GolfdempersGolfdempersRob van den Haak, ing. Rob van den Haak, ing.

30 juni 2013 30 juni 2013

Ongeveer een derde van Nederland ligt onder de

zeespiegel

Na de storm van 1953 is de zee inmiddels 20 cm gestegen, zijn de golven groter geworden, komen in de hele wereld steeds meer superstormen voor en blijft ons land zakken.De grotere rivieraanvoer ten gevolge van grotere neerslag in Europa brengt ons land steeds verder in gevaar.

Na een storm kan er zeer Na een storm kan er zeer veel zand van het duin veel zand van het duin

afslaanafslaan

Ook dijkoverslag is een mogelijkheid Ook dijkoverslag is een mogelijkheid

Afschuiven binnentalud in 1953 in ZeelandAfschuiven binnentalud in 1953 in Zeeland

De Hondsbossche zeewering in langsaanzicht De Hondsbossche zeewering in langsaanzicht met begroeiïng aan boven-en landzijdemet begroeiïng aan boven-en landzijde

Stormgolven verwijderen zand

•Bij storm wordt door de grote golven het zand langs het strand en de duinen weggehaald en bij normaal weer voor een zeer klein deel teruggebracht

•RWS streeft daarom een lange 1 : 500 vooroever helling na, zodat de golven sneller

afnemen in grootte.•Vele periodieke zandsuppleties blijken na één

herfststorm te zijn verdwenen. •Ook dure strandsuppleties blijven voor een

deel noodzakelijk

Kosten zandsuppletieKosten zandsuppletie

Van 2001-2012 is er totaal 158 miljoen m3 Van 2001-2012 is er totaal 158 miljoen m3 zand gesuppleerd. In het begin 7,5 miljoen en zand gesuppleerd. In het begin 7,5 miljoen en nu 15 miljoen kubieke meter per jaar. nu 15 miljoen kubieke meter per jaar.

Met het stijgend zeeniveau zal dit over 50 jaar Met het stijgend zeeniveau zal dit over 50 jaar waarschijnlijk de 40 à 50 miljoen kubieke waarschijnlijk de 40 à 50 miljoen kubieke meter per jaar bereiken. Zonder de jaarlijkse meter per jaar bereiken. Zonder de jaarlijkse inflatie zal de prijs ((15+40)/2)miljoen minflatie zal de prijs ((15+40)/2)miljoen m33 * 50jr * * 50jr * 4,5€ op zo’n dikke 6 miljard euro. 4,5€ op zo’n dikke 6 miljard euro.

Dat is nog zonder de aanzienlijk hogere kosten Dat is nog zonder de aanzienlijk hogere kosten om de stranden en duinen zelf bij te houden. om de stranden en duinen zelf bij te houden.

  

Mogelijke dijkbreuk t.g.v. hoge golvenMogelijke dijkbreuk t.g.v. hoge golven

Faalmechanisme Faalmechanisme toplaagstabiliteittoplaagstabiliteit

Uitspoeling Uitspoeling materiaal uit materiaal uit

onderlaagonderlaag

Diepe Diepe kleinschalige kleinschalige afschuivingafschuiving

Toplaagstabili-Toplaagstabili-teit door losse teit door losse

breuksteenbreuksteen

Overlopen Afschuiven buitentalud Erosie vooroever

Golfoverslag Afschuiven binnentalud Zetting

Zonder golfdempers trekken stormgolven het zand Zonder golfdempers trekken stormgolven het zand zeewaarts, slechts een deel komt terug en deels zeewaarts, slechts een deel komt terug en deels gaat verder met de stroom mee naar het noorden, gaat verder met de stroom mee naar het noorden,

Golfdempers verlagen de golven, houden zand vast Golfdempers verlagen de golven, houden zand vast en een steile vooroever deert hen nieten een steile vooroever deert hen niet

Oorspronkelijke hellingNieuwe helling

Bij toepassing van golfdempers Bij toepassing van golfdempers wordt zandsuppletie overbodigwordt zandsuppletie overbodig

Golfdempers dempen de golven vlak voor Golfdempers dempen de golven vlak voor de kust, dus een 1:500 helling is niet nodigde kust, dus een 1:500 helling is niet nodig

Gedurende de 50 jaar, de leeftijd van de Gedurende de 50 jaar, de leeftijd van de golfdempers, zal er zeer weinig tot geen golfdempers, zal er zeer weinig tot geen zandsuppletie meer nodig zijn.zandsuppletie meer nodig zijn.

