WINDTURBINES IN ZEE Deel 111 C o n s t r u c t i e v e aspecten en een nadere s e l e c t i e December I 9 7 8 RenD 7 8 6 0 2
INHOUDSOPGAVE
Pag i na
SAMENVATTING 1
1 . INLEIDING 2
2 . DOEL VAN DIT RAPPORT 3
3 . OVERZICHT VAN DE KENMERKEN VAN DE 3 ZEEGEBIEDEN k
3 . 1 . Golfgegevens k
3 . 2 . Windgegevens 11 3 . 3 - Geologische opbouw li»
3.i». De diepten van de a f z o n d e r l i j k e gebieden 2h
h. BELASTINGEN OP DE CONSTRUCTIES EN TYPEN DRAAGCONSTRUCTIES . . 25
k.l. Belastingen op de c o n s t r u c t i e s 25
k.2. Stalen c o n s t r u c t i e s 26
4.2.1. S t a l e n b u i s c o n s t r u c t i e 26
4.2.2. S t a l e n vakwerkconstructie 30
i t . 3 . S t o r t s t e e n dam 30
k.k. St randoploss ing 3i4
4 . 5 . Caissonoplossingen 35
4.5.1. Caisson tot boven de w a t e r l i j n 35
4.5.2. Caisson onder water 36
INHOUDSOPGAVE ( v e r v o l g )
Pagina
5. NADERE KOSTEN INDICATIE ^1
6. ONTWERPEISENPROGRAMMA
7. BEREIKBAARHEID IN VERBAND MET BOUW EN ONDERHOUD . . . . hk 7 . 1 . H a v e n f a c i l I t e i t e n
7 . 2 . Terminal op zee
7 . 3 . Bouw ^5 7.k. Onderhoud
8. INVENTARISATIE VAN DE OVERIGE ASPECTEN VAN INVLOED
OP DE SELECTIE ; ^7 8 . 1 . E f f e c t e n t . a . v . ecosysteem ^^7 8.1.1. T i j d e l i j k e e f f e c t e n ^7 8.1.2. B l i j v e n d e e f f e c t e n ^8 8.1.Z: Samenvatting van de e f f e c t e n 50 8 . 2 . Overige aspecten 50 8.2.1. K o r t e - t e r m i j n aspecten 50 8.2.2. L a n g e - t e r m i j n aspecten. 51 8 . 3 . O r i ë n t a t i e van de windturbines 52 8 . 4 . V e i l i g h e i d s a s p e c t e n 53 9. SELECTIE 55 9 . 1 . S e l e c t i e van het c o n s t r u c t i e t y p e 55 9 . 2 . S e l e c t i e van v o o r k e u r s p l a a t s i n g 56 TQ.: CONCLUSIES 57 LITERATUUR 58
SAMENVATTING
In d i t rapport i s een overzi;ciit gegeven van de d r i e moge] ijl<e zeegebieden en de daarvoor nog g e s c h i k t e c o n s t r u c t i e t y p e n . Een s e l e c t i e van die c o n s t r u c t i e t y p e n heeft plaatsgehad n . a . v . een nadere k o s t e n i n d i c a t i e op grond van aangenomen b e l a s t i n g e n en met u i t s l u i t i n g van c o r r o s i e . D i v e r s e aspecten m . b . t . de zeegebieden z i j n bekeken en d i t heeft g e r e s u l t e e r d in de s e l e c t i e van de v o o r k e u r s p l a a t s i n g .
1. INLEIDING
Het onderzoek 'Windturbines in z e e ' wordt uitgevoerd door
Rijn-Schelde-Vero1me N.V. in nauwe samenwerking met Hydronamic B.V. Het maakt deel u i t van de tweede f a s e van het Nationaal
Onderzoekprogramma Windenergie, waarvan de c o ö r d i n a t i e en het beheer i s opgedragen aan de S t i c h t i n g Energie-onderzoek Centrum Nederland.
Bovenbedoeld onderzoek b e s t a a t u i t 3 deeltaken welke z i j n omschreven in deel I van het rapport 'Windturbines in z e e ' . H i e r i n z i j n
behandeld de algemene g e z i c h t s p u n t e n , z o a l s het doel van het onderzoek, de m o t i v e r i n g , de uitgangspunten, het werkplan en het
t i j d s c h e m a .
Deeltaak I i s in p r i n c i p e volgens het werkplan uitgevoerd en beschreven in deel ll^van het rapport 'Windturbines in z e e ' . H i e r i n werd het gedeelte behandeld dat betrekking heeft op de
plaatsingsmogelijkheden van een groot a a n t a l windturbines b u i t e n g a a t s , zowel in de z i n . van hoe ze kunnen worden g e p l a a t s t a l s waar ze
kunnen worden g e s i t u e e r d .
Van de mogelijke c o n s t r u c t i e s , die a l s d r a a g c o n s t r u c t i e voor de windturbines kunnen d i e n e n , uitgevoerd in s t a a l e n / o f beton en al
dan n i e t verankerd op de zeebodem, werd een o v e r z i c h t gegeven en een e e r s t e s e l e c t i e u i t g e v o e r d .
Voor deze e e r s t e s e l e c t i e z i j n een aantal aspecten in beschouwing genomen die van invloed z i j n op de locatiemogelijkheden z o a l s de l e g a l e , de p l a n o l o g i s c h e , de meteorologische en de geotechnische a s p e c t e n . Daarnaast i s een z e e r g l o b a l e k o s t e n i n d i c a t i e opgesteld voor d i v e r s e c o n s t r u c t i e s en een e e r s t e onderzoek naar de
e n e r g i e t r a n s p o r t m o g e l i j k h e d e n .
Separaat i s g e s t a r t met een onderzoek naar de k o r r o s i e van c o n s t r u c t i e m a t e r i a l e n in z e e .
3 .
2. DOEL VAN DIT RAPPORT
Het voorliggende rapport beoogt het deel van het onderzoel< weer te geven dat vervat i s in deeltaak I I . Het gaat h i e r b i j vooral om te komen tot een ontwerpeisenprogramma van de d r a a g c o n s t r u c t i e s en een kostenbegroting voor bouw en p l a a t s i n g .
Tevens dienen de m i l i e u - a s p e c t e n betrokken te worden b i j de s e l e c t i e van de v o o r k e u r s l o c a t i e .
E e r s t zal worden v a s t g e s t e l d welke gebieden binnen de grenzen van het Nederlandse deel van het Continentaal P l a t nog In aanmerking komen voor de p l a a t s i n g van grote a a n t a l l e n w i n d t u r b i n e s . Daarna worden de mogelijk g e s c h i k t e d r a a g c o n s t r u c t i e s , uitgaande van het ontwerpeisenprogramma, omschreven.
B i j het s e l e c t e r e n van de v o o r k e u r s p l a a t s i n g en de d a a r b i j meest economische d r a a g c o n s t r u c t i e zal ook het aspect van een hoge
b e d r i j f s z e k e r h e i d van de gehele i n s t a l l a t i e In aanmerking worden genomen.
3 . OVERZICHT VAN DE KERMERKEN VAN DE 3 ZEEGEBIEDEN
3 . T . Go]fgegevens
Door het K.N.M.I. is een onderzoek gedaan: naar het wind- en g o l f k l i m a a t op het Nederlands Continentaal P l a t ( 2 ) . Dit onderzoek heeft z i c h vooral t o e g e s p i t s t op het gebied tussen de 5 3 ^ en 5 4 ^ breedtegraad.
In d i t gebied l i g t ook het gebied n r . 2 , z o a l s dat in deel II van d i t onderzoek i s omschreven ( 1 7 ) .
De b e l a n g r i j k s t e r e s u l t a t e n van d i t onderzoek z u l l e n h i e r kort worden weergegeven. a . Gemiddelde waarden wi n t e r v o o r j a a r zomer n a j a a r gehele j a a r windsnelheid (m/s) ( 1 9 W 7 5 ) 8 , 7 0 6 , 8 9 6 , 3 4 7 , 8 0 7 , 4 3 ( 1 9 7 3 / ' 7 6 ) 9 , 7 6 7 , 1 2 6 , 1 3 8 , 7 3 7 , 9 3 golfhoogte H ^ (m) 1,90 1 . 3 5 1,00 1,75 1,44 g o l f p e r i o d e T (s) = mo ' 4 , 9 6 4 , 7 5 4 , 3 3 4 , 9 5 4 , 7 2
Op windgegevens zal in 3 - 2 . nader worden ingegaan.
