Doorstroming Singelgracht

Stadsdeel Centrum wil een parkeergarage onder een deel van de Singelgracht (aan de Marnixkade, tussen Marnixplein en 2 Hugo de Grootstraat) aanleggen. Dit zal leiden tot een tijdelijk sterke locale vernauwing van de Singelgracht. De daaruit volgende waterhuishoudkundige vragen moeten beantwoord worden. Op 2 sept. is overleg geweest met Bas Wouwenaar (Stadsdeel Centrum), Ron van den Bos, Vincent Dijkdrenth en Jasper Stroom.

Dit memo is het resultaat van de afspraak dat Waternet voor het Stadsdeel om vóór de inspraakronde een kwalitatieve inschatting te maken van de verschillende aspecten waar rekening mee gehouden moet worden.

Vragen

Wat betekent de aanleg voor: het watersysteem, zowel wat kwantiteit als kwaliteit betreft, en stabiliteit van de kade en waterbodem?

Uitgangspunten

Afhankelijk van de bouwmethode blijft een watergang van 2.5 of 4.5 meter over langs de 450m lange bouwput.
De vernauwing tgv. de bouw duurt 4 jaar.
Belangen voor plezier- en rondvaart zijn niet nadrukkelijk meegenomen, want geen primaire taak voor AGV. Er wordt wel naar verwezen indien aan de orde.

Waternet is de gemeenschappelijke organisatie van het waterschap Amstel, Gooi en Vecht en de gemeente Amsterdam

Situatieschets: doorspoelen Stadsgrachten Amsterdam

In de zomer wordt de Amsterdamse stadsboezem actief doorgespoeld. Vanuit het IJmeer vier nachten per week wordt door gemaal Zeeburg water ingemalen. Achtergrond hiervan is het zuurstofgehalte in de grachten, als dit te laag wordt gaat het stinken. Het dreigende lage zuurstofgehalte wordt mede veroorzaakt door zuurstofvraag van organisch materiaal uit het indentieel overstorten van het rioolstelsel, ongerioleerde lozingen van met name woonboten, en de waterbodem. Actief doorspoelen is een methode die al decennia wordt toegepast in de stadsgrachten.

Met de gemeente Amsterdam is de resultaatsverplichting overeen gekomen dat 225.000m per nacht wordt tussen middernacht en half zes s ochtends doorgespoeld. Het water wordt via de Nieuwe Prinsen-, Keizers-,en Herengracht naar de Amstel geduwd, waar het de Amstel af kan gaan, of rechtdoor de Prinsen-,Keizers-, en Herengracht op. Zo wordt de hele grachtengordel doorgespoeld. Het water kan bij de Oudezijdskolksluis, Nieuwe Haarlemmersluis, Eenhoorn, of Westerkanaal het IJ op. De Oudezijdskolksluis en het Westerkanaal staan altijd open, de overige twee sluizen Haarlemmersluis en Eenhoorn staan per doorspoelnacht in wisseldienst. Naast bovenstaande uitgangen kan vóór de geplande locatie van de Marnixgarage (stroomopwaarts dus), het water uit de Singelgracht nog door het Jacob van Lennepkanaal en de Hugo de Grootgracht wegstromen. Ná de geplande Marnixgarage (stroomafwaarts dus), kan het water nog door de Kostverlorenvaart en Haarlemertrekvaart.

Een eerste sigarendoosberekening zet in perspectief wat een locale vernauwing betekent. In onderstaande tabel staat weergegeven wat er gebeurt als met 800m / min doorgespoeld wordt, en alle sluizen open staan. De (grof berekende ) gemiddelde stroomsnelheid is 2.4 cm/s. In werkelijkheid zal deze locaal sterk variëren, o.a. afhankelijk van (1) het locale profiel, (2) de afstand tot het gemaal en (3) welke sluisdeuren die nacht open staan.

Het aandeel in nat oppervlak van de Singelgracht is nu 10% en dat zal ongeveer 0.5%- 1.2% worden na de vernauwing. Dat het natte oppervlak zo sterk afneemt komt doordat het aan de oevers ondiep is.