De golfdempers kunnen bij normaal weer, De golfdempers kunnen bij normaal weer, maar ook bij Storm, op wens het maar ook bij Storm, op wens het zand vasthouden of doorlatenzand vasthouden of doorlaten

De 20 km brede zandrivier De 20 km brede zandrivier zorgt voor het meeste zand i zorgt voor het meeste zand i in de Waddenzee in de Waddenzee

Plaatsing en afstandPlaatsing en afstand

De 126 m lange golfdempers liggen voorlopig op 74 m afstand van elkaar. De doorgaande golven De 126 m lange golfdempers liggen voorlopig op 74 m afstand van elkaar. De doorgaande golven vermengen zich met de gedempte golvenvermengen zich met de gedempte golven . . Later kunnen ze nog dichter bij elkaar worden Later kunnen ze nog dichter bij elkaar worden

geplaatstgeplaatst

Door zuiging in het golfdal en druk in Door zuiging in het golfdal en druk in de top liggen ze in balans, bewegen niet de top liggen ze in balans, bewegen niet

en dempen zo de golven en dempen zo de golven

In 1993 zijn de golfdempers In 1993 zijn de golfdempers getest door TU-Delftgetest door TU-Delft

Studie: “Vryhof floating Breakwater”Studie: “Vryhof floating Breakwater”TU Delft, faculteit der Civiele Techniek Offshore TU Delft, faculteit der Civiele Techniek Offshore

Technologie R.J.W.Burgers, april 1993Technologie R.J.W.Burgers, april 1993

Hoe werken golfdempersHoe werken golfdempers   Door de druk van het golfdal en de druk van de golftop Door de druk van het golfdal en de druk van de golftop

op de ponton zijn in balans, de golfdemper ligt daardoor op de ponton zijn in balans, de golfdemper ligt daardoor stil en de golf wordt zodoende gedempt.stil en de golf wordt zodoende gedempt.

Om de golfdemper in de goede stand te draaien wordt Om de golfdemper in de goede stand te draaien wordt van die druk gebruik gemaakt. Bij elk golftop wil de van die druk gebruik gemaakt. Bij elk golftop wil de golfdemper mee bewegen. golfdemper mee bewegen.

de kettingratel wordt vanaf de kettingratel wordt vanaf het vaste land wordt radio- het vaste land wordt radio- grafisch bestuurd . grafisch bestuurd .

Bij het centrale draaipunt aan Bij het centrale draaipunt aan de andere poot beweegt de de andere poot beweegt de ponton niet en kan men de ponton niet en kan men de ponton in de juiste positie ponton in de juiste positie manoeuvreren.manoeuvreren.

Vergelijking kosten Vergelijking kosten zandsuppletie en golfdempers zandsuppletie en golfdempers

voor Zuid-, N-Holland en Zeelandvoor Zuid-, N-Holland en Zeeland Tegenover de huidige zandsuppletie Tegenover de huidige zandsuppletie

van 6 miljard euro gedurende 50 jaar van 6 miljard euro gedurende 50 jaar staat de eenmalige aanschaf van 500 staat de eenmalige aanschaf van 500 golfdempers voor de Noord- en Zuid-golfdempers voor de Noord- en Zuid-Hollandse kust en 250 voor de Zeeuwse Hollandse kust en 250 voor de Zeeuwse kust voor een totaalprijs van ca 1,5 kust voor een totaalprijs van ca 1,5 miljard euro. miljard euro.