^ i _ V § n ^ § l l Q 3 - 3 9 l y 5 D
De d i s t r i b u t i e van de golven i s weergegeven óp een Wei bul 1 - s c h a a l in figuur 1. Aangegeven i s de kans op voorkomen van een.storm van 4 , 4 uur. Voor a c h t e r g r o n d i n f o r m a t i e . z i e r e f . 1 , 5 en 1 0 .
5 5 -52' E16 E 3 E17 P1« • 7 l»2 r -K3 ; K6 K9
kTT"
P9 F5 F16 s. F6 L2-N -55' U 2 , U7 ÜS Q7 AMSTERDA /t N E D E R L A N C r 50 kmHyöRonAmic-wind energie onderzoek
Mogelijke lokatiezones voor een
wind energiecentrale
6 . •99999 ro ro O t/i 3 "O V O in u ro ra • > ro E 3 U 1 1 1 f 7 8 9 10 golfhoogte H^^ m R S V hyöRonAmiG
wind energie onderzoek
Verdeling van g o l f h o o g t e n in gebied nr 2
( volgens Bouws J 9 7 8 )
V e r g e l i j k i n g van deze gegevens met die welke in deel II z i j n weergegeven, is n i e t zonder meer m o g e l i j k , omdat daar met stormen van 8,7 uur gerekend Volgens Bouws is de invloed van de lengte van de gekozen
bemonsteringsperiode r e l a t i e f g e r i n g .
Een s c h a t t i n g is dat de waarden voor een periode van 8,7 uur ongeveer een halve meter lager liggen dan. die voor een periode van k,h uur.
In f i g u u r 3 z i j n deze r e s u l t a t e n weergegeven in v e r g e l i j k i n g met de 1 ijnen u i t deel I I .
Het spectrum b i j deze stormen komt v r i j goed overeen met het Jonswap spectrum, z o a l s b l i j k t u i t f i g u u r k. Het b l i j k t i e t s s t e i l e r te z i j n .
Voor ontwerpdoeleinden i s het nodig een ontwerp-golf te kiezen w a a r b i j de gesommeerde kosten van c o n s t r u c t i e en onderhoud minimaal z i j n . Daar de molens In p r i n c i p e onbemand z u l l e n z i j n , kan e . e . a . a l s een z u i v e r f i n a n c i e e l probleem beschouwd worden.
Voor het bepalen van de ontwerp-golf moet een onderscheid gemaakt worden tussen twee typen c o n s t r u c t i e s :
a . C o n s t r u c t i e s w a a r b i j schade na te grote golfaanval te h e r s t e l l e n i s , z o a l s zandstranden en s t o r t s t e e n g o l f b r e k e r s
b. C o n s t r u c t i e s w a a r b i j schade na te grote golfaanval l e i d t tot een v o l l e d i g bezwijken van de c o n s t r u c t i e , . z o a l s b i j een s t a l e n
platform of een z w a a r t e k r a c h t s c o n s t r u c t i e .
C o n s t r u c t i e s van het e e r s t e type worden berekend met een ontwerp-gojf welke de s i g n i f i c a n t e g o l f van een storm i s . Dit gebeurt omdat de
experimentele s c h a d e - c o ë f f i c i ë n t e n g e r e l a t e e r d z i j n aan deze
s i g n i f i c a n t e g o l f . E r wordt met schade-coëff i c i e n t e n ^^gewerkt i . p . v , met een b e z w l j k b e l a s t i n g omdat b j j - f l e x i b e l e - G o n s t r u c t i e s enige schade t o e l a a t b a a r , i s . H n deze berekening z a l de s i g n i f i c a n t e g o l f g e l i j k g e s t e l d wo rden aan H ^ u i t de gepresenteerde . o v e r s c h r i j d i n g s -g r a f i e k e n . In b f d s t . 4 . 2 . en 4 . 3 . zal e . e . a . worden uit-gerekend voor een a c h t t a l stormen, met een voorkomen van r e s p . eens per 2 , 5 , 10, 20, 50, 100, 200 en 500 j a a r .
, ' I
10- \ /
' ' ^ / r — ^ ' ' ' '
1, . - ' ; / r - f J • , ' " ' '
« — 1 = — I ^em^ten spectrum met 8 0 ^ b e t r o u w b a a r h e i d s I n t e r v a l I .
. , - r — : Jonswap spectrum ( F''= 300 km; v = 20 m/s ^
R S V
hyöRon^!.mlo•
wind energie onderzoek
Golfspectr.um uit gebied nr 2 (3.™l-'76)
volgens BOUWS (2}
datum; 7 - 1 2 - 7 8 schaal10
C o n s t r u c t i e s van liet tweede type worden beretcend op een bepaalde golflioogte (dus n i e t op een s t o r m ) . Het probleem l i i e r b i j i s dat de gel<ozen g o l f voor l<an komen zowel in stormen gerepresenteerd
door een grote H • , a l s in k l e i n e r e stormen. De kans op d i t l a a t s t e i s ^ mo
dan n a t u u r l i j k wel k l e i n e r dan de kans op het e e r s t e g e v a l .
De kans op een bepaalde g o l f i s (voor Ray 1 e i g h - v e r d e e l d e g o l v e n ) :
p = f ( H ^ ^ , H j , N , n , L )
waarin H^ de gekozen ontwerp-golf i s , N het aantal golven in het g o l f v e l d gerepresenteerd door H ^ , n de kans op golven met een hoogte H en L de levensduur van de c o n s t r u c t i e . Deze kans i s voor golven
mo
in gebied 2 uitgerekend voor een aantal ontwerpgolfhoogten:
o v e r s c h r i j d i n g s k a n s van één enkele g o l f g r o t e r dan Hy
gedu-u rende een levensduur
van 50 j a a r
15 m 100 %
20 m 52 %
23 m 6.5%
25 m
\,n
Uit de g o l f s p e c t r a b l i j k t d u i d e l i j k dat f r e q u e n t i e s tussen de
0.07 en 0.18 Hz (dus perioden tussen 5 en 14 s e c . ) problematisch z i j n Een eigen f r e q u e n t i e tussen 0.08 en 0.11 Hz (T tussen 9 en 12 s e c . ) i s b e s l i s t o n t o e l a a t b a a r .
11.
3 . 2 . Windgegevens
De gemiddelde waarden van de windsnelheid z i j n reeds vermeld in 3 . 1 . Voor de v e r d e l i n g wordt verwezen naar f i g . 5 en 6.
In deze figuren i s een v e r d e l i n g van windsnelheid en windenergie voor de l i c h t s c h e p e n Texel en T e r s c h e i 1ingerbank gegeven.
Deze kunnen r e p r e s e n t a t i e f geacht worden voor gebied 2 .
Voor de gebieden 1 en 3 z i j n d e r g e l i j k e f i g u r e n n i e t b e s c h i k b a a r .
Overigens z a l voor de c o n s t r u c t i e v e berekening n i e t van deze waarden uitgegaan worden, maar van de ons door FDO beschikbaar g e s t e l d e b e r e k e n i n g s r e s u l t a t e n , z o a l s vastgelegd in memo RD78275
R S V
h y ö R ^ n ^ c
-• l l a d r a a h t Holland
wind energie onderzoek
R S Vh y ö R ^ n ^ c
-• l l a d r a a h t Holland
C u m u l a t i e v e f r e l c v e n t i e s v a n de vindsnelhéid u ( l i n k s ) en de w i n d e n e r g i e u ( r e c h t s ) i n
h e t zomer h a l f j a a r ( b o v e n ) , h e t v i n t e r h a l f j a a r (midden) en gedurende h e t g e h e l e j a a r ( o n d e r ) ' van h e t l i c h t s c h i p T e x e l .
R S V
h y ö R ^ n ^ c
-• l l a d r a a h t Holland
Terschelling
N
R S V
wind energie onderzoek
R S V r.™,n«+^pvp frPkventies van'de w i n d s n e l h e i d u ( l i n k s ) en de w i n d e n e r g i e (rechts) in.;
h e t zomer h a l f j a a r (-boven), h e t w i n t e r h a l f j a a r (midden) en gedurende h e t g e h e l e j a a r ( o n d e r ) van h e t l i c h t s c h i p T e r s c h e l l i n g e r b a n k .
• l l a d r s a h c h o l l a n d
r.™,n«+^pvp frPkventies van'de w i n d s n e l h e i d u ( l i n k s ) en de w i n d e n e r g i e (rechts) in.; h e t zomer h a l f j a a r (-boven), h e t w i n t e r h a l f j a a r (midden) en gedurende h e t g e h e l e j a a r ( o n d e r ) van h e t l i c h t s c h i p T e r s c h e l l i n g e r b a n k .
