TOETSING AANBIEDINGEN STORMVLOEDKERING NIEUWE WATERWEG. ƒ //. >.5VT'KVS»U\V -ril m,15 ^ ^ S f e ^ i

ƒ• / / .>. 5 V T ' K V S » U \ V -ril

,15 ^ ^ S f e ^ £i

m

STOiaiVLOEDKERING NIEUWE WATERWEG INHOOD

bladzijde

1. Inleiding en Samenvatting 2

1.1. Inleiding 2 1.2. Samenvatting 3 2. Beschrijving huidige situatie 6

2.1. Projectgebied 6 2.2. Waterbeweging en morfologie 8

2.3. Scheepvaart en planologie 10

3. Randvoorwaarden en 11 beoordelingscriter ia

3.1. Doelstelling en stormvloed- 11 kering

3.2. Functionele randvoorwaarden 13

3.3. Uitgangspunten 14 3.4. Beoordelingscriteria 16

4. Beschrijving aanbiedingen 17

4.1. Locaties 17 4.2. Sectordeuren (drijvend) 19

4.3. Bodemkleppen (pneumatisch) 22 4.4. Segmentdeuren (rijdend) 25

4.5. Bootdeur 28 4.6. Bodemkleppen (hydraulisch) 31

4.7. Schuifdeuren 34 5. Globale beoordeling ontwerpen 37

5.1 Ontwerpfilosofie 37 5.2 Ontwerpbelastingen 39 5.3 Beoordeling hoofdonderdelen 41

bladzijde Vergelijking alternatieven

6.1.

6.2.

6.3.

6.4.

6.5.

6.6 6.7.

Waterstanden Scheepvaart

Waterbeweging en morfologie Milieu en planologie

Bedr ij fszekerheid (faalkansanalyse) Beheersvrijheid, flexi- biliteit en onderhoud Bouw en tijdschema

44 44 48 51 52 53 57 59

TOETSING AANBIEDINGEN

STORMVLOEDKERING NIEUWE WATERWEG

Vastgesteld te Utrecht op 2 november 1987.

De toetsingsgroep,

i r . H. van Dijk

P r o f . i r . S. Hengst

i r . E. Horvath

i r . J . C . Huis in ' t Veld

i r . W. de Jong

i r . A. Paape

P r o f . d r . i n g . J . Scheer

i r . E. Ypey

I. Uli> ^{CUj^}

1. INLEIDING EN SAMENVATTING 1.1. Inleiding

Op 1 oktober 1987 zijn bij de Commis- sie Studie Stormvloedkering Nieuwe Wa- terweg (CSW) een aantal ontwerpen, incl. prijsaanbiedingen voor de uit- voering, ingediend voor een stormvloed- kering in de Nieuwe Waterweg. Op ver- zoek van en in overleg met de CSW heeft een aantal deskundigen de kwaliteit van de ontwerpen getoetst. In dit rapport zijn de bevindingen van deze toetsing neergelegd.

De zgn. toetsingsgroep bestond uit de volgende leden:

1. ir. H. van Dijk

tot juni 1987 hoofd van de afdeling Waterbouw en directie-adviseur van Gemeentewerken Rotterdam, thans met VUT;

2. prof. ir. S. Hengst

hoogleraar werfinrichting en werfbe- drijf van de Faculteit Werktuigbouw- kunde en Maritieme Techniek van de T.U. Delft;

3. ir. E. Horvath

hoofd civil engineering Shell Int.

Petroleum Mij. Manufacturing Oil and Gas Division;

4. ir. J.C. Huis in 't Veld

hoofd van de hoofdafdeling Waterbouw van de directie Sluizen en Stuwen van Rijkswaterstaat;

5. ir. W. de Jong

algemeen directeur van Lloyds' Re- gister of Shipping, Nederland;

6. ir. A. Paape

directeur sector Waterbeheer en Milieu van het Waterloopkundig La- boratorium Delft;

7. prof. dr. ing. J. Scheer en dr. ing. W. Maier

Institut für Stahlbau der Tech- nischen Universiteit Braunschweig;

8. ir. E. Ypey

hoofd ontwerp-afdeling staalcon- structies van directie Bruggen van Rij kswaterstaat.

De belangrijkste leidraad voor de toet- sing werd gevormd door de aan de kering gestelde functionele eisen, zoals die zijn vastgelegd in de overeenkomst voor het ontwerp en de prijsaanbieding.

Daarnaast is dankbaar gebruik gemaakt van het zgn. toetsingsplan van Rijkswa- terstaat. In het kader van dit plan wa- ren, voorafgaande aan de toetsingspe- riode, een aantal voorontwerpen ge- maakt. De hieruit voortgekomen aanvul- lende informatie en operationele reken- modellen hebben het mogelijk gemaakt in de korte beschikbare tijd te komen tot een beoordeling van de plannen.

De aangeboden ontwerpen zijn:

code:

CSW1 CSW 1a CSW2 CSW3 CSW4 CSW5

type:

Sectordeuren, drijvend Bodemkleppen, pneumatisch

Segmentdeuren, rijdend

Bootdeur Bodemkleppen, hydraulisch Schuifdeuren

combinatie:

BMK BMK NIWAS CSNW Storcom CHNW

Tussen de toetsingsgroep en de ontwer- pers is mondeling en schriftelijk over- leg geweest waarin om nadere toelich- ting op de ontwerpen gevraagd is.

1.2. Samenvatting

Beschrijving ingediende ontwerpen

Eén van de vijf combinaties heeft twee principieel verschillende ontwerpen in- gediend. De andere combinaties vermel- den soms dat er op onderdelen alterna- tieven mogelijk zijn, maar dit leidt niet tot verschillende concepten. In totaal gaat het dus om zes ontwerpen.

Het eerste ontwerp is de drijvende sec—

tordeuckering van BMK, gesitueerd op km 1026,3. Elk van beide sectordeuren bestaat uit een gebogen waterkerende wand die cf.m.v. een stalen vakwerk ver- bonden is met een bolscharnier.

In geopende toestand is de kerende wand opgeborgen in een afgesloten kas in de oever. Bij een sluiting worden de deu- ren eerst drijvend ingedraaid en ver- volgens afgezonken door ze met water te vullen.

Het tweede ontwerp is de pneumatische kleppenkering ' van BMK, gesitueerd op km 1027,6. De kering bestaat uit 14 kleppen van elk 25 m breed. In geopende toestand liggen de holle stalen kleppen in caissons op de bodem van de Nieuwe Waterweg. Bij een sluiting wordt lucht in de kleppen geperst waardoor deze om- hoog draaien en een kering vormen. On- der de kleppen blijft dan een spleet waar water door heen stroomt, dat zand en slib wegspoelt.

Het derde ontwerp is de rijdende seg—

•entdeurkering van NIWAS, gesitueerd op km 1023,0. Elk van beide segmentdeuren

bestaat uit een gebogen waterkerende wand die d.m.v. een stalen vakwerk ver- bonden is met een draaipunt.

In geopende toestand zijn de deuren op- geborgen in kassen in de oevers, die in open verbinding staan met de Waterweg.

Bij een sluiting rijden de deuren over een boogvormige drempel naar elkaar toe.

Het vierde ontwerp is de bootdeurkering van CSNff, gesitueerd op km 1026,2. De kering bestaat uit een ca. 400 m lange ponton. In geopende toestand ligt de ponton onder de noordelijke oever, evenwijdig aan de as van de Waterweg, op een onderwaterberm. Bij een sluiting wordt de bootdeur eerst drijvend ge- maakt, vervolgens ingedraaid en ten- slotte afgezonken. In gesloten toestand vindt de bootdeur een horizontale aan- slag tegen twee pijlers nabij de oevers.

Het vijfde ontwerp is de hydraulische kleppenkering van Storcom, gesitueerd op km 1026,225. De kering bestaat uit 24 kleppen van elk 15 m breed. In ge- opende toestand liggen de kleppen in caissons op de bodem van de Waterweg.

Bij een sluiting worden de kleppen d.m.v. hydraulische cylinders omhoog bewogen, zodat een kering wordt ge- vormd .

Het zesde ontwerp is de schuifdeurke- ring van CHNW, gesitueerd op km 1026,3. De kering bestaat uit twee ruim 200 m lange deuren. In geopende toe- stand zijn beide deuren opgeborgen in afgesloten deurkassen in de oevers, en

dwars op de as van de Waterweg. Bij een sluiting glijden de deuren over een be- tonnen drempel naar elkaar toe.

Toetsing aan de primaire eisen

De hoofddoelstelling van de kering is het reduceren van de maatgevende hoog- waterstanden, die de basis vormen voor het ontwerp van de dijken in het bene- denrivierengebied .

Uit controle-berekeningen is gebleken, dat het bij alle ontwerpen mogelijk is de gestelde doelstelling tot reductie van de maatgevende hoogwaterstand te Rotterdam te halen. Afhankelijk van het ontwerp liggen de waarden voor Rotter- dam tussen 1,70 m en 1,85 m.

Voor Dordrecht worden reducties van 0,45 m tot 0,50 m bereikt. De genoemde reducties in MHW zijn gebaseerd op een alarmpeil van N.A.P. +2,80 m, hetgeen een sluitingsfrequentie van gemiddeld éénmaal per 5 jaar betekent. Deze waar- de is steeds gehanteerd als bovengrens voor de verwachte sluitingsfrequentie.

Indien wordt uitgegaan van éénmaal per 10 jaar, wordt de reductie in MHW circa 1 dm minder.