Men kan beginnen om de zwakke delen Men kan beginnen om de zwakke delen te beschermente beschermen

Enkele details van Enkele details van de testende testen

Top

Golfdemper detailsGolfdemper details

Lengte ponton 126 m Hoogte ponton 6 m Huiddikte 8 mm Totaal gewicht 296 ton Waterballast 2640 ton

De pontons kunnen ook in een goedkoop land worden gebouwd en naar Nederland worden getransporteerd

golfdemppoten

Ponton

Zijn golfdempers de oplossing? Zijn golfdempers de oplossing? Golfdempers dempen grote stormgolven met Golfdempers dempen grote stormgolven met

36% en hun energie met 50%36% en hun energie met 50%

Met 74 m afstand van elkaar wordt dat 25% en 34%, zodat de strandbezoekers nog golven zien

De golfdemper zijn volledig opgebouwd uit spantloze geknikte platen

platen

kettingratel

Golfdemper doorsnedenGolfdemper doorsneden

Stalen golfdemperStalen golfdemper

BALLASTWATERBALLASTWATER

Betonnen golfdemperBetonnen golfdemper

BALLAST ZAND

Uit het westen aanrollende golven worden Uit het westen aanrollende golven worden

door radiografisch vanaf de kust gedraaide door radiografisch vanaf de kust gedraaide golfdempers gedempt , waardoor het zand golfdempers gedempt , waardoor het zand blijft liggen.blijft liggen.

Manipuleren met golfdempers (1)Manipuleren met golfdempers (1)

GOLFTOPGOLFTOP

Manipuleren met golfdempers (2)Manipuleren met golfdempers (2)Het teveel aan zand van rechts naar links brengenHet teveel aan zand van rechts naar links brengen

De rechts evenwijdig aan de golven opgestelde De rechts evenwijdig aan de golven opgestelde golfdempers laten de golven ongehinderd door. Het golfdempers laten de golven ongehinderd door. Het zand verplaatst zich met de ebstroom naar links en zand verplaatst zich met de ebstroom naar links en wordt bij de gedempte golven vastgehouden .wordt bij de gedempte golven vastgehouden .

GOLFTOP

GOLFTOP

ebstroomebstroom

Ze worden centraal vanaf de kust Ze worden centraal vanaf de kust gedirigeerdgedirigeerd

Bron: Ir.H.J. van Engelen Bron: Ir.H.J. van Engelen “Zanddiodes voor “Zanddiodes voor

Delfland” studie TU-Delft, Delfland” studie TU-Delft, 1993 1993

Langstransport bij golfdempersLangstransport bij golfdempersEvenwijdig aan de kust vast opgestelde golfdempers Evenwijdig aan de kust vast opgestelde golfdempers kunnen in plaats van 43.000 m3/jaar noordwaarts ook kunnen in plaats van 43.000 m3/jaar noordwaarts ook

13.800 m3/jaar zuidwaarts transporteren.13.800 m3/jaar zuidwaarts transporteren.

TOTAALTOTAAL

Let wel: de golfdemp-ers liggen hier op 10 m van elkaar!

**

Langstransport bij 20 grad gedraaide Langstransport bij 20 grad gedraaide golfdempersgolfdempers (VASTE OPSTELLING)(VASTE OPSTELLING)

doordat de golven uit de richtingen 240 en 270 gr gedempt worden, neemt het doordat de golven uit de richtingen 240 en 270 gr gedempt worden, neemt het transport naar het noorden af ten bate van de transport naar het noorden af ten bate van de zuidelijke zuidelijke richtingrichting

30 360 330 300 270 240 21030 360 330 300 270 240 210 golfrichtinggolfrichting. .

hoekverdraaiïng -20 gr 460.000 m3/JAARhoekverdraaiïng -20 gr 460.000 m3/JAAR hoekverdraaiïng -30 gr 440.000 m3/JAARhoekverdraaiïng -30 gr 440.000 m3/JAAR hoekverdraaiïng -40 gr 280.000 m3/JAARhoekverdraaiïng -40 gr 280.000 m3/JAAR

TOTAALTOTAAL

Bij 360 graden Bij 360 graden worden ze niet worden ze niet gedempt en kan gedempt en kan men het zo regelen men het zo regelen dat het zand dat het zand ongehinderd naar ongehinderd naar het noorden het noorden passeertpasseert

Let wel: de golfdemp-ers liggen hier op 10 m van elkaar!

Ruwweg wordt jaarlijks 200.000 m3 door de eb- en vloedstroom noord- en Ruwweg wordt jaarlijks 200.000 m3 door de eb- en vloedstroom noord- en 160.000 m3 zuidwaarts verplaatst. 160.000 m3 zuidwaarts verplaatst.