• l l a d r s a h c h o l l a n d
14.
3 . 3 ' Geologische opbouw
De geologische opbouw van de gebieden 1, 2 en 3 i s g e s c h e t s t in de f i g u r e n 7 t/m 10, z i e r e f . 13 en 14.
Geb[ed_f
De d i e p t e waarop de T e r t i a i r e en Oud-Pi e i s t o c e n e formaties worden aangetroffen z i j n r e l a t i e f groot. Uit een boring in blok P5 b l i j k t dat daar het oppervlak van het O n d e r - P l e i s t o c e e n op 70 m - N . A . P . l i g t . De g e s c h i e d e n i s van d i t deel van de Noordzee, dat in het O n d e r - P l e i s t o c e e n nog aan d a l i n g onderhevig was met een min of meer g e l i j k t i j d i g e
o p v u l l i n g met f l u v i a t i e l m a t e r i a a l , i s m . b . t . het MIdden-Pleistoceen o n d u i d e l i j k . Vermoedelijk waren e r , e v e n a l s in West Nederland,
r i v i e r a f z e t t i n g e n , die g r o f k o r r e l I g e r waren dan de O u d - P l e i s t o c e n e zanden en k l e i e n . Een onderbreking van de f l u v i a t i e l e s e d i m e n t a t i e t i j d e n s de warme i n t e r g l a c l a l e perloden door een mariene s e d i m e n t a t i e Is z e k e r voorgekomen. Het beeld van een regelmatig voortgaande s e d i m e n t a t i e wordt tegen het eind van het M i d d e n - P l e i s t o c e e n geheel v e r s t o o r d door
het vanuit het Noorden komende l a n d i j s . De grens b i j de maximale
u i t b r e i d i n g van het S a a i e i j s v e r l i e p van Nijmegen langs de Vel uwe zoom en het Gooi naar Haarlem. Ook z i j n s t u w i n g s v e r s c h i j n s e l e n gevonden onder de Bruine Bank op 5 2 ° 3 0 ' N.B. en ten Oosten e r v a n . De op het
land gegeven l i j n van maximale I j s u I t b r e i d i n g z a l z i c h hebben voortgezet in de Noordzee naar het zo j u i s t genoemde punt.
Zowel t i j d e n s de aangroei a l s t i j d e n s het terugtrekken van de
l a n d i j s m a s s a waren e r perloden van s t i l s t a n d , v/aarbij voor het f r o n t van de Ijsmassa eindmorenes werden gevormd. Een tweetal eindmorenebogen van de afsmeltende i j s k a p z i j n in d i t verband van b e l a n g .
15.
De meest bekende i s die welke van G a a s t e r l a n d v i a Wieringen naar Texel l o o p t . Vermoedel i j k -i s e r in een eerder t e r u g t r e k stadium een eindmorene boog gevormd, die de keileemopduikingen onder Hoorn en onder Wijk aan Zee met de d a a r b i j behorende stuwwal verbond.
Ook ten^westen van Egmond aan Zee z i j n keileemopduikingen g e l o c a l i s e e r d . Nog i é t s meer naar het westen liggen O u d - P l e i s t o c e n e a f z e t t i n g e n .
De hoge l i g g i n g h i e r v a n kan s l e c h t s door stuwing van l a n d i j s worden v e r k l a a r d .
Op v e r s c h i l l e n d e p l a a t s e n i s in de Noordzee naast de v e r o n d e r s t e l d e stuwwal (blokken P3 en P6) een (naderhand weer opgevuld) breed dal gevonden, waarvan de b a s i s n i e t werd g e r e g i s t r e e r d a l s gevolg van de diepe l i g g i n g op meer dan 70 meter. Aangenomen wordt, dat het h i e r gaat om een g l a c i a a l e r o s i e d a l , dat vanaf de eindmorene boog ten
westen van Texel naar het z u i d e n " l i e p tot de hoogte van Bergen aan Zee.
De z e e , die na de S a a i e I J s t i j d opnieuw steeg tot een hoogte van u i t e i n d e l i j k 5 m - N . A . P . bracht een pakket a f z e t t i n g e n ( A f z e t t m g e n van het Mariene Eemien) tot s t a n d , dat vooral b e s t a a t u i t matig grove zanden. De diepe gVactale dalen werden er eveneens mee opgevuld.
Onder invloed van de volgende, l a a t s t e i j s t i j d , daalde de z e e s p i é g e l . Opmerkelijk i s , dat u i t het Laat-Eem in het gebied n a b i j Den Helder wadafzettingen bekend z i j n met k l e i e n , t e r w i j l ten zuiden van de eindmorene van Bergen even oude sedimenten reeds v o l l e d i g f l u v i a t i e l z i j n . In de l a a t s t e f a s e van het Eemien speelde de stuwwal k e n n e l i j k een rol in de v e r d e l i n g l a n d - z e e .
G e l è l d e l i j k aan kwamen zoet-water a f z e t t i n g e n op de z e e - a f z e t t i n g e n tot s t a n d . R i v i e r e n vonden hun weg door het gebied en werkten het
T i j d s indel ing
Benaming bijbehorende formaties
Type a f z e t t i n g e n in N. r e s p . Z. Noordzee
T i j d s indel ing N, Noordzee Z. Noordzee Type a f z e t t i n g e n in N. r e s p . Z. Noordzee
K W A R T A 1 R H o locee n
Jong-Holoceen A f z . van Du i n ke rke Wadafzettingen
( e v t . oude strandwal1 en)
K W A R T A 1 R H o locee
n Oud-Holoceen Elbow A f z e t t i n g e n A f z . van C a l a i s Wadafzettingen met p l a a t s e l i j k b a s i s v e e n . Bruine Bank strandwal
K W A R T A 1 R PLEISTOCEE N Sove n We i ciisel -I J s t i j d
Form. V. Twente Form. V. Kraftenheye
Bruine Bank Formatie
Dekzanden r e s p . r i v i e r z a n d e n r i v i e r k l e i K W A R T A 1 R PLEISTOCEE N Sove n Eemien i n -t e r g l a c i a a l
A f z e t t i n g e n van het mariene Eemien Matig grove zeezanden p l a a t s e l i j k wadafzett ingen K W A R T A 1 R PLEISTOCEE N Midde n
S a a i e I J s t i j d Form. V. Drente Di verse Kei leem r e s p . r i v i e r z a n d e n
K W A R T A 1 R PLEISTOCEE N Midde n H o l s t e i n i e n A f z e t t i n g e n v . h . mariene H o l s t e i n i e n
F l u v i a t i e l e Matig grove zeezanden r e s p . r i v i e r z a n d e n K W A R T A 1 R PLEISTOCEE N Midde n
E l s t e r - I J s t i j d Form. V. Peelo Format i e s P o t k l e i ' r e s p . r i v i e r z a n d e n
K W A R T A 1 R PLEISTOCEE N Midde n
Cromerien Niet bekend Niet bekend r e s p . r i v i e r z a n d e n
K W A R T A 1 R PLEISTOCEE N Onde r Waalien t/m P r a e t i g l i e n Form. V. Tegel e n / Kedi chem F i j n e r i v i é r z a n d e n en r i v l e r k l e i e n K W A R T A 1 R PLEISTOCEE N Onde r
leen ien A f z . van het
mariene leenien
F i j n e zeezanden en z e e k l e i e n
T e r t ia i r Pl ioceen rt/m
-Eoceen
Div. formaties F i j n e zeezanden en - k l e i e n
3 0 ^ .
52*30"
HOUDCEEN . " .
elbow en calais afzettingen op twente formqt'ie -|=LElSTOCÊEN
dekzanden, twente forrriati?/; twente formatie op bruine bank bed,, mariene zanden eemformatie .
keileem % • ,
-glaciole vallei met'mariene eem, fluviatiele^ , weichsel, en mariene lagere holocene afzettingen ! eindmorene
rivierklei
bmine bank bed
profiel (zie fig. 8 )
1 ^ R S V
hyöRortójnic-wind energie onderzoek
Geologische opbouw, GEB 1ED 1
18.
In een gebied rond de Bruine Bank wordt op de Eem zanden een stugge k l e i l a a g a a n g e t r o f f e n . Een ouderdomsbepaling van de k l e i wees u i t , dat het een zoet-water k l e i i s , die i s afgezet in het begin van het Weichsel G l a c i a a l . Een s o o r t g e l i j k e a f z e t t i n g van dezelfde ouderdom
is op hét land n i e t bekend. Voor deze laag i s derhalve een nieuwe naam ingevoerd, de Brui.ne_Bank_FgrmatJ_e.