Bij berekeningen is uitgegaan van de sluitingsstrategie (moment van sluiten, snelheid van sluiten, mogelijkheid van spuien) zoals door de ontwerpers is aangegeven. Voor de beslissing tot sluiten is echter ter wille van de ver- gelijkbaarheid in eerste instantie de verwachte waterstand te Hoek van Hol- land als enige criterium genomen. Hier- bij speelt de afvoer van de Bovenrijn geen rol in het operationele beslis- singsmodel. Indien dat laatste wel het

geval zou zijn, kan tegelijkertijd een iets lagere sluitingsfrequentie en een iets grotere reductie van MHW bereikt worden.

Daarom kan gesteld worden dat bij een aangepaste sluitingsstrategie alle al- ternatieven redelijk tot goed aan de doelstelling voldoen.

Het effect van 25 cm zeespiegelrijzing op de MHW's kan door een kering be- perkt worden tot 10 a 15 cm, mits het alarmpeil gehandhaafd blijft. Wel neemt dan de sluitingsfrequentie toe.

Om de veiligheid van het te beschermen gebied te allen tijde te waarborgen, wordt van de kering een hoge mate van betrouwbaarheid geëist. Door middel van een faalkansanalyse kunnen de ontwerpen aan deze eis getoetst worden.

De toetsgroep constateert echter, dat in deze fase van de ontwerpen, de inge- diende faalkansanalyses meer als

"streefanalyses" moeten worden be- schouwd, waaruit eventueel kritische onderdelen kunnen worden geïnventari- seerd en verbeterd c.q. aangevuld bij nadere uitwerking.

Eerst daarna kan vastgesteld worden, dat het vereiste doel wordt bereikt. De toetsgroep verwacht dat dit voor de meeste ontwerpen het geval zal zijn.

De hinder die een kering oplevert voor de scheepvaart moet tot het uiterste minimum beperkt worden. Bij de geopende

kering wordt dit gewaarborgd door de randvoorwaarden t.a.v. doorvaartbreed- te en drempeldiepte. Het is nog de vraag of de gedeeltelijke bochtaf-

snijding die gerealiseerd wordt in het ontwerp van de segmentdeuren van NIWAS, in combinatie met een doorvaartbreedte van 360 m, leidt tot een verbetering van de nautische situatie ter plaatse.

T.a.v. de gesloten kering is de eerder genoemde bandbreedte van de sluitings- frequentie van belang. De hinder in de bouwfase hangt nauw samen met de geko- zen uitvoeringsmethode.

De voorgestelde uitvoeringstechnieken van alle ontwerpen vertonen grote ge- lijkenis met die van tunnelbouw. Hier- mee is in het gebied van de benedenri- vier reeds zoveel ervaring opgedaan, dat er vanuit gegaan mag worden, dat de scheepvaarthinder bij de bouw beperkt en beheerst kan worden. De uitvoering van de op palen gefundeerde drempelcon- structie van de segmentdeurkering en schuifdeurkering is echter in dit op- zicht ongunstig.

De door NIWAS voorgestelde vaarwegver- smalling tot circa 210 m gedurende 2 a 3 jaar voor de bouw van de segmentdeur- kering is nautisch bezwaarlijk.

Benodigde aanpassingen en mogelijke op- timalisaties

Het ontwerp van de sectordeurkering van BMK, die (buiten het stormseizoen) , op een eenvoudige manier in de drooggezet- te deur kassen kunnen worden geïnspec- teerd en onderhouden, lijkt goed afge- wogen. Het scharnier met bijbehorende fundering, de dynamische verschijnselen tijdens het sluiten en de wijze, waarop de drempel uit betonblokken tot stand komt, vereisen nog nader onderzoek en zonod ig aanpass ing.

Het ontwerp van de pneumatische klep- penkering van BMK, met het in principe zeer eenvoudig werkende en daardoor be- drij fszekere bedieningsmechanisme via opdrijven van de kleppen door lucht in te blazen, lijkt aantrekkelijk. Er moet echter nog onderzoek worden gedaan om vast te stellen, dat er geen -nog niet bekende- invloeden zijn die dit mecha- nisme kunnen verstoren en tot ongewens- te verschijnselen leiden. Het bestu- ringsmechanisme moet o.a. de zekerheid bieden, dat de kleppen bij negatief verval (invloed seiches) tijdig in de bodemcaissons zijn geborgen. Daarbij komt dat door nader onderzoek vastge- steld moet worden of de mate van aan- zanding op de kleppen en in de klepcom- partimenten beheerst en beperkt kan worden.

Voor het ontwerp van de segmentdeur ke- ring van NIWAS is de "Bocht van Maas- sluis" als locatie gekozen.

Dit ontwerp kan naar het westen worden verschoven.

Bij een locatie ten westen van het Oranjekanaal zullen de kosten van dit ontwerp verminderen. Bovendien kan op deze locatie geprofiteerd worden van de waarschijnlijk gunstiger grondgesteld- heid. Hierdoor kan een op staal gefun- deerde drempelconstructie tot de moge- lijkheden gaan behoren. Dit type drem- pelconstructie kan vermoedelijk boven- dien volgens een eenvoudiger proces en met minder scheepvaarthinder gebouwd worden dan de op palen gefundeerde drempelconstructie volgens het inge- diende ontwerp.

De stroomvaste bodembekleding lijkt

overgedimensioneerd. Tegenover deze po- sitief te waarderen mogelijkheden, staan een aantal minder gunstige aspec- ten, zoals:

- de kwetsbaarheid voor aanvaring van de geopende deuren;

- de problemen die het gevolg zijn van mogelijk zand- en slibneerslag in de deurkassen;

- de deurkassen kunnen niet drooggezet worden, zodat het onderhoud van de staalconstructie wel zeer bijzondere maatregelen vergt wanneer de deuren en draagarmen voor een grote onder- houdsbeurt gedemonteerd moeten wor- den.

Het ontwerp voor een bootdeurkering van CSNW kent vele bezwaren. Als voornaam- ste bezwaar van dit ontwerp geldt, dat het sluitingsproces van deze bijzonder grote deur uit veel afzonderlijke ac-

ties bestaat, die met de voorgestelde voorzieningen minder goed te beheersen zijn. Er bestaat bovendien onzekerheid over de grootte van de krachten (wind- druk en stromingsdruk van het water) die bij sluiting op de deur worden uit- geoefend, waardoor dit proces nog eens extra wordt bemoeilijkt.

Het ontwerp van de hydraulische klep- penkering van Storcom zal moeten worden versterkt. Dit geldt zowel voor de klepconstructie als voor de betonnen caissons, waarin de kleppen geborgen worden en die de krachten naar de bodem overbrengen, als voor de bodembescher- ming. Er is op zijn minst onderzoek no- dig naar de vraag of de voor de tunnel- bouw ontwikkelde funderingstechniek met

zandonderspoeling wel zonder meer voor een stormvloedkering kan worden toege- past. Nagegaan moet worden of de voor- gestelde wij ze en mate van onderhoud wel voldoende is.

Tenslotte is onderzoek nodig naar de mate van zandneerslag op de kleppen en de mogelijkheid dit te verwijderen.

Het ontwerp van de schuif deurkering van CHNW lijkt op een aantal punten te zijn overgedimensioneerd. Genoemd kunnen worden o.a. het te keren verval en de stroomvaste bodembescherming. Mogelijk kunnen de kosten van dit ontwerp bij optimalisatie worden gereduceerd.

Uitgangspunten voor verdere selectie De toetsgroep heeft willen vaststellen, dat de mogelijkheid ter realisatie van de ontwerpen buiten twijfel is en dat de beweegbare kering volledig beheerst en met een grote mate van zekerheid ge- sloten en weer geopend kan worden.

Indien tot de bouw van een stormvloed- kering wordt besloten geeft de toet- singsgroep de commissie in overweging het ontwerp van de bootdeurkering van CSNW buiten beschouwing te laten. De bezwaren tegen dit ontwerp zijn dusda- nig, dat aanpassing op onderdelen niet voldoende zou zijn en dat het concept als geheel op de helling moet.

De vijf overige ontwerpen hebben zoda- nige kwaliteiten, dat aan de gestelde eisen in principe kan worden voldaan.

Het is daarvoor echter wel noodzake- lijk, dat ze op een aantal onderdelen worden aangepast dan wel verbeterd.

Hiervoor zijn nog ontwerp-aanpassingen, aanvullend onderzoek en studie nodig.

De mate van aanpassing varieert sterk per ontwerp.

2. BESCHRIJVING HUIDIGE SITUATIE

2.1. Beschrijving en afbakening pro—

jectgebied

De locatie van de stormvloedkering dient gekozen te worden in de Nieuwe Waterweg tussen Maassluis en Hoek van Holland in het gebied tussen km 1022 en km 1028 (zie figuur 1, overzichtsitua- tie) .

Aan de noordzijde moet de stormvloedke- ring aansluiten op de hoogwaterkering van Delfland, welke recentelijk op Del-

taster kte gebracht is.

Aan de zuidzijde wordt op de schei- dingsdam tussen Nieuwe Waterweg en Calandkanaal aangesloten. Deze heeft in de huidige waterstaatkundige situatie de status van beschermstrook.

Globaal is de Waterweg in dit gebied in twee trajecten met een verschillend ka- rakter te verdelen.

* Het oostelijk gedeelte, van Maas- sluis (km 1022) tot aan het Nieuw Oranjekanaal (km 1025,6).

