De stroomsnelheid bij de bruggen is altijd lager dan 2 m/s. Alleen de Alblasserdamsebrug en Spijkenissebrug hebben stroomsnelheden die 12 uur per dag hoger zijn dan 1 m/s.
Voor de spuisluizen geldt dat door het getij slechts een paar uur per dag kan worden gespuid. Bij IJmuiden zijn de stroomsnelheden slechts vier uur per dag hoger dan 2 m/s.
Bij de Oosterscheldekering is het getij juist een voordeel, omdat de stroomsnelheden vrijwel de hele dag hoger zijn dan 1 m/s en 15 uur per dag hoger dan 2 m/s.
3 BEPALING VAN HET POTENTIEEL