Dynamisch waterbeheer WINN WaterInnovaties

Flexibele kranen in een dynamisch systeem

WINN – WaterInnovatieprogramma Rijkswaterstaat i.s.m. Deltares

Dynamisch waterbeheer

[email protected]

[email protected]

oktober [email protected] [email protected]

WINN Innovatieprogramma Wateruitdagingen

WINN is het Innovatieprogramma voor Wateruitdagingen van Rijkswaterstaat. Rijkswaterstaat gaat in WINN, samen met kennisinstituut Deltares en het bedrijfsleven wateruitdagingen aan.

WINN probeert nieuwe ideeën uit en demonstreert die aan collega’s,

waterbeheerders en het publiek. Zo werken we samen aan oplossingen voor de toekomstige wateropgave.

Deze slideshow is gemaakt binnen het thema Watermanagement. Met de toenemende eisen die aan ons watersysteem gesteld worden zullen we steeds slimmer het beschikbare (en overtollige) water moeten managen. WINN zoekt naar concepten, maar ook de instrumenten en infrastructuur daarbij. Het concept 'Dynamisch Waterbeheer' is een van de ideeen voor toekomstig waterbeheer waarvan WINN de haalbaarheid onderzoekt.


Het beheer van waterOnder normale omstandigheden levert de verdeling van water in Nederland geen problemen op. Bij erg veel of erg weinig water is de verdeling en timing niet evenwichtig, waardoor problemen eerder voorkomen.

Twee voorbeelden:

Amsterdam-Rijnkanaal / Noordzeekanaal

Rivieren


Amsterdam-Rijnkanaal / Noordzeekanaal

Peilbeheer is voornamelijk streefpeil handhaven. Er wordt weinig geanticipeerd of naar de omgeving gekeken.

Droogte zomer 2003: Markermeerwater wordt richting het gebied van Rijnland gevoerd om verzilt water weg te spoelen. Juist in die periode is bij IJmuiden ongeveer het jaarlijkse daggemiddelde debiet weggepompt en gespuid.

Als het gehele watersysteem was bekeken, was er een betere verdeling van het water geweest


Verdeling over de Rijntakken

Er komt heel veel water door de Rijn Nederland in. Dat water wordt verdeeld bij Pannerden: 1/3 naar IJssel en Lek, 2/3 naar de Waal.

Die verdeling is niet flexibel, dus we kunnen niet anticiperen op hoge of lage afvoeren in de Rijn.

Een flexibele verdeling bij de Pannerdense Kop zou mogelijk maken dat we op behoefte of nood in ZW-delta of IJsselmeergebied kunnen inspringen!

Verdeling Rijntakken in 1798


Dynamisch Waterbeheer

Dynamisch waterbeheer benadert het Nederlandse watersysteem in zijn geheel. Op deze manier kan de afvoeren bergingscapaciteit van het watersysteem beter benut worden. Extremen (pieken en dalen) in het systeem kunnen we afzwakken door het water slim te sturen.


De winst

• Aanpassingen in het watersysteem kunnen veel minder ingrijpend zijn (deltaprogramma) of tientallen jaren uitgesteld worden.

• Daardoor zullen de kosten voor die aanpassingen veel minder zijn dan de geraamde miljard €/jaar.

• We krijgen een betere verdeling van water in tijd en ruimte

• We krijgen lagere energierekeningen voor gemalen (ca. 25%)


Het Deltaprogramma

Het Deltaprogramma bereidt de belangrijke waterbeslissingen van de toekomst voor. Dynamisch waterbeheer heeft de ambitie om de leidende gedachtegang te worden.

Toepassing is mogelijk in de deelprogramma’s Zoetwatervoorziening, Veiligheid, IJsselmeergebied, Rivieren, Rijnmond/Drechtsteden, Zuidwestelijke Delta. Voor al deze deelprogramma’s is dynamisch waterbeheer (een deel van) de oplossing.


En zo doen we dat

• De “kranen” (gemalen, sluizen, stuwen, stormvloedkeringen) bezien we over het hele systeem,

• We passen ze eventueel aan, zodat ze flexibel inzetbaar zijn.

• We zetten ze slim in: op het juiste moment en op elkaar afgestemd

Uiteraard vergt dit een goede samenwerking van alle waterbeheerders.


Flexibel

Met flexibel bedoelen we dat de kranen niet alleen open of dicht kunnen, maar ook alles daartussen en zonder beperkingen.

Enkele kranen:Spuisluizen Afsluitdijk: deels flexibel; kunnen tussen niets en vol spuien, maar zijn beperkt door het getij op de WaddenzeeGemaal-spuicomplex IJmuiden: flexibel; kan tussen niets en vol spuien of pompenMaeslantkering: niet flexibel; kan open en dicht en dicht alleen als de waterstand op zee hoger is dan op de rivierPannerdense Kop: niet flexibel; er kan niets gestuurd worden, het is een starre verdeling van het Rijnwater tussen Pannerdens kanaal (ca. 1/3) en Waal (ca. 2/3)


Kranen in het systeem

Mogelijke flexibelere hoofdkranen:

Gemalen Afsluitdijk

Waterverdeler Pannerdense Kop

Afsluitbaar Rijnmond

Hoofdkranen bestaand:

Spuisluizen Afsluitdijk

Haringvlietsluizen

Stuw Driel


Slim

• Door de voortgang van de automatisering kunnen we veel preciezer berekenen wanneer welke kraan moet worden ingezet en hoe ver open.