De vaargeul maakt hier een bocht ("de bocht van Maassluis" genoemd) welke nautisch ongunstig is en waar veel aanslibbing plaatsvindt (zie

2.2).

De rivier is tussen de oevers gemid- deld circa 560 m breed en tussen de lichtopstanden op de koppen van de kribben 360 a 425 m.

In het gebied tussen km 1025,4 en km 1025,9, kruisen 1 gas- en 3 aard- olieleidingen, 1 drinkwaterleiding en 1 zoetwaterleiding de rivier op een diepte van N.A.P. - 20 m.

Aan de noordzijde van de rivier loopt de spoorlijn Maassluis-Hoek van Holland vrij dicht langs de oe- ver. Tussen de spoorlijn en de Nieuwe Waterweg ligt een oeverstrook van 100 a 160 m breed. Deze strook is in de jaren 1965-1969 opgehoogd met slib afkomstig uit de Rotterdam- se haven ten oosten van de Oude Maas. Op grond van de gehalten aan

bestrijdingsmiddelen en wellicht ook PCB's wordt dit slib als klasse 4 specie aangemerkt, hetgeen wil zeg- gen sterk chemisch verontreinigd.

De zuidoever bestaat tussen km 1020 en 1024 uit de landtong van Rozen- burg en tussen km 1024 en km 1025,6 uit de circa 100 m brede scheidings- dam tussen de Nieuwe Waterweg en het Calandkanaal.

De omgeving van de Nieuwe Waterweg. Figuur 1

De landtong is aangelegd op de res- tanten van het oude eiland Rozen- burg, dat een agrarisch gebruik had. Bij de aanleg van het Caland- kanaal is de daaruit afkomstige grond geborgen op de landtong. Deze grond is waarschijnlijk niet veront- reinigd.

Een aparte plaats op de landtong wordt ingenomen door een vuilstort op het meest oostelijk gedeelte te- gen het dorp Rozenburg.

Op de landtong liggen 2 hogedruk olie pijpleidingen.

Vanuit nautische argumenten is in de overeenkomst gesteld dat bij keuze voor een stormvloedkeringslocatie in de bocht van Maassluis het recht- trekken van de rivier in het ontwerp dient te worden meegenomen.

Hierbij zal een groot deel van de landtong moeten worden afgegraven.

* Het westelijk gedeelte, van het Oranjekanaal (km 1025,6) tot aan Hoek van Holland (km 1028).

De vaargeul vormt hier vrijwel een rechtstand.

De rivier heeft tussen de oevers een gemiddelde breedte van circa 580 m en tussen de lichtopstanden 365 a 400 m. Naar het westen toe wordt de rivier geleidelijk breder.

Tussen km 1026,9 en km 1027,1 krui- sen 12 hoogspannings-, 2 aard- en 3 signaalkabels van het Gemeentelijk Energiebedrijf Rotterdam de rivier op een diepte van N.A.P. -21 m. In de omgeving van km 1026,5 zitten restanten van drie oude scheepswrak- ken in de bodem.

De strook van de noordoever tot aan de spoorlijn is gemiddeld ca. 170 m breed. Ter plaatse van km 1025.610 bevindt zich op deze oever een

150 kV eindstation en is een 380 kV eindstation geprojecteerd.

Dit gedeelte is in de jaren 1975-1983 opgehoogd met slib uit de Nieuwe Waterweg.

Uit nader onderzoek blijkt dit klasse 2/3 slib te zijn, d.w.z. ma- tig verontreinigde specie, zodat eventuele ontgravingen moeten worden geborgen in de Slufter of in depot de "Sterreweide" bij Maassluis.

De zuidoever is hier de splitsingdam tussen de Nieuwe Waterweg en het Calandkanaal. Hierop bevindt zich de Noordzeeweg die o.a. de radarsta-

tions (km 1027 en km 1025,7) en de Scheurhaven bereikbaar maakt. De splitsingsdam is op N.A.P. circa 125 m breed.

Knooppunten van bundels kabels en leidingen, komend vanuit het Caland- kanaal, die zich splitsen op de landtong, bevinden zich bij km

1026.110 en 1026.500. Hierbij bevin- den zich oostelijk van kooppunt

1026.110, elf kabels en leidingen, tussen beide knooppunten zeven en westelijk van knooppunt 1026.500 ne- gen.

Ondergrond/geologie

De geologische opbouw in het betreffen- de gebied is schematisch in het volgen- de schema weergegeven:

Afzetting v.Duinkerke

(Dk)

Afzetting v. Calais (Cal)

West- 1 and- for- matie

Formatie

v. Kreftenheye (Kr)

Formatie v. Kedichem/

Tegelen (Kd/Tg)

Formatie v. Maassluis

zand met kle Haagjes

(conuswaarde 2-4 MN/m2) klei,zandig

(conuswaarde 4-10 MN/m2)

H 0 L 0 C E E N

]rar>

zand, middel tot grof, grindig

(conuswaarde 30 MN/m2) zandlagen, fijn kleiïg (conusw.

20 MN/m2)

kleilagen, zandig (conuswaarde 4-5 MN/m2) zand, fijn tot grof schelphoudend

-20 P L E I S T 0 C E E N Uit 6 recente sonderingen tot een diep- te van circa N.A.P. -75 m blijkt zich onder de landtong van Rozenburg onge- veer op N.A.P. -40 m een circa 4 m dik- ke zandige kleilaag in de Formatie van Kedichem/Tegelen te bevinden.

Ter plaatse van km 1025 wordt deze zan- dige kleilaag op beide oevers eveneens teruggevonden met een grotere dikte (8 a 10 m) op een diepte van N.A.P. -38 a -48 m. Bij km 1026,5 werd deze laag niet geconstateerd.

Bij uitwerking van de ontwerpen is aan- vullend grondonderzoek noodzakelijk.

2.2. Waterbeweging en morfologie Waterbeweging

In zeer vereenvoudigde vorm kan het Noordelijk Deltabekken als volgt worden weergegeven (figuur 2 ) :

zee H.v.H. N.Waterweg

A

^IL 3C

De rivierafvoer (Qbr afvoer boven Rijn) naar zee vindt plaats via de Nieuwe Wa- terweg, en voor zover nodig via de Ha- ringvlietsluizen.

De getijbeweging, en daarmee ook een stormvloed op zee, komt het systeem binnen via de Waterweg als een lange golf. Gaande van Hoek van Holland naar binnen dempt de golf, en treden fase- verschillen op door de looptijd van de golf (tussen Rotterdam en Dordrecht is dit verschil ca. 40 min.).

Van groot belang op het gedrag van het systeem is het Haringvliet. Door het relatief grote oppervlak, en dus de grote berging, heeft dit bassin een af- vlakkende werking en blijft de water- stand in de tijd gezien achter bij die van de riveriertakken. Een daarmee sa- menhangend effect is dat het systeem een zeker "geheugen" heeft, d.w.z. dat de waterstand op het Haringvliet, bij constante Qbr, wordt bepaald door het gemiddelde verloop te Hoek van Holland over meerdere getijperioden.

Op elk punt in het systeem wordt de hoogwaterstand in de eerste plaats be-

paald door het hoogwater te Hoek van Holland en Qbr. In deze beschouwing wordt hiermee volstaan. In werkelijk- heid kunnen andere invloeden zoals locale windeffecten in de berekeningen worden meegenomen.

Evenzo kunnen extreme waarden van de hoogwaterstanden in goede benadering worden gegeven als functie van de waterstand te Hoek van Holland en de waarde van rivierafvoer (Qbr).

In figuur 3 wordt voor enkele waarden van hoogwaterstanden te Rotterdam en Dordrecht aangegeven bij welke combina- ties van waterstand te Hoek van Holland en Qbr deze waarden worden bereikt.

Qbr in 103 m 3/s

Figuur 3. Betrekkingslijnen.

De kans van voorkomen van een bepaalde waterstand is gelijk aan de som van de kansen van optreden van de combinaties die door de betrekkingslijn worden aan- gegeven. De basis voor deze kansen wordt ontleend aan de overschrijdings-

frequenties van hoogwater te Hoek van Holland en de Bovenrijnafvoer.

Enkele waarden daarvan:

Overschrijd.

freguentie per jaar

5 1 0,2 0,1 0,01 0,001 0,0001

Hoogwater- stand H.v in m. t.o N.A.P.

+2,00 +2,40 +2,80 +3,00 +3,70 +4,40 +5,15

.H.

.V.

Qbr in m^/s (topafvoer Lobith)

3000 5500 8000 9200 12800 16000 19800 N.B. De waterstand te Hoek van Holland en Qbr mogen als onafhankelijke groot- heden worden beschouwd.

Voor Rotterdam wordt op deze wijze ge- vonden dat een hoogwaterstand van N.A.P. +4,85 m een overschrijdingsfre- quentie heeft van 1/10.000 per jaar, hetgeen de vastgestelde overschrij- dingsfrequentie is van het voor de wa- terkeringen maatgevend hoogwater (MHW).

Voor Dordrecht is deze frequentie 1/4.000, en de bijbehorende waterstand N.A.P. +3,50 m.

Uit de betrekkingslijnen blijkt dat de waterstand in Rotterdam vrijwel uit- sluitend afhangt van de waterstand te Hoek van Holland. In Dordrecht is spra- ke van een duidelijke invloed van de rivierafvoer. De grootste bijdrage aan de overschrijdingsfrequentie van boven- genoemde waterstand ligt in het gebied van Qbr = 2000 tot 8000 m³/s en water- standen te Hoek van Holland van circa N.A.P. +4 m en hoger.