Golfdempers kunnen dus het noordwaarts gerichte deel tussen 0 en 6 m Golfdempers kunnen dus het noordwaarts gerichte deel tussen 0 en 6 m diepte langs de kust makkelijk verwerken. diepte langs de kust makkelijk verwerken.

Transport langs de kustTransport langs de kust

Noordwaarts transport

Zuidwaarts transport

Vòòr 1991

Een ca 20 km brede zandrivier tussen -20 m NAP en de kust brengt het zand langs onze kust

Via die 20 km brede zandrivier krijgt de Waddenzee er jaarlijks via de sterke eb- en vloedstromen van de zandrivier tussen de waddeneilanden door er 29 miljoen ton per jaar bij(zie ook blz 78, Publicaties, “zandbeweging langs de kust”).

Zandtransport langs de Nederlandse kust vòòr

1991

In 10.000.000 ton per jaar opgave RWS

Zandtransport langs Zandtransport langs de Nederlandse kustde Nederlandse kust

Zandtransport langs de Nederlandse kust voor 1991In 10.000.000 ton per jaar

Via de brede zandrivier vanuit het zuiden stroomt een groot deel daarvan de Waddenzee in

Bij Petten gaat 11 miljoen ton af

Voor Zd- en Nd-Holl werd het zand ca 15 km uit de kust kustwaarts ver- plaatst en een deel noord- waarts

Miljoen ton

Opgave RWS 1991

0

-9

+29

Verankeren Verankeren van van

golfdempers, golfdempers, ankers ankers plaatsen en plaatsen en

voorspannenvoorspannen De golfdemper draait om één ankerpunt De golfdemper draait om één ankerpunt De andere poot is voorzien van een vanaf de kust De andere poot is voorzien van een vanaf de kust

radiografisch bediende kettingratel radiografisch bediende kettingratel De ankers worden voorgespannen via een eenvoudige De ankers worden voorgespannen via een eenvoudige

permanente stopchaser permanente stopchaser Na de ketting te hebben gespannen, wordt het eind van Na de ketting te hebben gespannen, wordt het eind van

de ketting gezekerdde ketting gezekerd

t.g.v het losse kettinggewicht

Elke trek ca 8 schakels of 4 mtr

Na het voorspannen draait de chaser zich om

Verankeren Verankeren van van

golfdempersgolfdempers

Er zijn dus geen kettinglieren op de golfdemper Er zijn dus geen kettinglieren op de golfdemper nodig om de ankers voor te spannennodig om de ankers voor te spannen

Wanneer een ketting breekt of anker slipt zal de Wanneer een ketting breekt of anker slipt zal de golfdemper, zonder gevaren te veroorzaken, golfdemper, zonder gevaren te veroorzaken, bijdraaienbijdraaien

Een lagere veiligheid voor ankers en kettingen kan Een lagere veiligheid voor ankers en kettingen kan daarom in financiëele overweging worden genomen.daarom in financiëele overweging worden genomen.

Maximum ankerkrachten zijn ca 800 tMaximum ankerkrachten zijn ca 800 t

t.g.v het losse kettinggewicht

Na het voorspannen draait de chaser zich om

De kettingstopperDe kettingstopper

De De groenegroene stopper wordt omhoog gehouden stopper wordt omhoog gehouden De ketting kan door de vrij op en neer bewegende De ketting kan door de vrij op en neer bewegende

rode rode stopperstopper wel naar links bewegen, maar wel naar links bewegen, maar De De rode rode fixedfixed

telkens wel telkens wel de beweging de beweging

naar rechts naar rechts

Gewicht ca 6 t

Om de hydraulisch geregelde Om de hydraulisch geregelde kettingratel continu te kunnen kettingratel continu te kunnen bedienen wordt een zuiger(5) in bedienen wordt een zuiger(5) in een pijp door de golfdruk op en een pijp door de golfdruk op en neer bewogen. De met (5) neer bewogen. De met (5) verbonden hydraulische verbonden hydraulische cilinder(2) houdt het drukvat(4) op cilinder(2) houdt het drukvat(4) op spanning. Zender/ontvanger(1) spanning. Zender/ontvanger(1) regelt met de klep(3) via de regelt met de klep(3) via de hydraulische cilinder(6) de stand hydraulische cilinder(6) de stand van de kettingstopper.van de kettingstopper.