Gedurende een b e l a n g r i j k deel van de l a a t s t e i j s t i j d . v o n d e n v e r s t u i v i n g e n p l a a t s , w a a r b i j de dekzanden z i j n gevormd. In het o o s t e l i j k deel van deze Noordzee zone liggen de dekzanden op het Eem zand en het f l u v i a t i e l omgewerkte Eemmateriaal.
Onder invloed van de s t i j g e n d e zeespiégel na de l a a t s t e i j s t i j d , - waarmede het Holoceen begint -', wordt het bas[syeen gevormd.
Gebi.ed_2
Dit gebied l i g t op de overgangszone t u s s e n het n o o r d e l i j k e en het z u i d e l i j k e deel van het Nederlandse P l a t , en vormt ook geologisch een overgang tussen deze twee gebieden.
Op grotere diepten z i j n h i e r de formaties aan te t r e f f e n die in gebied 3 r e l a t i e f d i c h t onder de oppervlakte l i g g e n .
T i j d e n s de l a a t s t e i j s t i j d , de Weichsel I J s t i j d , werd d i t gebied bedekt door de dekzanden, die p l a a t s e l i j k z e e r d i c h t aan de oppervlakte l i g g e n . Zoals d i t n a b i j de kust ook het geval w a s , r e s u l t e e r d e de s t i j g e n d e zeespiegel in het Holoceen in de vorming van veen. Dit basisveen met de bijbehorende r i v i e r k l e i l i g t e c h t e r j u i s t ten N.W. van het beschouwde gebied.
Het Ionge_zeezand, wat in d i t gebied in ruime mate aanwezig i s , i s een in de Middeleeuwen gevormd omwerkingsprodukt van het dekzand, en
A'20* 4'AO' ' HOLOCEEN PLEISTOCEEN jong zeezand, dikker dan 2m dekzand, twente formatie elbow-zand op .twènte-formatié
glaciale vallei met manene eem, fluviatiele weichsel, en mariene lagere holocene afz. profiel (zie fig. 8) . .
WA
R S V hyöRoiwniC" 1 jiM»4>-«>»h« hBII»ni*wind energie onderzoek
Geologische opbouw, GEBIED 2
2 0 .
Geb[ed_2.
Het gebied lieeft een zeer t<aral<teri stiel<e eigen opbouw. Zowel het T e r t i a i r a l s het Onder^Pierstoceen l i g t op grote d i e p t e n . De oudste a f z e t t i n g e n , d i e z i j n gevonden in funderingsboringen voor de o l i e
-maatschaVpijen z i j n f i j n e zanden, d i e behoren tot het M i d d e n : P l e i s t o c e e n . Deze zanden worden aangetroffen op een diepte van ongeveer 70 a 80 m - N . A . P . Het i s n i e t d u i d e l i j l < , well<e ouderdom z i j p r e c i e s hebben. Vermoedel ijl< z i j n het del<zanden, die werden gevormd t i j d e n s een
Midden-Pleistocene i j s t i j d .
De b e l a n g r i j k s t e a f z e t t i n g e n , d i e in het n o o r d e l i j k deel van de Noordzee worden gevormd, behoren t o t de i j s t i j d , t i j d e n s welke In het noorden van
Nederland de p o t k l e i e n z i j n gevormd. Deze E l s t e r _ I J s t i j d I s een oudere v e r g l e t s c h e r I n g s f a s e dan d i e , waarbij het l a n d i j s het midden van Nederland bedekte. Het smeltwater van de I j s k a p l e i d d e over een zeer groot gebied tot a f z e t t i n g van zware k l e i e n (Formatie_yan_Peeio).
In het gehele n o o r d e l i j k gebied z i j n de k l e i e n aanwezig. De d i k t e bedraagt 20 a 30 meter. Op v e l e p l a a t s e n komen de k l e i e n z e e r d i c h t aan de oppervlakte voor, d . w . z . bedekt door minder dan 2 meter jong zeezand.
De op de E l s t e r I J s t i j d volgende warme H o l s t e i n periode bracht
geen omvangrijk pakket a f z e t t i n g e n met z i c h mee. S l e c h t s p l a a t s e l i j k z i j n H o l s t e i n sedimenten a a n g e t r o f f e n .
Ook de S a a i e _ l J s t i i d heeft n i e t tot een w e r k e l i j k e omvangrijke sedimentatie g e l e l d . Uit deze periode dateren s l e c h t s de k e l l e e m -a f z e t t l n g e n (Form-atie_y-an_Drente). Wel stuwde het I j s de oudere s m e l t w a t e r k l e l e n p l a a t s e l i j k op en vormde het diepe g l a c i a l e d a l e n , die door de s m e l t w a t e r k l e l e n heen r e i k t e n (blok F 14 b i j v . ) .
1^
R S VhyöROftómic-wind energie onderzoek
Geologisch^ opbouw, GEBIED 3
22.
Vooral in de g l a c i a l e dalen komen zeezanden voor, die dateren u i t de warme E e m t i j d , die op de S a a i e I J s t i j d volgde. Deze a f z e t t l n g e n _ y a n het Mariene_Eemien omvatten zanden, d i e a a n v a n k e l i j k door o o s t e l i j k e
r i v i e r e n moeten z i j n aangevoerd.
Enige conclus[es_ten_aanz[en_yan_de_geo[ogiscl2e_og^^^
Basisveen geeft over het algemeen een z e e r s l e c h t e
funderingsgrond-s l a g . Dit veen wordt u i t funderingsgrond-s l u i t e n d in de befunderingsgrond-schouwde gebieden aangetroffen in de blokken ¥^h en F15. Deze blókken z i j n daarom minder g e s c h i k t .
De g l a c i a l e v a l l e i in gebied 1 i s een minder goede f u n d e r i n g s g r o n d s l a g , omdat deze met a f z e t t i n g e n i s gevuld d i e w a a r s c h i j n l i j k v r i j s l a p z i j n . Ook in de r e s t van gebied 1 hebben de bovenste lagen n i e t al te veel draagvermogen. Hierdoor bestaat e r voor gebied 1 een voorkeur voor onderhei de c o n s t r u c t i e s .
Indien t u r b i n e s g e p l a a t s t gaan worden boven eindmorenes', waarbij de palen tot in deze morenes komen, i s het n o o d z a k e l i j k de s t r u c t u u r van deze morenes nauwkeurig te onderzoeken. Dit i s nodig omdat
morenes over het algemeen s t e r k vermengde formaties b e v a t t e n , en dus s t e r k w i s s e l e n d e eigenschappen hebben.
Het gebied 3 en in mindere mate het gebied 2 , bestaat u i t k l e i e n die bedekt geweest z i j n met een i j s k a p . Deze k l e i e n z i j n daardoor o v e r g e c o n s o l i d e e r d , wat het heien s t e r k b e m o e i l i j k t .
Met name door d i t k a r a k t e r van de grond moeten h i e r vooral c o n s t r u c t i e s overwogen worden, w a a r b i j funderingspalen n i e t nodig z i j n ( e i l a n d e n ,
r i n g d i j k e n , c a i s s o n s ) .
Voor de d e f i n i t i e v e ontwerpen z u l l e n exacte grondmechanische gegevens nodig z i j n . Hierop zal worden ingegaan in een volgende f a s e .
,1 ^ 1 'O Al y I,,.- ^ - ^ - ' ^ ^ : »jO , 1 1 >! T* l i " ,,j ' \. Êlbow/Calais 4. Twente formïitle,
5. Twente forma.tie deHzan,dè(i
den, p m n W r w n rqrmatio , , , >- ^ - , , j - , W U " . ; brafe.W^^r afzettingen . 2. .EVbpw formatie. d . k » n d e . - • , '
strandw.1 ' ' ^ , ^' '
t i e , r i v i e r k l e i ^ ' , > ' , -,t ie deHzflfvden , . . - i. . ,
$. Eemforiflötre» Bruine bank bed, r i v i e r k l e i 7. Éemforriatle, rtarièné afzcttlrt^en
6. Elbow foi(natie kloJ ' ^ 7, KeUepw ' ' '
De diepten van de a f z o n d e r l i j k e gebieden
Gebied 1 heeft een v r i j constante diepte van 30 m. A l l e e n in de zuidwesthoek z i j n p l a a t s e l i j k diepe punten. Voor c o n s t r u c t i e v e berekeningen is het daarom verantwoord om een eenheidsdiepte van 30 m te gebruiken.