De waterbeweging op de Nieuwe Waterweg zelf wordt in belangrijke mate bepaald door het getij , de bovenafvoer en het dichtheidsverschil tussen het zoete ri- vierwater en het zoute zeewater.

Door het verschil in dichtheid ontstaat een variatie in de verticale en hori- zontale drukgradiënten.

Een gevolg hiervan is dat nabij de bo- dem zout water landinwaarts stroomt en nabij het oppervlak zoet water af- stroomt naar zee•

De snelheidsverticaal wordt belangrijk beïnvloed door het bedoelde dichtheids- verschil.

Onderstaande snelheden zijn gemiddelde snelheden over de verticaal in de vaar- baan van het hoofdwater; zij zijn re- presentatief voor het traject van km

1014 tot km 1029.

Gem. tij vloedstroom:

Gem. tij ebstroom Gem. springtij vloedstroom:

Gem. springtij ebstroom Extreme vloedstroom Extreme ebstroom

1,08 m/s 1,58 m/s 1,33 m/s 1,69 m/s 2,20 m/s 2,60 m/s Golven

Golven komen enerzijds vanuit zee de Nieuwe Waterweg binnen (deiningsgolven) en worden anderzijds lokaal opgewekt

(windgolven). De golven worden geken- merkt door:

Hs - significante golfhoogte (m) Tp - golfperiode (s)

Hm a x - maximum golfhoogte (m)

Ter plaatse van de begrenzingen van het gebied (km 1028 en 1022) geldt het vol- gende voor golven, met een kans van voorkomen van 1/10 per jaar.

km raai deining lokaal (wind) 1028

1022 Hs

TP

Hmax Hs

TP

Hmax 0 , 6 8 1,1 0 , 3 8 0 , 6

m s m m s m

0 , 9 3 , 5 1,6 1,1 4 2 , 0

m s m m s m

Morfologie/sedimentatie

In de Nieuwe Waterweg vindt tussen Maassluis (km 1022) en Hoek van Holland

(km 1028) frequent onderhoudsbaggerwerk plaats met sleephopperzuigers. De mini- maal voor de scheepvaart gegarandeerde diepte is N.A.P. -14,50 m. De maximaal toelaatbare diepte met het oog op zout- indringing is N.A.P. -16 m. Hiervoor is de zogenaamde "trapjeslijn" in de bodem van de Nieuwe Waterweg aangebracht.

In de rechtstand van de rivier (weste- lijk van km 1024) is het sediment voor het overgrote deel afkomstig uit zee.

Dit bestaat voor 95% uit zand en 5% uit slib. De specie is nauwelijks veront- reinigd, zgn. "klasse 1 specie". De baggerfrequentie bedraagt circa 1 keer per drie jaar (gemiddeld minder dan 20.000 m^ per km per jaar). Deze specie wordt teruggestort in zee.

In de bocht van Maassluis is de sedi- mentatie door de bochtstroming aanzien- lijk meer, het sterkst tussen km 1020 en 1022, namelijk gemiddeld circa 440,000 itH per km per jaar.

In dit traject zijn regelmatig sleep- hopper zuigers onderhoudsbaggerwerk aan het verrichten. Het betreft hier gro- tendeels slib, dat "matig" verontrei- nigd is, "klasse 2 specie". Deze wordt ongeveer voor de helft aangevoerd door de rivier en voor de helft door het zeewater. Deze specie moet worden ge- borgen in bergingslocaties, zoals de Slufter en de Sterreweide bij Maas- sluis.

2.3. Scheepvaart en Planologie

Het economisch belang van de Nieuwe Wa- terweg voor de haven van Rotterdam en daarmee voor Nederland is evident. Als zeevaartweg vormt deze vaarweg de enige verbinding met de binnenwaarts gelegen havenbekkens voor schepen met een maxi- male diepgang van 45 voet (Botlek toe- gankelijkheid) .

Door de kering ten oosten van de ingang naar de Maasvlakte en Europoort te pro- jecteren blijft het belangrijkste deel van het havengebied ook bij een geslo- ten kering bereikbaar vanuit zee.

Aan de noordoever van de Nieuwe Water- weg bevindt zich bij km 1030 de aanleg- steiger van de veerboot naar Harwich.

Zelfs bij een meest westelijke locatie van de kering bij km 1028 wordt deze veerdienst niet beïnvloed door de ke- ring.

De Nieuwe Waterweg is een relatief

"rechte" vaarweg met uitzondering van de bocht van Maassluis.

De beschikbare vaarwegbreedte op N.A.P. -10 m bedraagt circa 350 m.

De voor de toekomst gegarandeerde diep- te voor de scheepvaart is N.A.P.

-16 m. De nu door de binnenvaart te be- nutten bevaarbare breedte tussen de lichtopstanden bedraagt circa 360 a 425 m.

Concentratiepunten van scheepsongeval- len zijn in de huidige situatie de mon- ding van de Nieuwe Waterweg (km 1030) en de bocht van Maassluis.

In deze bocht is het aantal scheepson- gevallen ongeveer éénmaal per twee jaar per km; dit is globaal tweemaal zo

groot als in de rechtstand van de ri- vier .

De scheepvaartintensiteit in 1986 op de Nieuwe Waterweg bedroeg totaal ca.

75.600 scheepspassages.

Uit snelheidsmetingen blijkt de gemid- delde vaarsnelheid ten opzichte van de vaste wal tussen Hoek van Holland en Maassluis 20,5 km/uur voor de inkomende vaart en 22,5 km/uur voor de uitgaande vaart te zijn. Deze zijn van belang voor eventuele aanvaring van de kering en de gevolgen daarvan.

Streekplan Rijnmond

Planologisch gezien heeft de Nieuwe Waterweg de aanduiding "vaarwegen, ha- vens, waterstaatsdoeleinden".

Het streekplan is flexibel van opzet, wat het mogelijk maakt tijdig in te spelen op nieuwe ontwikkelingen.

Tussen km 1022 en km 1028 komen in het streekplan de volgende bestemmingen voor.

Op de zuidoever geldt over de gehele lengte:

"buitenstedelijk recreatie- en bosge- bied-ontworpen".

In deze gebieden kunnen voorzieningen voor verblijfsrecreatie getroffen wor- den voor zover de behoefte daaraan is vastgesteld in een regionaal beleids- plan. Er wordt naar gestreefd om bij de inrichting en het beheer van buitenste- delij ke recreatie- en bosgebieden na- tuurwaarden in stand te houden.

Oostelijk van km 1024 geldt het bestem- mingsplan "Landtong" van de gemeente Rozenburg.

Dit houdt in dat de landtong groten- deels de bestemming "recreatieve doel- einden" heeft waarvoor thans de dagre- creatieve functie verder wordt uitge- werkt.

De oeverstrook heeft over een breedte van circa 30 m de bestemming "primair waterstaatsdoeleinden".

Westelijk van km 1024 geldt op de zuid- oever het bestemmingsplan "zeehavenge- bied "-Gemeente Rozenburg.

De landtong heeft hier de bestemming

"waterstaatsdoeleinden, verkeer en re- creatie" .

De Nieuwe Waterweg heeft de bestemming

"water".

Aan de noordoever is tussen km 1022 en km 1027 het meest relevant het bestem- mingsplan "Buitengebied Noord en Oost II" - Gemeente Rotterdam (Hoek van Hol- land)

De volgende bestemmingen zijn in het kader van de toetsing relevant:

. "waterweg" - Nieuwe Waterweg;

. "waterstaatsdoeleinden" - oever- strook;

. "agrarisch gebied" - gronden tussen oeverstrook en spoorlijn;

3. RANDVOORWAARDEN EN BEOORDELINGS- CRITERIA

3.1. Doelstelling stormvloedkering Veiligheidssysteem

Het hoofdkenmerk van het alternatief met een stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg is dat de invloed van de zee boven een nader te kiezen niveau niet meer op het benedenrivierengebied wordt toegelaten. Alleen de monding van de Nieuwe Waterweg westelijk van een ke- ring en het Calandkanaal met aanpalende havens blijven dan in directe verbin- ding met de zee staan. Het Hartelka- naal, dat sinds het buiten gebruik stellen van de Hartelsluizen continu in open verbinding staat met de Oude Maas, vormt in het geval van een gesloten stormvloedkering de meest westelijke uitloper van het rivierengebied.

De scheiding tussen het Hartelkanaal (rivier) en het Calandkanaal (zee) wordt gevormd door het Europoort- en Botlekgebied. Formeel gesproken is dit thans buitendijks gebied.

Het creëren van een volwaardige hoogwa- terkering aan de zuidzijde door het Eu- ropoortgebied is een integraal onder- deel van het alternatief met de beweeg- bare stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg.

Door de scheiding "tussen wateren en wateren" ontstaat een getrapt veilig-

heidssysteem. De beide keringsonderde- len zorgen ervoor dat de condities m.b.t. waterstanden in het achterlig- gende gebied milder worden.

Doelstelling van de stormvloedkering Doelstelling van de stormvloedkering is het beperken van de invloed van stormvloeden op de Noordzee in het be- nedenrivierengebied, zodat de ontwerp- waterstanden voor de landinwaarts gele- gen waterkeringen worden verlaagd.