1

2

3

4

5

6

De stand van de golfdempers De stand van de golfdempers kan centraal vanaf het vaste kan centraal vanaf het vaste land worden geregeldland worden geregeld

1

2

3

4

5

6

Tijdens normaal weer kunnen de Tijdens normaal weer kunnen de 2880 tons (incl. ballast) golf-2880 tons (incl. ballast) golf-dempers, evenwijdig aan de dempers, evenwijdig aan de golven opgesteld, stroom golven opgesteld, stroom opwekken.opwekken.

Een generator wordt via een Een generator wordt via een vliegwiel aangedreven via een vliegwiel aangedreven via een aan de zeebodem verankerde aan de zeebodem verankerde staaldraad.staaldraad.

De generator levert zijn energie De generator levert zijn energie aan het elektriciteitsnet. aan het elektriciteitsnet.

De heen en weer gaande bewe-De heen en weer gaande bewe-ging van de golfdemper bij een ging van de golfdemper bij een 4 m hoge golf is ca 5 m met een 4 m hoge golf is ca 5 m met een cyclustijd van 8 sec.cyclustijd van 8 sec.

Ze kunnen bij normaal weer Ze kunnen bij normaal weer ook energie opwekkenook energie opwekken

GeneratorGenerator

DraaipuntDraaipunt

ConclusiesConclusies

1. Golfdempers zijn aanzienlijk goedkoper dan zandsuppletie en leveren hetzelfde resultaat en een levensduur van 50 tot 60 jr.

2. Golfdempers voorkomen bij storm het afkalven van duinen, houden het zand vast of laten het naar wens vrij passeren.

3. Een deel van het zand zal met de noordelijk gerichte stroom meegaan naar de Waddenzee.

4. Het weinige zand dat bij toepassing van golfdempers afkalft wordt door de gedempte golven weer naar het strand teruggebracht, een deel daarvan stuift door de wind naar de duinen.

5. Men kan de kust zelfs laten groeien!6. De 1:500 helling eis is niet meer nodig

Verdere opmerkingenVerdere opmerkingen

We noemen hier enkele prijzen welke in We noemen hier enkele prijzen welke in 20042004 genoemd zijn door Delft hydraulics & Royal Haskoning genoemd zijn door Delft hydraulics & Royal Haskoning (inflatie niet verrekend):(inflatie niet verrekend):

Kosten voor vooroeversuppletie bedragen € 3 à 4 Kosten voor vooroeversuppletie bedragen € 3 à 4 per m3 incl. BTW € 3,50 / m3 exc BTW( nu 4.5 €) per m3 incl. BTW € 3,50 / m3 exc BTW( nu 4.5 €)

Strandsuppletie is ca. 2 x zo duur € 7,-- exc BTWStrandsuppletie is ca. 2 x zo duur € 7,-- exc BTW De kosten voor duinsuppletie zijn sterk afhankelijk De kosten voor duinsuppletie zijn sterk afhankelijk

van de locatie; waar in de duinen, hoe ver van de locatie; waar in de duinen, hoe ver landinwaarts en hoe hoog (i.v.m. oppompen). landinwaarts en hoe hoog (i.v.m. oppompen). Globaal kost het ongeveer het dubbele van Globaal kost het ongeveer het dubbele van strandsuppletie € 14,-- excl BTW.strandsuppletie € 14,-- excl BTW.

Droog: Droog: Klei leveren en aanbrengen: € 13,50 /m3.Klei leveren en aanbrengen: € 13,50 /m3. Droog:Droog:Zand leveren en aanbrengen: € 12,-- /m3Zand leveren en aanbrengen: € 12,-- /m3

Snel veilig zijn!Snel veilig zijn!

Volgens de Deltacommissaris zal er Volgens de Deltacommissaris zal er geruime tijd overheen zal gaan voordat geruime tijd overheen zal gaan voordat alle huidige keringen en kunstwerken alle huidige keringen en kunstwerken weer aan de normen voldoen.weer aan de normen voldoen.