Ook gebied 2 heeft een v r i j constante diepte tussen de 25 en 30 m. Hier bevindt z i c h een v e r d i e p i n g in het N . 0 , , die p l a a t s e l i j k meer dan kO m diep i s . Ook voor gebied 2 kan een eenheidsdiepte van 30 m gebruikt worden.
Gebied 3 toont s t e r k e r e d i e p t e v e r a n d e r i n g e n . In het westen tegen de Doggersbank aan is het s l e c h t s 25 m d i e p , t e r w i j l er in het Z.W. en midden r i v i e r d a l e n tot 50 m diepte voorkomen.
Het g r o o t s t e deel van d i t gebied heeft een diepte van kO m. B i j de i n d i c a t i e v e berekeningen kan derhalve een diepte van hO m worden aangehouden, mits b i j de d e t a i l l e r i n g het r e l a t i e f grote
2 5 .
k. BELASTINGEN OP DE CONSTRUCTIES EN TYPEN DRAAGCONSTRUCTIES
4 . 1 . B e l a s t i n g e n op de c o n s t r u c t i e s
Voor gegevens omtrent de b e l a s t i n g e n afkomstig van de windturbine wordt b i j gebrek aan j u i s t e gegevens uitgegaan van de gegevens die door FDO beschikbaar g e s t e l d z i j n i n :
' B e s p r e k i n g s v e r s l a g W i n d e n e r g i e p r o j e c t ' R&D Nr. 7 8 2 7 5 en wel 'Aannamen met betrekking tot de HAT'.
H i e r u i t volgen k bel a s t i n g s g e v a l 1 e n :
Bel a s t i ngsgeva1 Windsnel hei d Opmerk i ngen
1 72 m/s bladen in vaanstand ( s t i l s t a a n d ) 2 13 m/s
-3 20 m/s h o r i z o n t a l e kracht op ashoogte 500 kN k 13 m/s
j
bladbreuk, c e n t r i f u g a l e kracht 900 kNEr wordt geen rekening gehouden met dynamische componenten in deze b e l a s t i n g .
Algemene aannamen b i j deze v i e r bel a s t i n g s g e v a l 1 en z i j n ; - ashoogte rotor 50 m boven zeeniveau
- massa rotor blad = 6 ton
- massa gondel + rotor = 120 ton
Voor a l l e b e l a s t i n g s g e v a l 1 en wordt steeds gedacht aan een
26.
Voor de krachten u i t golven en stroming op de c o n s t r u c t i e is gebruik gemaakt van een computerprogramma van Marcon ( r e f . 9)
De r e s u l t a t e n z i j n weergegeven in de volgende t a b e l .
Het b l i j k t n i e t nodig te z i j n a l l e bel a s t i n g s g e v a l 1 en na te rekenen, volstaan kan worden met bel astingsgeval1 en 1 en k.
Ook i s het n i e t nodig a l l e c o n s t r u c t i e s door te rekenen.
De berekening z a l worden beperkt tot de zwaarst b e l a s t e c o n s t r u c t i e .
k.2. Stalen c o n s t r u c t i e s
4.2.1. Stalen buisaonstruotie
Een s t a l e n buis met een aangenomen diameter van 3,8 m wordt ca kQ m in de zeebodem g e h e i d . Hoewel in d i t rapport steeds wordt uitgegaan van een c y l i n d r i s c h e s t a l e n buis van 100 m lengte z a l in de p r a k t i j k overgegaan moeten worden op een conische s t a l e n b u i s .
V,
T A
§Êl§st[ngsgeval_1 (v^.^^ = 72 m/s) S t a l e n mast 80 m lengte
Oppervlakte wieken in vaanstand 2
30 m aangenomen (A,)
— - ) . • ^
Oppervlakte mast loodrecht op de wind
Bepal ing van F . :
B e l a s t i n g op wieken q = i pv c (12) waarin c = s o o r t e l i j k e massa van lucht
(1,25 kg/m^) v = windsnelheid m/s c stuwdruk c o ë f f i c i ë n t
rr.
(van 0 , 7 - 2 , 0 , a f h a n k e l i j k van vorm van het oppervlak)
i i
3 O m c 3 V! O 3 O Z3 C LCD
=5
0
QO
Z5
CL
0
^
N
O
CD
TT
jWi ndsne1 he i d m/s G o l f h o o g t e m G o l f p e r i o d e s G o l f 1 engte m Kracht t . g . v . go1ven en s t r o m i n g (1I<N) kN A a n g r i j p i n g s p u n t o f hoogte h boven b a s i s m 13. 3. 7 . 7 7 . 2 0 . 5 . 7 . 5 3 8 . 5 Jim. , 7 2 . 12. 1 1 . 168. - W o T S > W a t e r d i e p t eTabel voor k r a c h t e n op paal i n zee u i t g o l v e n en s t r o m i n g van 1 knoop v e r k r e g e n met het programma MARGO van flARCON
u i t g o l v e n & s t r o m i n g
Basis
28.
j
Bepal ing van F.^ :
B e l a s t i n g op mastlichaam q = i pv^c
Nu i s = i X 1 , 2 5 X 7 2 ^ X 0 , 7 x 190 = 430920 N ( 4 3 0 , 9 kN)
Voor F^ u i t tabel 1150 kN.
Met deze waarden wordt M^^^^ = 6 8 , 0 x 80 + 4 3 0 , 0 x 55 + 1150 x 2 2 , 5 = = 5 5 1 1 4 kNm.
De spanning in de voet wordt dan; M voet Ö 1 = '1 w : voet - n ^ 4 , . 4 , voet i 32 F 32 = 0 , 5 4 5 55114 2
° 1 = 0 , 5 4 5 ^ 101126 kN/m De drukspanning in de voet t . g . v . eigen gewicht bedraagt = 54980 kN/m^ ( r e f . 11) De maximale spanning in de voet wordt
+ = 156106 kN/m'''.
§?l55ti[!gsgeval__4 (v^.^^ = 13 m/s) F^ kracht van onbalans t . g . v . bladdruk
opgegeven a l s 900 kN = i X 1,25 x 13^ X 0 , 7 X 190 = 14048 N (14,0 kN) F^ = 245 kN = X o e t l ^ '^voet2 = ' ^ W T T T o O o ' = 72166 kNm 0^ = - Z i l ^ = 132415 kN/m^ ^voetl = 1^ X 55 + 245 X 20 = 4900 kNm '^voet2 " X 80 = 72000 kNm
2 9 .
De d r u k s p a n n i n g in de voet t . g . v . e i g e n g e w i c h t bedraagt = 54980 kN/m . De maximale spanning in de voet w o r d t ° 2 ~ ^ ^ ^ ^ ^ 5 kN/m^.
De d o o r b u i g i n g b i j deze b e l a s t i n g i s een maat voor de eigen f r e q u e n t i e .
f = ^ EIG 2tt t
p. 3 , 4
' =in
^WT-
^ ' ^ 3 9 m
Eigen f r e q u e n t i e f ^, ^ = ^ ^ ^ ^ ^ g l = 0 . 3 9 Hz
Volgens h o o f d s t u k 3 van d i t r a p p o r t moet de e i g e n f r e q u e n t i e l i g g e n boven 0 , 1 8 Hz en
Volgens r e f . 4 moet de eigen f r e q u e n t i e b i j v o o r k e u r n i e t l i g g e n •tussen 0 , 5 en 6 Hz.
3 0 .
B i j het beschouwen van de andere c o n s t r u c t i e s b l i j k t deze b u i s steeds t e v o l d o e n , omdat daar dan de b e l a s t i n g e n l a g e r z i j n ( o . a .
w e g v a l l e n g o l f b e l a s t i n g , o f een veel k o r t e r e b u i s ) .
Voor de vakwerk mast is een nauwkeurige b e p a l i n g n i e t zonder meer m o g e l i j k , daar dan a l l e gegevens v a s t moeten l i g g e n zowel voor de b e l a s t i n g e n a l s voor de vorm van de mast.
B i j de gekozen v e r h o u d i n g van w a n d d i k t e t o t b u i s d i a m e t e r b e h o e f t geen b e r e k e n i n g op k n i k o f p l o o i t e worden u i t g e v o e r d .
4.2.2. Stalen vakwerkaonstruatie
Een s t a l e n vakwerk van 80 m hoogte w o r d t g e p l a a t s t op de zeebodem en gefundeerd met p a l e n . Aan de voet zal u i t g e g a a n moeten worden van
2
een o p p e r v l a k t e van 20 x 20 m per mast.
4 . 3 - S t o r t s t e e n dam
B i j d i t a l t e r n a t i e f w o r d t gedacht aan een s t o r t s t e e n dam op een o n d e r w a t e r l i g g e n d e zanddam. Op de s t o r t s t e e n dam worden de molens g e p l a a t s t .