Het uiteindelijke resultaat moet zijn een zo groot mogelijke beperking van de dijkversterkingswerken in het beneden- rivierengebied, bij gelijkblijvende be- veiliging van de bevolking tegen storm- vloeden .

Als maat voor de te bereiken verlaging wordt gesteld dat de hoogwaterover- schrijdingslijn geldend voor Rotterdam bij de geldende overschrijdingsfrequen- tie van 1/10.000 per jaar, 1,60 m lager komt te liggen dan de momenteel gelden- de.

Voor Dordrecht dient de hoogwaterover- schrijdingslijn, bij de geldende over- schrijdingsfrequentie van 1/4.000 per jaar, 0,60 m lager komen te liggen dan de momenteel geldende.

Aangegeven dienen te worden de effecten op het ontwerp, wanneer de reductie ter plaatse van Dordrecht tenminste 0,40 m bedraagt.

Functioneren stormvloedkering

De MHW standen bij de hiervoor aangege- ven reducties zijn:

Rotterdam: N.A.P. +3,25 m;

Dordrecht: N.A.P. +2,90 m.

De betrekkingslijnen voor deze standen met open Waterweg zijn gegeven in fi- guur 3. De kering behoeft niet gesloten te worden indien in geen enkel punt MHW wordt bereikt. Uitgaande van Rotterdam en Dordrecht dus in het gebied onder beide betrekkingslijnen. Indien onder alle andere omstandigheden de kering wordt gesloten betekent dit een slui- tingsfrequentie van ca 1/30 per jaar.

Stilzwijgend is hierbij verondersteld dat de waterstand te Hoek van Holland exact en tijdig kan worden voorspeld.

Wordt een onnauwkeurigheid van 0,20 a 0,25 m aangehouden, dan neemt de slui- tingsfrequentie toe tot 1/15 a 1/10 per jaar.

Met name met het oog op zeespiegelrij- zing wordt nader onderzoek aanbevolen naar het verbeteren van de voorspel- nauwkeur igheid.

In de berekeningen die zijn uitgevoerd voor de overeenkomsten en de beleids- analyse/MER (o.a. voor de zogeheten Tl 1-strategie) is als criterium voor

sluiten een "alarmpeil" te Hoek van Holland gehanteerd, ongeacht de grootte van Qbr (zie hiervoor 6.1.).

Na het sluiten van de kering dempt de lange golfbeweging uit en loopt de wa- terstand geleidelijk op door de rivier- af voer-Qbr . (Globaal met 1 cm/uur voor elke 1000 m^/sec van Qbr.).

Het grote belang van het Haringvliet dat dan een waterstand heeft van circa N.A.P. +0,75 m, en daarmee een grote bergingscapaciteit, zal duidelijk zijn.

De betrekkingslijnen krijgen in deze situatie een geheel ander verloop.

De invloed van de zee komt nog alleen tot uitdrukking door de tijdsduur waar- over de kering is gesloten, en bij eventuele lek door de kering. De in- vloed van Qbr neemt sterk toe, omdat het rivierwater niet kan worden afge- voerd.

Voor de vraag of wel of niet moet wor- den gesloten, is bij de waarden van Qbr kleiner dan circa 8000 m³/s Rotterdam maatgevend.

Wanneer de kering eenmaal is gesloten wordt een waarde van N.A.P. + 2,90 m te Dordrecht eerder en vaker bereikt dan een waarde van N.A.,P. + 3,25 m te Rot- terdam.

In een ideale situatie wordt de kering zo vroeg en zo snel als nodig geslo- ten. Tevens wordt de maximaal mogelijke hoeveelheid water gespuid wanneer tus- sentijds de buitenwaterstand lager wordt dan de binnenwaterstand, en wordt de kering snel geopend indien geen overschrijding van MHW meer wordt ver- wacht in enig punt van het gebied.

Slechts in dat geval is een reductie van MHW te Dordrecht met 0,60 m maxi- maal haalbaar.

Met andere woorden: een reductie van MHW te Dordrecht met 0,60 m is, gezien de eigenschappen van het systeem, een uiterste (theoretische) grens.

Zeespiegelrijzing dient in het ontwerp te worden meegenomen en wel met een waarde van 0,25 m in een planperiode van 50 jaar. Dit heeft tot gevolg dat in de directe omgeving van Hoek van Holland alle waterstanden hoger worden met een waarde gelijk aan de waarde van de rijzing.

In de open situatie stellen zich land- inwaarts nieuwe verhanglijnen in, die afhankelijk zijn van de rivierafvoer.

Indien veranderingen in bodemligging buiten beschouwing worden gelaten geldt bij benadering dat een zeespiegelrij- zing van 0,25 m vrijwel geheel door- werkt in de waterstanden te Rotterdam;

een verhoging geeft van circa 0,17 m te Dordrecht en een verhoging van circa 0,15 m op het Haringvliet.

Voor de stormvloedkering betekent de zeespiegelrij zing in de eerste plaats dat de sluitingsfrequentie ongeveer een factor 2 groter wordt.

Wat de waterstanden bij gesloten kering betreft geldt bij benadering dat deze stijgen met de gemiddelde waarde van het effect van zeespiegelrij zing over het bekken (zie ook paragraaf 3.3.).

3.2. Functionele randvoorwaarden

De volgende functionele randvoorwaarden zijn die zoals vermeld in de overeen- komsten voor het ontwerpen en doen van een prijsaanbieding voor de stormvloed- kering (SS 1286).

Geëiste prestaties

* Faalkans

De aanvaardbare faalkans van de stormvloedkering is gesteld op 1/1.000.000 per jaar.

De stormvloedkering faalt, indien de waterstand in het benedenrivierenge- bied de ontwerp-waterstand overtreft bij omstandigheden vanuit zee, waar- bij de stormvloedkering behoort te functioneren.

Falen kan het gevolg zijn van te ho- ge belastingen die door een te keren stormvloed worden veroorzaakt. In dit geval is er een correlatie tus- sen de hoogte van de vloed en de ernst van de gevolgen.

Falen kan ook veroorzaakt worden door een falende bediening, falende bewegingswerken, blokkade van een opening door een schip, aanvaring van het sluitingsmiddel in geopende toestand, etc. Dan is de faaloorzaak onafhankelijk van de stormvloed.

Falen bij het buiten werking stellen van de kering mag slechts met een kans kleiner dan de ontwerp-frequen- tie leiden tot waterstanden die ho- ger zijn, dan die als genoemd onder doelstelling van de kering.

Belastingen

De constructie, in gesloten toe- stand, dient bestand te zijn tegen alle belastingen (b.v. voortkomend uit verval, wind- en translatiegol- ven), bedreigingen (b.v. scheepsaan- varingen, etc.) met een overschrij- dingskans van 1/10.000 per jaar, die

kunnen leiden tot het falen van de stormvloedkering in zijn functione- ren.

De stormvloedkering dient eveneens in geopende toestand bestand te zijn tegen alle belastingen en bedreigin- gen, die zij oproept door haar aan- wezigheid (zoals b.v. vallende an- kers, passerende zuigers, etc.) met een zodanige marge dat het veilig functioneren niet wordt bedreigd.

Levensduur

De constructie dient een levensduur te hebben van honderd jaar.

Onderscheid dient gemaakt te worden tussen te vervangen en niet te ver- vangen onderdelen. Elk niet te ver- vangen onderdeel dient te voldoen aan de levensduureis.

Voor vervangbare onderdelen mag wor- den uitgegaan van een kortere le- vensduur mits de kosten van vervan- ging telkens aan het einde van de levensduur in de raming van kosten voor onderhoud zijn opgenomen.

Bij de verwerking van gegevens die tijdsafhankelijk zijn wordt gere- kend met een periode van vijftig jaar (b.v. zettingen en zeespiegel- rijzing) .

* Maximaal toelaatbare translatiegolf De door het sluiten en openen van de stormvloedkering mogelijk veroor- zaakte translatiegolf dient in de havens van Europoort en Rotterdam lager te zijn dan 0,10 m.

Op de rivier mag de translatiegolf aan beide zijden van de kering niet hoger zijn dan 0,40 m en dient de steilheid van het front kleiner te zijn dan 0,1%.

* Locatie

De locatie van de stormvloedkering dient gekozen te worden in het ge- bied tussen km 1022 en km 1028 in de Nieuwe Waterweg.

Indien de locatie wordt gekozen in de bocht van Maassluis (tussen km raai 1020 en 1024) dient het recht- trekken van de rivier in het ontwerp te worden meegenomen.

* Profiel van vrije ruimte t.b.v.

doorvaart

De aan de stormvloedkering te stel- len eisen m.b.t. de doorvaart zijn

(zie figuur 4):

- aaneengesloten doorvaartbreedte in een rechtstand van de rivier:

. boven N.A.P. -10,00 m:

ten minste 360 m;

. onder N.A.P. -10,00 m:

van ten minste 360 m;

op N.A.P. -10,00 m aan beide zijden gelijk verlopend tot ten minste 318 m op N.A.P. -17,00 m.

- drempeldiepte: N.A.P. -17,00 m;

- doorvaarthoogte: onbeperkt.

318.OOm 360.OOm

Figuur 4. Profiel van vrije ruimte.

* Stremming van de Nieuwe Waterweg De verwachting van de gemiddelde

sluitingsfrequentie van de kering tijdens de operationele fase bij op- levering is ten hoogste 0,1 a 0,2 keer per jaar. Stremming ten behoeve van de functioneringscontrole van de stormvloedkering mag 1x per jaar plaatsvinden.