Eerste inschatting van risico s
1. Voldoen aan doorspoelverplichting

Zomers doorspoelen gemaal Zeeburg:

De capaciteit van gemaal Zeeburg is 800 m /min, waardoor in theorie in 4:41u de 225.000m verpompt kan zijn. Dit geeft 50 minuten ruimte om binnen de verplichte 5.5 uur te blijven. In praktijk is dat maar moeizaam haalbaar. Als voor wat voor een reden dan ook de te sluiten sluisdeuren niet allemaal op tijd dicht staan worden om veiligheidredenen de pompen niet aangezet. Bovendien worden de pompen gefaseerd aangezet, om piekstromen door het electriciteitsnet te voorkomen. Samen met mogelijkheid van storingen komt het er op neer dat er geen rek zit in het voldoen aan de verplichtingen.

Gemaal Zeeburg onttrekt water van IJ-meer, met zomerstreefpeil van -0.20m NAP. Het peil in Amsterdam is dan -0.40cm, dus 20cm lager. Als het gemaal gaat pompen vindt direct na het gemaal een peilverhoging plaats. Het peilverschil tussen gemaal Zeeburg en de rest van de stadsboezem is de drijvende kracht van het doorspoelen. Als een groot deel deel van een gracht niet meer kan afvoeren kan dat de weerstand van de stadsgrachten verhogen wat mogelijk gevolgen heeft voor het voldoen aan de verplichtingen. Dat gebeurt alleen als de totale stromingsweerstand toeneemt. Er is dan bij gemaal Zeeburge een extra peilopzet nodig om hetzelfde debiet aan water water door te laten stromen. Met als gevolg dat gemaal Zeeburg tegen een hoger peil moet oppompen. Uit de pompkarakteristieken kan dan bepaald worden of en in welke mate afname van debiet optreedt.

In Amsterdam moet al het inlaatwater door de Entrepotdoksluis. Dit vormt een flessenhals in vergelijking tot het achterliggende watersysteem. Het natte oppervlak van de Entrepotdoksluis is grofweg 15% van het natte oppervlak van de rest van het systeem. De opstuwing bij het gemaal waarschijnlijk volledig worden toegeschreven aan de Entrepotdoksluis. Mocht dit niet kloppen dan zou wellicht alsnog aan de het

Natte oppervlaktes zijn berekend aan de hand van profielen die in het Duflow model van Amsterdam staan.Deze zijn afkomstig van de Waterkwaliteitstoets Amsterdam,27/2/2006, Arcadis. De profielen in de model zijn van een redelijke kwaliteit. Alle natte oppervlaktes van routes naar het IJ (tot de parkeergarage Marnix) zijn meegenomen (zie bijlage 1).vereiste debiet van 800 m /min voldaan kunnen worden. Immers, gemaal Zeeburg draait altijd 800m /min, ook als waterstanden en/of opvoerhoogten nadelig zijn.

Bovendien zou de wisseldienst van Haarlemmersluis en Eenhoorn tijdelijk opgeheven kunnen worden door ze beiden open te zetten tijdens het doorspoelen.
Verwachting: Naar alle waarschijnlijkheid is de invloed van de vernauwing Singelgracht (vrijwel) nihil en kan het binnen bestaande capaciteitsmarges opgevangen worden. Desalniettemin is dit wel een punt waar zekerheid over moet bestaan.

2. Stroomsnelheden
In het smalle gedeelte naast de 500m lange bouwput zal een Venturi-effect kunnen ontstaan. 
De stroomsnelheid in het smalle deel neemt proportioneel toe met de afname van het doorstroomd oppervlak. In dit geval zou dit een factor 7 tot 16 zijn. Het Venturi-principe gaat echter alleen op bij een gesloten systeem (in = uit). In dit geval gaat de vernauwing een grote weerstand opleveren terwijl er genoeg alternatieve routes voor het water zijn. De indicatieve 2.4 cm/s die het doorspoelen oplevert zal in de westelijke Singelgracht sowieso al veel lager liggen omdat het aan de langste en dus meest weerstandrijke route van het doorspoeltraject ligt. Met een plaatselijke vernauwing zal er naar verwachting simpelweg veel minder water door dit deel van de Singelgracht stromen, zonder dat het in de vernauwing of in omringende grachten enorme verschillen met de huidige situatie gaat opleveren. De waterstromen gaan zich immers herverdelen in het hele westelijke stadsgrachtenstelsel, en niet alleen locaal. Desalniettemin moet in de vernauwing wel rekening gehouden met de volgende aspecten (al of niet ten gevolge van een geringe toename van de stroming bij de oevers):

Slibopwerveling. Indien m.n. in de vernauwing de stroomsnelheden oplopen kan slib op gaan wervelen. Mocht dat het geval zijn dan zijn er technische oplossingen te bedenken om opwerveling tegen te gaan: bijvoorbeeld preventief baggeren en/of afdekken. Bij een vernauwing tot 2.5m is de gemiddelde diepte in de vernauwing slechts 1.1 meter. Locale pleziervaart en rondvaart zal dan het nodige doen opwervelen. Bij vernauwing tot 4.5 meter is de gemiddelde diepte 1.5 meter.