De b e l a n g r i j k s t e o n t w e r p e r i t e r i a voor de dam z i j n : - w a t e r d i e p t e
- gol f k l imaat
Voor de w a t e r d i e p t e zal worden aangehouden: voor g e b i e d 1 : 30 m
voor gebied 2 : 30 m voor g e b i e d 3 : kO m
3 1 .
Voor het g o l f k l i m a a t zal worden aangehouden:
voor gebied 2 : de gegevens van het K . N . M . I .
voor gebied 1 en 3 : aanpassingen van deze gegevens, z i e f i g . 3.
In a l l e gebieden zal de s t o r t s t e e n dam worden gebouwd op een onderzeese zanddam, d i e t o t -15 m w o r d t o p g e t r o k k e n . Deze zanddam moet een
v r i j f l a u w t a l u d hebben, ca 1:25- De bovenbreedte van deze dam i s a f h a n k e l i j k van de t a l u d h e l l i n g van de r i n g d i j k .
Er zal m o g e l i j k e r w i j s wat zand wegslaan van deze zanddam; deze
a f s l a g is e c h t e r n i e t nauwkeurig vast t e leggen zonder g e d e t a i l l e e r d e b e r e k e n i n g e n . Een en ander zal meer in d e t a i l besproken worden b i j de s t r a n d o p l o s s i n g .
De hoogte van de s t o r t s t e e n - g o l f b r e k e r is aangenomen op 1,50 boven hoog w a t e r ; d i t r e s u l t e e r t in r e l a t i e f veel g o l f o v e r s l a g b i j s t o r m . D i t h o e f t gezien de f u n c t i e van de dam n i e t op bezwaren t e s t u i t e n . V/el z u l l e n er o p t i s c h e s i g n a l e n op g e p l a a t s t moeten worden t . b . v . de scheepvaa r t .
A l s e e r s t e benadering is gedacht aan een s t a n d a a r d g o l f b r e k e r met b e t o n b l o k k e n a l s b e s c h e r m i n g .
Een schematische doorsnede i s weergegeven in f i g u u r 1 1 .
Voor een g o l f b r e k e r i n g e b i e d twee is de k o s t p r i j s u i t g e r e k e n d met het computerprogramma HUDSON ( r e f . 6) voor v e r s c h i l l e n d e o n t w e r p -g o l v e n en t a l u d s ; b i j het k a p i t a l i s e r e n van de schade is u i t -g e -g a a n van een r e n t e v o e t van 8^ en een i n f l a t i e van k%.
Het goedkoopste b l i j k t een 1:1 g o l f b r e k e r t e z i j n , ontworpen voor een g o l f h o o g t e van 8 , 4 0 . H i e r v o o r z i j n b e t o n b l o k k e n van kO t o n n o d i g
( b l o k k e n van 2,5 x 2 , 5 x 2 , 5 m), D i t s o o r t b l o k k e n z i j n a l l e e n met s p e c i a l e v a a r t u i g e n t e p l a a t s e n ( b i j v . een t y p e b l o k k e n s c h i p a l s b i j Europoort g e b r u i k t i s ) . D i t is h i e r m o g e l i j k gezien de g r o t e omvang van het werk.
In verband met de u i t v o e r i n g i s het w e l l i c h t n o d i g om de h e l l i n g van de g o l f b r e k e r t e r u g t e brengen t o t 1 : 1 ^ .
R S V
hyöRÓndifuc--wind energie onderzoek
Schematisch doorsnede
van de stortsteen dam
So.000 70.000 c ^ 60.000 •] 3 50.000 O) 40.0O0 H 30.000 20.000 i 10.000 -3-CNj O rsi csl CM O -3- -3-g e w i c h t in tonnen van de betonblokken o 1 :2 1 :1 r e n t e p e r c e n t a g e 8^ i n f l a t i e p e r c e n t a g e ,k % 7 ; 8 , o • 10 (m) o n t w e r p g o l f H d 1:1 1 : U 1 : 2 1 : 2 i 1 : 3 g: bovenbreedte 60 . m 75 m 90 m 110 m 125 m vo 1 ume m 2 4 . 3 0 0 2 4 . 7 5 0 2 5 . 2 0 0 2 5 . 8 0 0 2 6 . 2 5 0 N p r i j s z a n d ( g u l dens) 56925 55675 . 5 6 7 0 0 5 8 0 5 0 . 5 9 0 5 0 p r i j s g o l f b r e k e r s (H^ = 8 . 4 0 m) ( guldens) 31541 4 1 7 8 8 5 2 4 3 1 6 3 3 5 2 7 4 4 6 5 T o t a a l 8 8 5 0 0 9 7 5 0 0 1 1 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 1 3 3 5 0 0 R S V
hyöRon<MT»c-a H n « i r hyöRon<MT»c-a i « h % h o l l hyöRon<MT»c-a n dwind energie onderzoek
Kostprijs berekening stortsteen golfbreker gebied 2
34.
4 .k . StrandoplOSS i ng
B i j de s t r a n d o p l o s s i n g w o r d t u i t s l u i t e n d een zanddam gemaakt, deze
dam h e e f t een o n d e r w a t e r t a l u d 1:25 t o t ca 10 m onder de w a t e r o p p e r v l a k t e , en gaat daarna 1:50 omhoog t o t 2 m boven de w a t e r l i j n , waarna een
z a n d d i j k 1:10 t o t +5 v o l g t . De k r u i n b r e e d t e van deze d i j k is ca 50 m. B i n n e n d i j k s kan het t a l u d \«;el geheel 1:25 komen.
IV 2.100 m V 22.050 m 49.100 m
De kosten z u l l e n ca ƒ 1 1 0 . 0 0 0 , = / m ' b e d r a g e n , dus voor 50 km ca 9
ƒ 5,5 * 10 . D i t i s i e t s duurder dan de s t o r t s t e e n - g o l f b r e k e r .
Bovendien komt h i e r nog b i j dat een d e r g e l i j k s t r a n d goed onderhouden moet worden. Door de scheef i n v a l l e n d e g o l v e n zal er langs het s t r a n d een z a n d t r a n s p o r t o n t s t a a n , waardoor p l a a t s e l i j k e r o s i e , en
p l a a t s e l i j k aanzanding zal voorkomen.
Doordat de g o l v e n u i t een a a n t a l v e r s c h i l l e n d e r i c h t i n g e n komen, z u l l e n deze v e r s c h i j n s e l e n z i c h g r o t e n d e e l s compenseren. Toch zal er een r e s u l t e r e n d e f f e c t z i j n i n de vorm van l o k a l e e r o s i e . Door het b i j z o n d e r , o n r e g e l m a t i g e k a r a k t e r van het N o o r d z e e - g o l f k l i m a a t ,
is het binnen de m i d d e l e n d i e voor d i t onderzoek t e r b e s c h i k k i n g s t a a n , n i e t m o g e l i j k e . e . a . p r e c i e s t e v o o r s p e l l e n .
35.
4 . 5 . Caissonoplossingen
4.5.1. Caisson tot boven de waterlijn
Het voordeel van een c a i s s o n tot boven ^ de w a t e r l i j n i s dat de molen a l s een
eenvoudig vakwerk gemonteerd kan worden. Het montagewerk op zee is n i e t zo s t e r k meer a f h a n k e l i j k van de
weersomstandiq-A heden, en v r i j w e l a l l e s kan aan de wal g e p r e f a b r i c e e r d worden.
Heiwerk is b i j deze o p l o s s i n g overbodig, er hoeft s l e c h t s een r e d e l i j k vlakke ondergrond te z i j n . Het bezwaar van een d e r g e l i j k c a i s s o n is dat er een staande g o l f zal ontstaan die een r e l a t i e f grote kracht op de c o n s t r u c t i e u i t o e f e n t . Hierdoor moet het c a i s s o n v r i j zwaar worden uitgevoerd ( z i e bijgaande krachtenberekening).
Verder moet, om het c a i s s o n d r i j v e n d aan te voeren, er ook nog een r e d e l i j k e verhouding bestaan tussen breedte en diepgang.
Op grond van deze overwegingen komt men tot een c a i s s o n van ca
40 * 40 * 35 m. Dit c a i s s o n s t e e k t dus in afgezonken toestand ca 5 m boven water u i t .