Stremming en hinder aan de scheep- vaart dient tijdens de bouw tot een minimum beperkt te blijven.

* Doorstroming

- De stroomsnelheden ter plaatse van de geopende stormvloedkering mogen t.b.v. de scheepvaart, t.o.v. de huidige snelheden met niet meer dan circa 5% toenemen.

- IJs- en slibafvoer moet ongestoord kunnen plaatsvinden.

Bediening, beheer en onderhoud - De bediening dient op afstand mo-

gelijk te zijn vanuit de verkeers- centrale Hoek van Holland van het verkeersbegeleidingssysteem Nieuwe Waterweg. Tevens moet een moge- lij kheid voor lokale bediening worden gerealiseerd.

- Binnen een straal van 3 km moet visuele informatie aan de scheep- vaart m.b.t. de sluiting van de

stormvloedkering plaatsvinden.

- De info-voorziening t.b.v. onder- houd en beheer, inclusief data- base t.a.v. gedrag installatie-on- derdelen moet geautomatiseerd plaatsvinden.

Diversen

- De constructieonderdelen van de stormvloedkering die in contact komen met rivierwater dienen be- stand te zijn tegen eventuele aan- tasting door chemische stoffen in de rivier.

- De stormvloedkering moet voldoende zijn voorzien van bliksemafleiden- de installaties.

- Het temperatuursinterval m.b.t.

luchttemperaturen waarbinnen de stormvloedkering moet functioneren heeft als grenzen: -25°C en +40°C.

3.3. üi tg ang spunten Zeespiegelrij zing

Het lopende dijkversterkingsprogramma in de provincie Zuid-Holland gaat uit van een zeespiegelr ijzing van 0,20 m per eeuw.

In de memorie van toelichting op de be- groting 1987 van het Minister van Ver- keer en Waterstaat wordt genoemd dat met een zeespiegelri jzing van 0,35 a

0,85 m per eeuw rekening moet worden gehouden, gezien de onzekerheid over de voorspelling.

In de overeenkomsten voor het ontwerp van de stormvloedkering is veiligheids- halve gesteld dat uitgegaan moet worden van een zeespiegelrij zing van 0,25 m in de planperiode van 50 jaar.

In deze toetsing is de zeespiegelrij- zing conform de overeenkomst aangehou- den.

Bij de beoordeling op flexibiliteit (6.6) wordt mede beoordeeld hoe gevoe- lig de alternatieven zijn voor grotere zeespiegelr ij zingen.

Stormeffect

Stormvloeden kunnen worden geschemati- seerd tot de som van het astronomisch getij en de windopzet. In de 3e nota van inlichtingen bij de overeenkomst is vermeld dat voor de stormvloedkering Nieuwe Waterweg rekening moet worden gehouden met een kansdichtheidsfunctie van de duur van de windopzet van het normale type.

De verwachting van de duur van de wind- opzet is gegeven als 29 uur met een standaardafwijking van 7 uur.

Het stormopzetverloop is geschemati- seerd tot een trapezium.

De trapeziumschematisatie sluit aan bij de berekening van de MHW-standen voor een open Waterweg, zoals deze in 1985 zijn vastgesteld.

De aanbiedingen zijn hierop gebaseerd.

Deze schematisaties hebben invloed op de berekening van:

de MHW-standen bij een open Waterweg en die bij een stormvloedkering in de Waterweg;

de maximum vloeddebieten door de Wa- terweg tijdens sluiten van de kering en daarmee op de bewegingswerken en het te installeren vermogen voor het sluiten van de kering;

vloeddebieten in de open kering en daarmee op de bodembescherming.

Voor het toetsingsplan is een onderzoek verricht naar stormopzetten en duren van Hoek van Holland.

Onderzocht zijn alle stormen over de periode 1898 tot heden. Hierbij zijn uit de beschikbare waarnemingen storm- effecten geselecteerd met een stormop- zet van meer dan 1,50 m.

Bij een trapeziumschematisatie werd een gemiddelde verwachting van circa 35 uur gevonden met een spreiding van circa 13 uur. De verdeling van de stormduren blijkt scheef naar rechts te zijn, d.w.z. dat de stormen langer dan 35 uur een grotere spreiding hebben dan die korter dan 35 uur.

Totaal zullen hierdoor de MHW-standen met circa 10 cm kunnen toenemen.

Lange zeegolven (seiches)

Lange zeegolven vinden hun oorzaak in meteorologische omstandigheden. Er is onderzoek gedaan naar de verdeling van de periode en amplitude van de optre- dende bui-oscillaties op zee (meetpaal Katwijk).

De periode en de amplitude blijken sta- tistisch onafhankelijk te zijn.

De kansdichtheidsfunctie van de periode is van het normale type met een gemid- delde waarde van 35 min. en een stan- daardafwijking van 10 m.in.

Er is te weinig waarnemingsmateriaal om statistisch vast te stellen of er een afhankelijkheid tussen de stormvloed- stand enerzijds en de amplitude en pe- riode van lange golven anderzijds be- staat.

De eventuele afhankelijkheid is van be- lang voor het ontwerp van de storm- vloedkering (belastingen) en de hoogte van de waterkeringen aan de zeezijde van de kering en het Europoortgebied.

Volledig statistische onafhankelijkheid leidt (probabilistisch) tot zeer lage invloeden van de seiches (circa 0,15 m) bij de maatgevende stormvloedstand, terwijl volledige afhankelijkheid een grote invloed heeft (circa 1,5 m ) .

Voor een vervolgfase is nader onderzoek naar genoemde relatie noodzakelijk.

Kerende hoogte

De minimale kerende hoogte van de stormvloedkering wordt afgeleid uit- de ontwerp-waterstanden (incl. effect ke- ring), zeespiegelrijzing en zettingen.

Voor de locatie km voor 1026,3 volgen de in de tabel weergegeven minimaal ke- rende hoogtes t.o.v. N.A.P. indien de waterstanden volledig worden gekeerd en seiches en golven worden overgelaten.

km 1026,3 planperiode techn.levens-

50 jaar duur 100 jr.

* ontwerp + 5,35 m + 5,35 m waterstand

* zeespiegel- 0,25 m 0,50 m rijzing

* zettingen 0,05 m 0,05 m

* kerende hoogte + 5,65 m + 5,90 m

Aan de zuidzijde wordt voor de waterke- rende hoogte vanuit het Calandkanaal voor de landtong richting Rozenburg een kruinhoogte aangehouden van N.A.P.

+7,60 m.

Aan de noordzijde wordt voor de kerende hoogte voor de in de richting Hoek van Holland aansluitende waterkering een hoogte aangehouden van N.A.P. +7,90 m.

3.4. Beoordelingscriteria

In bijlage 3 van de overeenkomst is met betrekking tot de "beoordelingsaspec- ten" het volgende vermeld:

Algemeen

De aanbieding zal door de Commissie Stormvloedkering Nieuwe Waterweg worden gebruikt t.b.v. een totale beleidsana- lyse, voor de Minister van Verkeer en Waterstaat, voor de besluitvorming om- trent de uit te voeren werken voor de Deltaveiligheid in de provincie Zuid- Holland.

Zowel de maatschappelijke aanvaardbaar- heid als de technische en financiële aspecten, van de stormvloedkering met de daarbij benodigde dijkversterkings- werken, zullen daarbij afgewogen worden tegen dezelfde facetten met betrekking tot de uitvoering van het oorspronke- lijke dijkversterkingsplan.

Bij deze afweging zullen tevens in be- schouwing worden genomen de onzekerhe- den t.a.v. het tijdstip waarop de Del- taveiligheid in Zuid-Holland zal zijn gerealiseerd.

De Commissie zal zich voor de beoorde- ling van de aanbiedingen laten bijstaan door een toetsingsteam samengesteld uit specialisten uit diverse disciplines.

Hierbij zullen de ontwerpen, prijsaan- biedingen etc. worden getoetst op de hierna volgende aspecten.

Maatschappelijke aanvaardbaarheid

Aspecten die een rol kunnen spelen bij de maatschappelijke aanvaardbaarheid van de ontwerpen zijn onder meer:

1. Beïnvloeding van actuele en poten- tiële ruimtelijke functies van de omgeving.

2. De mate waarin tijdens of na de bouw of bij onderhoud schadelijke stoffen in het water, de bodem of de lucht terecht kunnen komen.

3. Beïnvloeding van natuurvoorwaarden.

4. Beïnvloeding van het landschap en de beleving daarvan door de mens.

5. Beïnvloeding van het woonmilieu.

6. Kans op (mede) door de aanwezigheid van de stormvloedkering veroorzaakte scheepsongevallen.

Technische aspecten

De ontwerpen zullen worden beoordeeld naar de mate waarin aan de doelstelling wordt voldaan, de wijze waarop de ke- ring zowel in technische als in opera- tionele zin functioneert en de flexibi- liteit m.b.t. het gebruik en m.b.t.

eventuele in de toekomst noodzakelijke aanpassingen.

Daarnaast zal bij de technische beoor- deling o.m. worden gekeken naar de uit- voerbaarheid van het ontwerp, naar de gevoeligheid m.b.t. belastingen; mate- riaaleigenschappen; bouwtoleranties;

onderhoud; inspectie; exploitatie e t c , naar de kwaliteitsborging, naar de bouwfase-effecten, de consequenties t.a.v. het onderhoudsbaggerwerk en naar de hinder voor de scheepvaart.

