Home

Zeespiegelstijging vraagt
om grotere pompen

Door stijging van de Noordzeespiegel wordt de natuurlijke lozing van Rijn en Maas sterk beperkt. Een overstromingsramp door tropische regenval kan worden voorkomen door een groot pompgemaal in het Haringvliet te bouwen, gebruik makend van een nieuw concept: Deltapomp. Met 5 pompen van 10 meter diameter met een capaciteit van 200 m3/sec. per stuk wordt door schaalvergroting een belangrijke besparing in de bouwkosten bereikt.

Zeespiegelstijging

Er zijn vele alarmerende voorspellingen gemaakt over de zeespiegel aan het einde van de 21e eeuw. De meest recente studie van het KNMI, met een voorspelde stijging van 80 tot 100 cm, lijkt voorzichtig realistisch. Ook bij deze waterstand zal de natuurlijke lozing van de grote rivieren Rijn en Maas al merkbaar afnemen, doordat het verval afneemt en de tijd voor lozing krimpt.

Wanneer een sterke opwaaiing van de Noordzee zou samenvallen met een extreme rivierafvoer van de Rijn door tropische regenval in Duitsland, is de natuurlijke lozing in het Haringvliet geblokkeerd, en kan de reservoir capaciteit van het Hollands Diep en Haringvliet onvoldoende blijken: een potentieel gevaar voor overstroming in het Hart van Holland.

Het project “Ruimte voor de rivier” van Rijkswaterstaat beoogt een extreme rivierafvoer zodanig te beteugelen dat er, onderweg naar de Noordzee, geen dijkdoorbraken zullen voorkomen. De kosten hiervan belopen enkele miljarden euro’s per jaar. Maar wanneer het water dan niet kan uitstromen in de Noordzee door blokkering, bereikt dit project zijn doel niet.

Deblokkeren van de rivierafvoer

Tot dusverre zijn in Nederland enkele kleinere pompstations gebouwd, merendeels ter controle van de waterstand in Friesland en het IJsselmeer. In het plan voor renovatie van de Afsluitdijk is een pompstation voorzien met een capaciteit van 235 m3/sec., ongeveer gelijk aan het gemiddelde debiet van de IJssel. Voor de grote rivieren Rijn en Maas is er geen voorziening ter deblokkering.

Het eerste grote gemaal voor het deblokkeren van een rivier is gebouwd in de Verenigde Staten bij New Orleans, in de Mississippi. Dit gemaal bestaat uit 11 verticale schroefpompen (model “scheepsschroef”), aangedreven door dieselmotoren. De totale capaciteit bedraagt 570 m3/sec. De pompen hebben een diameter van 5 meter en behoren daarmee tot de grootste ter wereld. De diameter van dergelijke pompen heeft hiermee ongeveer zijn structurele limiet bereikt.

De bouwkosten van het gemaal bij New Orleans (2012) waren 500.000.000 USD. Dit komt neer op 877.000 USD per m3/sec., ofwel ca. € 750.000 per m3/sec.

CONCEPT ONTWERP: DELTAPOMP HARINGVLIET

Capaciteit

1000 m3/sec. per seconde

Op de Waterbouwdag van het KIVI
(3 oktober 2019) konden de 600 deelnemers kennis maken met een maquette van een pompgemaal, te bouwen op de Haringvlietdam, bestaande uit 5 Deltapompen met een diameter van 10 meter. De nominale capaciteit van het gemaal bedraagt 1000 m3/sec.

Schaalvergroting

van 50 m3/sec. naar 200 m3/sec.

De capaciteit van 1000 m3/sec. Is gekozen als een rekenmodel, ter vergelijking met het gemaal bij New Orleans en met als doel het effect van opschaling van de pompdiameter te tonen. De vereiste capaciteit van een deblokkeringsgemaal op de Haringvlietdam zal worden bepaald door hydrologische data en de maximaal toelaatbare piekhoogte van de watergolf. Met de 10 meter Deltapomp kan op deze locatie een gemaal van 1000 tot 2000 m3/sec. worden gebouwd.

Deltapomp-ontwerp

Het vaste pomphuis is vervangen door een cilinder die is vast gelast aan de schroefspiraal.

In tegenstelling tot de gebruikelijke centrifugaalpompen is het principe van de Deltapomp dat er zo weinig mogelijk water in een circulaire beweging wordt gebracht. De rotatiesnelheid van de Deltapomp wordt bepaald door de doelstelling van een uniforme stijgsnelheid van 3 m3/sec. Bij een cilinderhoogte van 6 meter geeft dit een verblijftijd van 2 seconden.

Begroting

Een kostenreductie met een factor 3.

De bouwkosten (“capex”) zijn begroot op € 250.000.000, ofwel € 250.000 per m3/sec. Dit geeft een reductie van de capex t.o.v. New Orleans met de factor 3. De besparing door het schaalgrootte effect is daarmee aanzienlijk.

Fabricage

Schroefspiraal geprefabriceerd in 12 segmenten.

De kern van het fabricageproces is een draaitafel van 10 meter doorsnede, waarop de assemblage plaats vindt. De bezettingstijd van de draaitafel bepaalt de productietijd. Om deze zoveel mogelijk te bekorten is het gewenst om de dubbele schroefspiraal te prefabriceren in segmenten.

Ontwikkelingspad

Voor de toekomstige ontwikkeling van een Deltapomp gemaal tekenen zich nu twee mijlpalen af: 1) een proof of concept en 2) een demonstratiemodel.  

Wie neemt het stokje over?

 “Zeespiegelstijging vraagt om grotere pompen” is een project op lange termijn. Graag draag ik het stokje over aan een professionele partij met een langetermijnvisie. Bent u de, bij voorkeur Nederlandse, engineering contractor of fabrikant die ik zoek?

Concept ontwerp:
ir. Jaap Schut w.i.