Het c a i s s o n bestaat u i t :
^ wanden van 0,75 m d i k ^ t o t a a l volume 4x40x35x0,75 = 4200 m^ 1 v l o e r van 1,25 m dik-> t o t a a l volume 1x40x40x1,25 = 2000 m^ 1 dek van 0,50 m d i k - * - t o t a a l volume 1x40x40x0,50 = 800 m^ 6 scheidingswanden van 0 , 3 0 m d i k - > t o t a a l volume 6x40x30x0,30 = 2l60 m^
Gewicht van d i t c a i s s o n 916O x 2,5 22900 t f -> diepgang 22900/1600 = 14,31 m
36.
S t a b i l i t e l t s c o n t r o l e Moment t . g . v . g o l f 3.34 * 10^ kNm
t . g . v . molen 0.08 ^ 10^ kNm X 3.42 * 10^ kNm
Windinvloed op molen en c a i s s o n is dus te verwaarlozen t . o . v . de
g o l f k r a c h t . Het c a i s s o n is s t a b i e l ( z i e comp. u i t v o e r op volgende b l z . , r e f . 7)
In de p r a k t i j k z a l een d e r g e l i j k c a i s s o n i . o . v . r e c h t h o e k i g , rond worden u i t g e v o e r d . Daar de berekening hiervan v r i j ingewikkeld i s en bovenstaande berekening a l l e e n t e r v e r g e l i j k i n g d i e n t , i s u i t s l u i t e n d het rechthoekige c a i s s o n beschouwd.
4.5.2. Caisson ondev water
Door het c a i s s o n v o l l e d i g onder water t e p l a a t s e n worden de
g o l f k r a c h t e n aanmerkelijk minder. Dit r e s u l t e e r t in een a a n z i e n l i j k l i c h t e r e c o n s t r u c t i e .
Het grote voordeel van een c a i s s o n ( n i e t te hoeven heien) b l i j f t in d i t geval b e s t a a n , alhoewel de montage i e t s gecompliceerder z a l worden.
B i j een onder water c a i s s o n moet gedacht worden aan een doos van 20 * 20 * 10 m, waarop de s t a a l c o n s t r u c t i e gemonteerd wordt. Het onderste deel van de s t a a l c o n s t r u c t i e kan reeds gemonteerd z i j n . Ook kan de overgang van doos naar s t a a l c o n s t r u c t i e een betonnen toren op de doos z i j n . Het c a i s s o n bestaat u i t : 4 wanden dikte 0,3 m 20 * 10 * 0,3 * 4 = 240 m-^ v l o e r d i k t e 0,75 m 20 * 20 * 0,75 = 300 m^ dek d i k t e 0,25 m 20 * 30 * 0,25 = 100 m^ 6 separatiewanden d i k t e 0,2 m 20 * 10 * 0,2 * 6 = 240 m^ 880 m
37.
Gewicht van d i t c a i s s o n 880 x 2 , 5 = 2200 ton -> diepgang 2 2 0 0 / 4 0 0 = 550 m
Betonkosten ca ƒ 1 0 0 0 , - - per ^ t o t a l e k o s t e n ƒ 8 8 0 . 0 0 0 , —
S t a b i l i t e i t : G o l f d r u k ca 105 kN/m' -y 2 1 0 0 kN op het c a i s s o n , g r i j p t op ongeveer de h a l v e hoogte aan. T o t a a l moment 2 1 0 0 * 5 + 8 2 3 6 5 * = 9 2 8 6 5 kNm
Gewicht onder w a t e r : v e r e i s t 9 2 8 6 5 / 1 0 = 929 t f O p d r i j v e n d vermogen: I8OO t f
Dus b a l l a s t e n met minimaal 2729 t f
Binnenvolume is 4000 - 88O = 3120 m^ ^ V u l l e n met water is vol doende
A f s c h u i v i n g : L a n g s k r a c h t , t o t a a l ca 3000 kN Gewicht dus minimaal 3 0 0 0 / 0 . 3 2 = 9 3 7 t o n .
Dus ook nu is v u l l e n met w a t e r v o l d o e n d e .
d i t is het moment dat de r o t o r volgens FDO u i t o e f e n t op de f u n d e r i z i e memo RD78275, 'Aannamen m . b . t . de HAT'.
3 8 .
Toren
•Indien op het c a i s s o n een betonnen t o r e n gezet wordt met een hoogte van ca 25 m, l<an h i e r v o o r het volgende aangenomen w o r d e n :
Diameter 4 . 0 0 m Wanddikte 0.30 m Volume 3 6 . 3 m'^ Gewicht 9 0 , 7 t o n
De p r i j s van deze t o r e n is ca ƒ 1 0 0 . 0 0 0 , — .
De t o t a l e b e t o n c o n s t r u c t i e gaat dus ongeveer ƒ 1 . 0 0 0 . 0 0 0 , - - k o s t e n .
A
* i
i ••
' T
HVDRÜNRMIC BV
PORT WHTERNflV ENGINEERS
hERWESTRRflT 3 4 SLIEDRECHT NETHERLANDS
CRLCÜLRTIÜN OF R RUBBLE MOUND BRERKWRTER PRGE 1 DESIGN WRVE 7 . 1 0 M ( P R O B R B I L I T V 5 0 , 0 0 CONCRETE CUBES 1 ; 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . 0 1 : 2 . 5 1 : 3;. 0 U N I T NEIGHT <KG> 2 4 1 1 4 . l t . 0 7 6 . 1 2 0 5 7 . 9 6 4 6 . 8 0 3 8 . LRVER THICKNESS <M> 2 . 1 8 1 , 9 1 1 . 7 3 • 1 . 6 1 1 . 5 1 CREST WIDTH ( M ) 7 . 27 2 . 8 6 2 , 6 0 2 . 4 1 2 . 2 7 VOLUME/M • • • ( M S ) 2 4 . 3 2 . 3 8 . 4 3'. •• 4 9 .
TOTRL WEIGHT 'ilTONS) 3 2 . 4 1 . 4 9 . 5 6 . 6 3 .
P R I C E v ' M » : : * 8 0 - . - / T O N > 2 3 3 8 . : 3 3 1 6 . - 3 9 4 8 . 4 5 i 4 . ^ • 5 0 4 2 .
SECONDRRV -RRtlOLR • U N I T - W E I G H T < K G > LRVER THICKNESS ( M ) VOLÜME/M-" Xmy TOTRL WEIGHT ciTONS) FRICE/M<^^ 65.,••••TON) 1 : 1 = 0 2 4 1 1 . 1 . 0 1 1 7 . 2 8 . 1 8 2 1 = 1 : 1 . 5 1 6 0 8 . . ;Er9 2 1 . 3 3 . 2 1 6 9 . 1 : 2 . 0 1 2 0 6 . . W 2 3 . 3 7 . 2 4 1 2 . 1 ; 2 . 5 9 6 5 . . 75 2 5 . 4 0 . 2 6 2 6 . 1 : 3 . 0 8 0 4 . , 70 2 7 . 4 4 . 2 8 2 9 . CüRRRV RUN U N I T WEIGHT <KG> VCLUME/M-' '::M3>
TOTRL WEIGHT <TONS) P R I C E / h K ? 60.,••••TON) 1 : 1 . 0 1 2 1 . 2 6 8 = 4 3 1 . 2 5 8 7 5 = 1 : 1 . 5 8 0 . 3 6 1 . 5 8 3 . 3 4 9 6 3 . 1 ; 2 . 0 6 0 . 4 6 3 . 7 4 6= 4 4 7 3 6 . 1 : 2 . 5 4 8 . 5 6 7 . 9 1 5 . 5 4 8 7 5 . 1 : 3 . 0 4 0 . 6 7 5 . 1 0 8 7 . 6 5 2 4 4 . F I L T E R LRVER LRVER T H I C K N E S S ' : ; M ) VOLUriE,^''M'- ••<M3) TOTRL W E I G H T ' : : T 0 N S ) F R I C E , ^ ^ ^ r i > : : $ 1 5 . ,^^^TnN) 1 : 1 . 0 . zO 1 9 . 3 1 . 4 6 3 . 1 : 1 = 5 . 5 0 2 7 = 4 4 = 6 5 7 . 1 : 2 . 0 . 50 3 5 . 5 7 . 8 5 4 . 1 : 2 . 5 . 50 4 3 . 7 0 . 1 0 5 1 . 1 : 3 . O . 50 5 2 . S 3 . 1 2 4 9 . T O T R L C O S T
CONSTRUCT ION COST • VERRLV DRMRGE COST CRPITRLIZED^C^RMROE TOTRL COST 1 : 1 . 0 3 0 6 9 6 . 6 7 . 14iE!7. 3 2 1 8 3 . 1 : 1 . 5 • 4 1 1 0 5 . 8 8 . • 1 9 4 3 . 4 3 0 4 8 . 1 : 2 . O 5 1 9 4 9 . • 1 0 5 . 2 3 1 3 . 5 4 2 6 2 . 1 : 2 . 5 62066. 1 2 0 . • 2 6 4 5 . 6 5 7 1 1 . 1 : 3=0 7 4 3 6 3 , 1 3 4 . 2 9 5 4 . 7 7 3 1 7 .