De mate waarin buiten ervaringsgebieden wordt getreden zal eveneens worden af- gewogen, alsmede de bijdrage van het falen van een willekeurig onderdeel van de stormvloedkering tot het falen van de kering.

Financiële aspecten

Naast de grootte van de aangeboden prijs voor de bouw van de kering zal de mate van zekerheid van de prijsaanbie- ding met betrekking tot de uiteindelij- ke bouwsom bij de beoordeling een rol spelen. De kostenverdeling over de ja- ren, eventuele financieringsmogelijkne- den etc. zullen eveneens worden meege- wogen, evenals de verwachte kosten van onderhoud en verwachte kosten van ex- ploitatie.

Tijdschema

Het tijdschema zal worden getoetst aan duur, haalbaarheid en inpasbaarheid in het totale project, vanaf besluitvor- ming tot het tijdstip, waarop de Delta- veiligheid in de provincie Zuid-Holland bereikt dient te zijn.

In de hoofdstukken 5 en 6 van deze rap- portage wordt de beoordeling/toetsing op deze aspecten uitgevoerd.

De financiële aspecten worden separaat gerapporteerd.

4. BESCHRIJVING AANBIEDINGEN 4.1. Locaties

Binnen het gebied van 6 km, begrensd door de randvoorwaarden (km 1022-1028) zijn van oost naar west de volgende ge- bieden te onderscheiden (zie figuur 5 ) : a. Tussen km 1022 en km 1024,7; dit ge-

bied maakt deel uit van de bocht van Maassluis.

Wanneer de kering in dit gebied ge- projecteerd wordt, dient het recht- trekken van de rivier in het ontwerp te worden meegenomen.

Praktisch betekent dit voor een groot deel afgraven van de landtong van Rozenburg tussen km 1020 en

1024,7. Dit geeft de mogelijkheid (een groot deel) van de kering in een beschermde omgeving te bouwen.

Alleen de combinatie NIWAS maakt hiervan gebruik met de as van de ke- ring op km raai 1023.

b. De rechtstand van de rivier tussen km 1024,7 en km 1028.

In dit gebied zijn de volgende ob- stakels aanwezig:

• in de rivier:

- kabels en leidingkruisingen tus- sen km 1025,4 en km 1025,9 en resp. km 1026,9 en km 1027,1;

- restanten van scheepswrakken bij km 1026,6;

• op de noordoever:

- de uitmonding van het Oranjeka- naal in de omgeving van km

1025,6;

- een eindstation van een hoog- spanningsleiding 150 kV bij km

1026,610 en een geprojecteerd 380 kV eindstation direct weste- lijk hiervan;

- intensieve bebouwing op de noordoever tussen km 1027 en km 1028;

• op de zuidoever:

- radarposten op km 1025,7 en km 1027;

- knooppunten van bundels kabels en leidingen, welke het Caland- kanaal en kruisen op de landtong aansluiten bij km 1026,110 en km 1026,5;

- 7 kabels en leidingen oostelijk van km 1027;

- bovendien nog 4 hogedrukleidin- gen van de NAM, oostelijk van km

1026,110.

Oostelijk van het Oranjekanaal is op de noordoever zwaar verontreinigde specie

(klasse 4) aanwezig. Bovendien heeft de landtong op de zuidoever er een gerin- gere breedte dan meer westelijk en wordt bij km 1025 in de ondergrond een circa 10 m dikke zandige kleilaag aan- getroffen.

Een positie van de kering binnen één km oostelijk van het Oranjekanaal heeft een ingrijpende aanpassing van het ge- maal bij het Oranjekanaal tot gevolg door de lokaal veroorzaakte hogere bui- tenwaterstanden .

Gezien deze overwegingen hebben de meeste aanbiedende combinaties in de rechtstand van de rivier een locatie

westelijk van het Oranjekanaal in be- schouwing genomen.

Gelet op de aanwezige infrastructuur op beide oevers, de rivierkruisende kabels en leidingen en scheepswrakken is in dit gedeelte een locatie met de as van de kering tussen km 1026,2 en 1026,3 gekozen.

Aleen de pneumatische bodemkleppen zijn aangeboden op locatie km 1027,6 met de opmerking dat deze ook meer oostelijk gesitueerd kunnen worden.

Resumerend zijn bij de alternatieven drie locaties toegepast, namelijk:

a. as van de kering op km 1023, waarbij de bocht van Maassluis gedeeltelijk wordt rechtgetrokken (NIWAS);

b. as van de kering op km 1026.2 of 1026.3 in de rechtstand van de ri- vier (4 aanbiedingen);

c. as van de kering op km 1027.6 bij Hoek van Holland (BMK-bodemkleppen).

4.2. Sectordeuren, drijvend

De waterkering wordt gevormd door 2 af te zinken sectordeuren begrensd door 2 landhoofden. (zie figuur 6 en 7 ) .

Elke sectordeur bestaat uit een water- kerende staalconstructie van 22,5 m hoog met een booglengte van 208 m en een straal van 246 m , waarachter een stalen ruimtevakwerk voor de overdracht van de waterdruk naar een centraal draai- en oplegpunt. De vakwerken zijn opgebouwd uit kokervormige profielen.

Per sectordeur zijn in totaal achttien openingen aangebracht, waarvan de hoog-

ten gelijk zijn, n.1. 4,4 m, maar die in de breedte verschillen.

Deze openingen, in totaal bruto 845 m2, kunnen worden afgesloten met schuiven.

De vorm van de onderrand van de deur is bepaald op grond van overwegingen t.a.v. stroming en drijfvermogen. In de onderrand zijn gas-geveerde afsteun- constructies opgenomen voor het gecon- troleerd afzinken van de laatste 6 m.

De bovenrand dient als fundatie voor de pennenbaan van het bewegingswerk en als fundatie voor de bewegingswerken van de schuiven voor de doorlaatopeningen.

In deze bovenrand is een waterdichte gang opgenomen ten behoeve van de voe- ding en de besturing van de inlaten, de pompen en de hydraulische cilinders.

Deze gang staat in verbinding met het inspectiepad op de deur, de machine- ruimten in de deur en de leidingenko- kers in het vakwerk.

Het bewegingswerk van een deur bestaat uit 2 onafhankelijk van elkaar werkende locomobielen die aangrijpen op de pen- nenbaan. De horizontale afzetkracht van het bewegingswerk wordt middels een in het landhoofd opgenomen steunconstruc- tie afgevoerd naar een paalfundering.

De steunconstructie is geïntegreerd in het bedieningsgebouw.

Naast de voeding vanaf het G.E.B.-net wordt iedere deur voorzien van 3 die- selgenerator sets voor 500 KVA elk.

Wanneer de deur niet in gebruik is, wordt deze, in opgedreven toestand,

zijdelings weggedreven in een met een roldeur afsluitbaar dok, binnen het landhoofd.

Het scharnierpunt van een deur wordt gevormd door een in alle richtingen zelfinstellend draai- en oplegpunt.

Het draaipunt is geplaatst op een tra- peziumvormige voorgespannen betonnen plaat op maaiveldhoogte. De afmetingen van de op 21 stalen buispalen gefun- deerde plaat bedraagt 72x72x6,50 m.

In de rivierbodem is een drempelcon- structie voorzien welke de aanslag vormt voor de sectordeuren. In afgezon- ken positie rust de deur op hardhouten ribben, waarbij onder de deur een spleet van 25 cm open blijft. Het op- legniveau is N.A.P. -17,5 m.

De toplaag van de drempel bestaat uit 2,5 m dikke betonblokken met een ge- wicht van 220 ton per stuk. Onder de drempel is een granulair filter aange- bracht aansluitend aan en ter weerszij- den van de drempel is een bodembescher-

ming over een totale lengte van circa 300 m en als filterconstructie uitge- voerd .

De kering is gesitueerd op locatie km 1026,3. De doorvaartbreedte bedraagt 360 m en volgt het bodemprofiel van fi- guur 4.

De kerende hoogte bedraagt circa N.A.P. +5,50 m.

Bij het sluiten van de kering worden 3 fasen onderscheiden:

1. Het gelijktijdig indraaien van beide sectordeuren met geopende schuiven.

2. Het synchroon afzinken van de beide deuren.

3. Het sluiten van de doorstroomopenin- gen, afhankelijk van de situatie.

De sluitingsduur van fase 1 + 2 bij aanvang sluiting op een waterstand van N.A.P., bedraagt 1,8 uur; van fase 3 is de duur 10 minuten. De totale openings- tijd bedraagt 2 of 3 uur afhankelijk van de gekozen strategie.

Voor de bediening van de kering is een beslis- en een besturingssysteem voor- zien.

\

ZEEZIJDE RIVIERZIJDE

Figuur 6. B.M.K - SEKTORDEURKERING

AANZICHT DEUR Bü OPEN KERING

MAP

AANZICHT DEUR AFGEZONKEN

Figuur 7.

B.M.K - SEKTORDEURKERING

KLEPPENKERING HET PRINCIPE

ZEEZIJDE RIVIERZIJDE

IN R U S T S T A N D S T A N D - B Y

K E R E N D K E R E N D M E T O V E R L A A T

Figuur 9.

B.MK-PNEUMATISCHE KLEPPENKERING

4.4. Segaentdeuren (rijdend)

De segmentdeur-kering bestaat in hoofd- zaak uit twee sluisdeuren, welke de vorm hebben van een cilindersegment.