• Door het gehele watersysteem in ogenschouw te nemen, krijgen we een veel betere geografische verdeling van het water.

• Om de maximale winst te halen, zullen kranen dan ook met elkaar moeten gaan ‘praten’.


Wanneer precies

We gaan gebruik maken van geavanceerdere voorspellingen. Omdat de voorspellingen beter zijn, kunnen we een flexibeler peil hanteren:

“de komende weken wordt het droog, zet de peilen maar vast omhoog, nu het nog kan.”


Geografische verdeling

Geografische verdeling over het land:

“In Zeeland is water genoeg, het IJsselmeer kan wel water gebruiken. Stuur maar meer water via de IJssel”


Omdat het NU KAN!

De Wet van Moore stelt dat het aantal transistoren op een computerchip elke 2 jaar verdubbelen, waarmee de rekenkracht verdubbelt

Als de computerkracht iedere twee jaar verdubbelt, worden de voorspelmodellen ook steeds nauwkeuriger. Wat we nu kunnen voorspellen en meten, konden we 10 jaar geleden niet. In 2050 zullen de voorspelmodellen van zowel het weer, de rivieraanvoeren, als van het watersysteem zelf met een factor van ongeveer 32 in nauwkeurigheid zijn toegenomen. Hiermee hebben we de tijd aan onze zijde!

Waarom nu pas?


En we laten zien dat het werkt!

Een samengesteld landelijk rekenmodel laat zien wat de potentie is van anticiperen, flexibele kranen en beter verdelen. De TU Delft rekent een aantal scenario’s door.

Het scenario hoogwater december 1993 mét storm geven we in 3 dia’s hieronder weer. De crux is dat de hoogwaterpiek wordt afgetopt.


Inzetten Zuidwestelijke Delta

Het hoogwater op de rivieren van december 1993 kan lager uitvallen door:-De Oosterscheldekering een aantal keer te sluiten om de vloed buiten te houden. -Hiermee creeren we berging in de Zuidwestelijke Delta-Het water kan via de Volkeraksluizen naar de Delta worden geleid

Outcome: lagere hoogwaterstanden in benedenrivieren


Inzetten Maeslantkering

Stel dat de hoogwaterpiek van de rivieren samenvalt met een vloed die door stormwind 2 meter hoger is opgestuwd.

We creëren berging door de Maeslantkering voorafgaand aan de hoogwaterpiek bij vloed een aantal keer te sluiten.

Outcome: lagere hoogwaterstand in Rotterdam


Inzetten IJsselmeergebied

Een derde mogelijkheid om de piek op de rivieren af te toppen is via het IJsselmeergebied:

• De rivierafvoerverdeling bij Pannerdense Kop optimaliseren.

• IJsselmeer en Markermeer benutten als bergingsgebied,

• Eventueel ook afvoeren via Noordzeekanaal (IJmuiden),

Outcome: lagere hoogwaterstand in de benedenrivieren


Communicatie tussen hoofd- en regionaal watersysteem

Op weg naar een totaaloverzicht van het hele watersysteem met alle kranen daarin, zetten we een tussenstap:

Een Beslissingsondersteunend systeem (BOS) van een regionale kraan krijgt dan input van een BOS van een hoofdkraan en andersom. Zo krijgen we betere voorspellingen, betere adviezen en nemen we betere beslissingen.

Ik ga over 30

minuten open

OK, dan ga ik 20

minuten daarna open


Communicatie tussen waterbeheerders

Voor Dynamisch Waterbeheer zetten we een Community of Practice op om de gedachte van Dynamisch Waterbeheer in de praktijk te gaan testen en de beslissingsvraag te onderzoeken.

De waterbeheerders moeten hierbij uiteraard gaan samenwerken om de BOS’en op elkaar te laten aansluiten en gezamenlijk te verbeteren.


Water Governance

Daarnaast blijft het voorlopig nog een beslissings-ondersteunend systeem. Uiteindelijk komt de vraag: wie neemt de beslissing?

Onder normale omstandigheden gaat dit op operationeel niveau, maar bij extreme omstandigheden is dit nog een open eind. Dit vraagstuk willen we samen met het WaterGovernance Centre i.o.onderzoeken.


WINN – Waterinnovatie Rijkswaterstaat

Project Dynamisch Waterbeheer

Meer weten of meedoen? Graag:[email protected]

[email protected]

Dynamisch waterbeheer WINN WaterInnovaties

Technology

Transcript of Dynamisch waterbeheer WINN WaterInnovaties