Een één miljard investering aan Een één miljard investering aan golfdempers zijn een overweging waard golfdempers zijn een overweging waard om de kust zeer snel veilig te maken.om de kust zeer snel veilig te maken.

Alleen voor de zwakke delen is dit al een Alleen voor de zwakke delen is dit al een overweging waard.overweging waard.

Een zeer grote zeespiegel-Een zeer grote zeespiegel-stijging fataal?stijging fataal?

De zee blijft stijgen en de weersgesteldheid wordt extremer en uiteindelijk is Nederland genoodzaakt om een dijk langs de hele kust aan te leggen met bekkens waarin het niveau -50 tot +50 cm NAP kan variëren plus het voordeel dat onze rivieren hun huidige peil kunnen handhaven zonder Alle dijken, bruggen, sluizen en gemalen behoeven dan niet meer te worden aangepast.

Ongeveer een derde van Neder-land ligt onder de zeespie- gel

In eerste instantie voorlopig alleen de zwakke delen te beschermen

met drijvende golfdempers twee kilometer uit de

kust

De rivieren bij vloed naar de Zeeuwse wateren leiden via

periodiek gesloten water-keringen

Mogelijk nu reeds een valmeervalmeer wat stroom opwekt

en later, bij sluiting Maesl.kering, +/-2075, ‘s

nachts ook het rivierwater uit het bekken in zee pompt

De Hollandse kust De Hollandse kust adaptiefadaptief behandelenbehandelen

Een sterk verhoogd zee-en rivierniveau en verzilting zullen ons uiteindelijk dwingen om (over een eeuw?) de

Haakse Zeedijk aan te leggen en de golfdempers vòòr die dijk te

verplaatsen.

Zeespiegelstijging Zeespiegelstijging en mogelijk stormpeilen mogelijk stormpeil

-30 cm NAP-30 cm NAP

2012 (+18 NAP)2012 (+18 NAP)

18641864

60 cm

40 cm

20 cm

0cm

Watersnood 1953 (+0 NAP)Watersnood 1953 (+0 NAP)

Overstroming in 1916 (- 5 NAP)Overstroming in 1916 (- 5 NAP)

RWS

1010

00

-10-10

-20-20

-30-30

-40-40

stormvloed 1953 NAP + 387 cmstormvloed 1953 NAP + 387 cm stijging zee 1953 -2012 19 cm stijging zee 1953 -2012 19 cm springvloed extra springvloed extra 45 cm45 cm heden mogelijk ca. 451 heden mogelijk ca. 451 cmcm 21

0021

00

2 weken later na de 2 weken later na de stormvloed in 1953 stormvloed in 1953 zou het bij spring-zou het bij spring-vloed 45 cm hoger vloed 45 cm hoger zijn geweest!zijn geweest!

0 mtr NAP

De voorspellingen van de zeeniveaustijging zijn zeer onbetrouwbaar. In de jaren De voorspellingen van de zeeniveaustijging zijn zeer onbetrouwbaar. In de jaren zeventig dacht men dat het begin van de ijstijd weer komende was. In de tachtiger zeventig dacht men dat het begin van de ijstijd weer komende was. In de tachtiger jaren bedreigden de golven onze kust. Commissie Veerman ging uit van een jaren bedreigden de golven onze kust. Commissie Veerman ging uit van een zeeniveaustijging van 0,65 tot 1,3 meter +NAP. Het IPCC in 2007 van 0,18 en0, 59 zeeniveaustijging van 0,65 tot 1,3 meter +NAP. Het IPCC in 2007 van 0,18 en0, 59 m. De Arctische raad komt in nov 2012 uit op 0,90 – 1,6 m. Gezien de grafiek gaat m. De Arctische raad komt in nov 2012 uit op 0,90 – 1,6 m. Gezien de grafiek gaat Commissie Kuijken misschien reëler met de voorspellingen om en neemt 50 tot 85 Commissie Kuijken misschien reëler met de voorspellingen om en neemt 50 tot 85 cm. cm.

Maar….de waterwolf blijft Maar….de waterwolf blijft loeren! loeren! (Aug 2013)(Aug 2013)