Elke segemntdeur wordt gesteund en in positie gehouden door een draagarm, die op zijn beurt door middel van een

scharnierconstructie met de draagarm- fundering is verbonden (figuur 10 en 11).

De draagarm is samengesteld uit buis- profielen om opdrijvend vermogen te verkrijgen ter beperking van de drem- pelbelasting.

Tijdens het sluiten van de kering rij- den de deuren over een in de rivier aangelegde drempelconstructie. De drem- pel is gemaakt van gewapend betonnen geprefabriceerde elementen gefundeerd op stalen buispalen. Over de volledige drempellengte is een stalen damwand- scherm ter voorkoming van onderloops- heid aangebracht.

In het bovenvlak van de drempel is een rolgeleidingsplaat opgenomen waarover de aan de voet van een hefpaal gemon- teerde wielstellen rijden. Elke deur is voorzien van 2 hefpalen op circa 1/4 van de deurlengte. Voor een goede ver- ticale beheersing tijdens het rijden wordt de voorbelasting op de rolgelei- dingen constant gehouden door middel van in de deur opgenomen ballasttanks.

In gesloten toestand rusten de deuren via stalen schoenen op de drempel. In elke segmentdeur zijn 26 beweegbare stalen spuischuiven opgenomen, met een gezamenlijke doorstroomopening van bru- to circa 1300 m2. De draagarmfundering bestaat uit een met grond gevulde cais-

son, waaraan twee scharnieren zijn be- vestigd voor de verbinding met de draagarm.

De elektrische aandrijving van de seg- mentdeuren geschiedt met behulp van een

op elk der landhoofden op een tandrad- baan opgestelde aandrijfwagen.

Tussen de landhoofden en de draaipunten zijn de deurkassen gesitueerd waarin de deuren met draagarmen zijn gestatio- neerd bij geopende kering.

Op elk landhoofd is een bedieningsge- bouw voorzien. Aan de rivier zijde van de segmentdeuren zijn aanvaarbescher- mingsconstructies aangebracht.

Ter weerszijden van de drempel is een bodembescherming aangebracht. Deze is opgebouwd uit een zinkstuk met filter- weefsel en een naar zwaarte gedifferen- tieerde steenbestorting. De rand van de zinkstukken aan de rivierzijde is ver- zwaard met randbalken. Aan de zeezijde is voor de zinkstukken een grind- en steenbestroting aangebracht. De totale lengte van de bodembescherming bedraagt 700 m.

De kering is gesitueerd op locatie km 1022,9 waarbij de zuidelijke deurkas binnen de landtong van Rozenburg valt en aan de noordzijde van de kering een geleidedam is geprojecteerd, zodat de rivierbocht gedeeltelijk wordt rechtge- trokken (figuur 18).

De doorvaartbreedte van de kering be- draagt 360 m; de kerende hoogte van de deuren N.A.P. +6,0 m; de lekopening 36 m2.

De bovenkant van de drempel ligt op N.A.P. -17 m; de bodem van de deurkas- sen op N.A.P. -15'm.

Het kerend vermogen van de kering be- draagt maximaal 4,70 m positief verval en 2,0 m negatief verval.

De kering wordt in principe gesloten door twee achtereenvolgende fasen:

1. het dichtdraaien van de segmentdeu- ren;

2. het sluiten van de spuischuiven.

De minimum benodigde tijd voor deze beide handelingen bedraagt respectieve- lijk 20 en 10 minuten en is regelbaar voor elke gewenste langere sluitings- duur .

De minimum openingsduur is eveneens 30 minuten.

De kering kan worden gesloten bij een vloeddebiet tot maximaal 16.000 m3/s. De schuiven kunnen worden geopend bij een negatief verval van maximaal 2 m;

de deuren bij een negatief verval van maximaal 0,20 m.

Voor energievoorziening van de kering zal zowel op de noordelijke als op de zuidelijke oever een elektrische cen- trale worden geinstalleerd met elk een capaciteit van 1,3 mega Watt.

Ten behoeve van de bedrijfsvoering is een bedienings-, besturings- en een be- wakingssysteem voorzien.

%

HOOGWATERKERING

NOORDZEEWEG

SPOORWEG HOEK VAN HOLLAND - MAASSLUIS

CALANDKANAAL

Figuur 10,

NIWAS - SEGMENTDEURKERING

CALANDKANAAL NIEUWE WATERWEG

BESTAANDE SITUATIE

SEGMENTDEUR

C..igë*É^£É£^

t

y:-i^:

*T .''??_''• ; T," ^ _ ' ™ " '|^ - ™ ,," ; " T . - F * " " - ^ ! . . . " ? . " • .• "'jp •. • •_ \ . _•_',•' .'.'f-'.'' -"'."••*1.-- *';". . / ' • ' "

.-.(•

NIEUWE TOESTAND _ SEGMENTDEUREN IN PARKEERSTAND

NIEUWE TOESTAND -[- NIEUWE WATERWEG AFGESLOTEN

au

DEURAANDRIJVING

GRONDKERING DREMPEL f FUNDERING

"1

iiiiiiiFiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiMiiiiui'iiiruu

r f . ï H H

SCHUIVEN SEGMENTDEUR

n u ra mronirLTi^jLiiri

V

6.00m

-1

.f„. •..,y.lu...y..ml.^...M,.Mj...y..^MyM^|jniyiiiyi|iyi|ifyjg

iïTTTTfmtr

l f i . ! l ! !f.| ! ! L

l-hliil'iN

AANZICHT SEGMENTDEUR

. i -

- * M t j - i f - j It 4 f 4 * t

\z

DWARSDOORSNEDE KERING

Figuur 11 NIWAS - SEGMENTDEURKERING

4.5. Bootdeur

De kering is opgebouwd uit een drijven- de, afzinkbare bootdeur lang 390 m en met een doorsnede van 22x54 m, en een diepgang van 3 meter. In de deur zijn 60 doorlaatopeningen van 3,5x3,5 m op- genomen. De spui-openingen, in totaal bruto 750 m^, zijn afsluitbaar middels elektrisch aangedreven schuiven.

De deur is middels een verticaal schar- nier bevestigd aan een op de noordelij- ke oever gesitueerde betonnen pijler met een grondvlak van 120x60 m (figuur

12 en 13).

Op de zuidelijke oever is een betonnen pijler met een grondvlak van 120x40 m geprojecteerd. Deze pijler vormt de aanslag bij gesloten kering.

Bij geopende kering is de deur opgelegd op betonnen steunpunten in een weste- lijk van het scharnierpunt gelegen dok.

De dokbodem ligt op N.A.P. -4,50 m.

Het vrije uiteinde van de deur is mid- dels Kevlarkabels via keerschijven ver- bonden aan lieren, die zijn opgesteld

in een aan de westzijde van het dok ge- situeerd lierengebouw.

Bij het indraaien wordt de deur aange- dreven door twee intrekbare schroeven die gezamenlijk een stuwkracht leveren van maximaal 1000 kN, terwijl met be- hulp van de lieren de roterende bewe- ging wordt beheerst. Ten behoeve van het afzinken zijn ballasttanks aange- bracht, voor het opdrijven een pers- luchtsysteem met een capaciteit van maximaal 640 m^/min.

Voor geleiding van de deur tijdens het afzinken respectievelijk opdrijven is elke pijler voorzien van op rubberblok-

ken gemonteerde aluminiumbronzen glij- vlakken. In afgezonken toestand is de deur opgelegd op in de pijlers gemaakte horizontale vlakken op een niveau van N.A.P. -16 m. Er blijft een spleet van tenminste 1 m tussen onderkant deur en niveau bodem bestaan.

Ter plaatse van de kering is over een lengte van circa 300 m op de rivierbo- dem een bodembescherming aangebracht.

De bodembescherming is uitgevoerd als filterconstructie. De middenstrook ter breedte van 134 m is gepenetreerd, ter- wijl van de buitenste stroken ter breedte van circa 30 m de steen is ge- penetreerd met asfalt dan wel een as- faltslab is aangebracht. De bovenkant van de bodembescherming ligt op een diepte van N.A.P. -17 m. De kering is gesitueerd op locatie km 1026,2. De doorvaartbreedte van de kering bedraagt 360 m; de kerende hoogte N.A.P. +6,0 m.

Het kerend vermogen bedraagt maximaal 5,25 m positief verval en 1,0 m nega- tief verval.

De kering wordt in 3 fasen gesloten:

1. indraaien deur, duur 20 minuten;

2. afzinken van de deur tot 1 m boven de bodem, duur 60 minuten;

3. sluiten van de schuiven, duur 60 mi- nuten.

Sluiting is mogelijk tot een vloedde- biet van maximaal 20.000 m^/s.

Voor energievoorziening zijn twee af- zonderlijke aansluitingen op het open- bare net voorzien.

Ten behoeve van de bedrijfsvoering is uitgegaan van een bedienings-, een be- wakings- en een scheepvaartbegelei- dingssysteem dat is ondergebracht in het bedieningsgebouw op de noordelijke pijler .

DOORSNEDE A . A

f ^ZEEWAARTS

' 1 1 1 1 1 1 1 • 11 i n 1 1 ' i ' 1 1 1 ' M i ' i • i • i ' ' .

Kontroletoren

BOOTDEUR

(gesloten)

Landhoofd NAP+6,00

LANDWAARTS

t

NAR-16,00 i Drempelpeil

Rechteroever

i l I I

17,00

Figuur 13.

C.S.N.W - BOOTDEUR