Wegspoelen kade. De kadewand staat op palen, terwijl het talud van de waterbodem nog een aantal meters onder die kadewand doorloopt. Bij aanlegvandekadeismetstrokenzwaardoekdit gat onderdekade afgeschermd. Na verloop van tijd gaat deze bescherming kapot. Status hiervan op de bouwlocatie is onbekend. Verhoogde stroomsnelheid of turbulentie door pleziervaart kan resulteren in erosie van het zandpakket onder de kade, met verzakkingen op straat tot gevolg. Er zijn technische oplossingen te bedenken om dat tegen te gaan. Door een damwand vlak voor de bestaande kadewand te slaan bijvoorbeeld. De turbulentie onder de kade wordt zo nihil. Wellicht is het afdoende de beschermende doeken zonodig opnieuw aan te brengen.

Waterkwaliteit. In het rak tussen Marnixplein en Eerste Marnixplantsoen zal de doorstroming gering zijn. Er liggen 12 ongerioleerde woonschepen en er is een riooloverstort. In het rak waar de garage komt zijn 2 riooloverstorten. Het aansluiten aan de riolering van de woonschepen is gepland en zal binnen anderhalf jaar aanvang nemen. Stel dat de doorstroming in de Singelgracht nu bij doorspoelen 1 cm/s bedraagt en decimeert na aanleg bouwput. Het rak van 340 meter lengte zal dan een verblijftijd van een week of vijf kunnen hebben. Merk op dat dit gebaseerd is op een grove inschatting van stroomsnelheid, uitgaan van propstroming, gecombineerd met het negeren van en peil- en windeffecten. Toch geeft een aardig beeld: de kans dat het water daar behoorlijk stagnant wordt is groot. Als dit stank en zuurstofproblemen oplevert is dit op te lossen. Bv. door een pomp te plaatsen of desnoods actieve beluchting.

Verwachting: Gezien het bescheiden aandeel wat de Singelgracht heeft op de totale afvoermogelijkheden van het doorspoelwater, worden niet direct problemen verwacht als het gaat om uitspoelen van slib en zand onder de kade. Locale pleziervaar zou wel eens een grotere invloed kunnen hebben. Bovendien zijn maatregelen te nemen. Als het gaat om de waterkwaliteit is stagnant water te verwachten met wellicht zuurstofproblemen bij overstortsituaties. Afhankelijk van de definitieve planningen van de riolering van woonschepen zijn is daar ook een zuurstofvraag van te verwachten. Deze problemen zijn redelijk te kwantificeren en oplosbaar.

Concluderend

De situatie van een sterke vernauwing van de Singelgracht zal waarschijnlijk geen onoplosbare problemen opleveren. Wel is er aanleiding om een aantal zaken uit te zoeken. Aanbevolen acties:

1. Sobek-model optuigen (op basis van bestaand Duflow model), zomersituatie simuleren met en zonder vernauwing. Uitvoer: inzicht in verandering van de locale stroming, inzicht in opstuwing nabij gemaal Zeeburg.

2. Afhankelijk van bovenstaande resultaten, maar waarschijnlijk wel nodig: locaal zuurstofmodelletje optuigen. Overstort- en wellicht ook rioleringsssituatie toetsen op verblijftijd met en zonder vernauwing. Uitvoer: berekende mate en duur van te verwachten zuurstofloosheid.

3. Afhankelijk van de uitkomsten van bovenstaand maatregelen formuleren.

Pleziervaart zou wel eens negatieve invloed op sedimentatie en erosie kunnen hebben. Omwille van draagvlak is het wel logisch te streven naar doorvaartmogelijkheden. Hoe breder de doorgang, des te minder problemen met sedimentatie/erosie, en des te meer kans dat beroepsvaart (rondvaartboten) er ook nog door kunnen.