HVDRCNRMÏi: B^='
PORT & WRTERWflV ENGINEERS
hERWESTRRRT 3 4 SLIEDRECHT NETHERLRNDS
CRLCÜLRTION OF R RUBBLE MOUND BRERKWRTER PftCE 2 DESIGN NRVE 7,30 M ( P R O B R B I L I T V 2 0 . 0 0 X') Cür-^CRETE CU EES i : i . 0 i : i . 5 1 ; 2 . 0 1 : 2 . 5 1 : 3 . 0 U N I T WEIGHT a<G) 3 1 3 7 3 . 2 1 3 1 5 . 1 5 9 8 6 . 1 2 7 8 9 . 1 0 6 5 8 . LRVER THICKNESS •::M> 2 . 40 2 . 0 9 1 . 9 0 1 . 7 7 1 . 6 6 CREST W I D T H <M> 3 , 6 0 3 . 1 4 2 . 8 6 2 . 6 5 2 . 4 9 V O L L l M E v ' M - - < m > 2 9 . 3 8 . 4 5 . 5 1 . 5 7 . TOTRL WEIGHT ( T O N S ) 3 7 . 4 9 . 5 8 . 6 6 . 7 4 . P R i C E / M < * 8 0 . / T O N ) 2989= 3 9 0 6 = 4 6 4 7 . - 5 3 1 3 . 5 9 3 2 . SECONDf!F:V RRMOUR U N I T WEIGHT <KG) LRVER THICKNESS <M) VOLUME/M-' <M3)
TOTRL WEIGHT <TONS) P R I D E / M < t - • 6 5 . .-•TON) : 1 . 0 3 1 9 7 = i . i l 2 1 = 3 3 = 2 1 6 3 = 1 : 1 . 5 2 1 3 2 . = 9 7 2 5 . 4 0 . 2 5 7 3 . 1 : 2 , O 1 5 9 3 . = SS •-•"? 4 4 . 2 8 5 6 . 1 : 2 . 5 1 2 7 9 . = 8 2 3 0 . 4 8 . 3 1 0 6 . 1 : 3 = 0 1 0 6 6 . 5 1 = 3 3 4 2 = QURRPV RUN¬ U N I T WEIGHT <KG) VOL UME/M-' a'13)
TOTRL WEIGHT ( T O N S ) P R I C E / N 6 0 , / T O N ) 1 ; 1 = c 1 6 0 = 2 6 3 . 4 2 3 . 253£r2 = 1 : 1 . 5 3 5 3 . 5 6 9 . 3 4 1 4 0 . 1 : 2 . 0 8 O. 4 5 1 . 7 2 7 . 4 3 6 1 3 . 1 : 2 . 5 6 4 . 5 5 3 . 8 9 1 . 5 3 4 7 7 . 1 : 3 . 0 5 3 = 6 5 7 . 1 0 6 0 . 6 3 5 9 1 . F I L T E R LRVER LRVER THICKNESS ( M ) VOLUME/N-- <M3)
TOTRL WEIGHT <TONS) P R I C E / M < $ 1 5 , / T O N ) 1 : 1 = 0 . 5 0 1 9 , 3 1 . 4 6 7 . 1 : 1 . -'O 4 4 , 6 6 1 . 1 : 2 . O . 5 0 3 5 . 5 7 . 8 5 7 . 1 : 2 . 5 . 5 0 4 4 . 7 0 , 1 0 5 4 . 1 : 3 . O . 5 0 8 3 . 1 2 5 1 . TOTRL OOST
CONSTRUCT ION OOST VERRLV DflMRGE OOST C F P I T R L I Z E D DRMRGE TOTRL COST 1 : 1 . 0 3 1 C 1 1 . 2 9 . 6 3 1 . 3 1 6 4 2 . 1 : 1 . 5 4 1 2 ? 9 . 3 7 . 8 2 4 . 4 2 1 0 3 . 1 : 2 . 0 5 1 9 7 3 = 4 4 . 9 8 1 . 1 : 2 . 5 6 2 9 5 0 . 5 1 . 1 1 2 1 . 6 4 0 7 1 . 1 : 3 . O H l 1 6 . 5 7 . 1 2 5 2 .
I H V D R Ü N F I M I C B V P O R T A WfiTERWRV B-JGINEERS \ M E R K - E S T R R R T J;4 S L I E D R E C H T NETHERLfir-DS C R L C U L R T I O H O F R R U B B L E M O U N D B R E R K W R T E R P R G E D E S I G N W R V E S . 4 Ü M < P R O B R B I L I T V 1 0 „ 0 0 C : O N C R E T E C U B E S 1 : 1 , 0 1 : 1 . 5 1 : 2 , 0 1 : 2 . 5 1 : 3:, 0 U N I T WEIGHT ( K G ) 3 9 R S S . 2 6 6 2 2 , 1 9 9 6 7 . 1 5 9 7 3 . 1 3 3 1 1 . LRVER T H I C K N E S S <M) 2 . 5 8 2 . 2 6 2 . 0 5 1 . 9 0 1 . 7 9 CREST WIDTH ( M ) 1.87 S . S 8 3 . 0 7 2 , 8 5 2 . 6 9 VOLUME/M-^ (-MS) s s . 4 3 . 5 1 , 5 8 . • 6 5 . TOTRL WEIGHT ( T O N S ) 4 S . 5 6 , 6 6 . 7 6 . 8 4 . P R I C E / M ( $ SO./TON) S 4 C S . 4 4 4 8 . 5 2 9 1 . 6 0 4 7 , 6 7 5 0 . SECONDRRV RRMOUR 1 : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . 0 1 : 2 , 5 1 : 3 . 0 U N I T WEIGHT <KG) S S 9 3 . 2 6 6 2 . 1 9 9 7 . 1 5 9 7 . 1 3 3 1 , L R V E R THICKNESS ( M ) 1 . 2 0 1 . 05 . 9 5 . 8:5 . 8 3 'v'CLUME/M-- ( M S ) 2 4 . 2 8 . 3 1 . 3 4 . 3 6 . TOTRL WEIGHT ( T O N S ) S 8 . 4 5 . 5 0 . 5 5 . 5 9. P R i e E / M ( * 6 5 . / T O N ) 2 4 8 0 . 2 9 4 6 . 3 2 6 7 . 3 5 4 9 . 3 8 1 6 . Q U R R R V RUr'^ 1 : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . 0 1 : 2 . 5 1 : 3 . 0 U N I T WEIGHT ( K G ) 2 0 0 . 1 3 3 . 1 0 0 . 8 0 . 6 7 . VOLUME/M-- ( M S ) 2 5 7 . 3 4 5 . 4 4 0 . 5 3 9 . 6 4 2 . TOTRL-WEIGHT ( T O N S ) 4 1 5 . 5 5 6 . 7 0 9 . • 8 7 0 . 1 0 3 4 . P R I C E / M ( $ 6 0 . / T O N ) 2 4 8 9 4 . 3 3 3 4 8 . 4 2 5 5 8 . 5 2 1 7 9 . 6 2 0 6 5 . F I L T E R LRVER • 1 : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . 0 1 : 2 . 5 1 : 3 . 0 LRVER T H I C K N E S S ( M ) . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 VCLUME/M-' ( M S ) 1 9 . 2 7 . 3 6 . 4 4 . 5 2 . T O T A L WEIGHT ( T O N S ) S i . 4 4 . 5 7 , 7 0 , 8 4= P R I C E / M ( * • 1 5 . / T O N ) 4 7 0 . 6 6 4 . 8 5 9 „ 1 0 5 6 . 1 2 5 4 . TOTRL COST CONSTRUCTION COST VERRLV DRMRGE COST C R P I T R L I Z E D DRMRGE TOTRL COST 1 : 1 . 0 3 1 2 4 8 , 1 3 = 2 9 3 . 3 1 5 4 1 . 1 : 1 . 5 4 1 4 0 5 . 1 7 = 3 8 3 . 4 1 7 8 8 = 1 : 2 . 0 • 5 1 9 7 5 . 2 1 . 4 5 5 . 5 2 4 3 1 . 1 : 2 . 5 6 2 8 3 1 . 2 4 . 5 2 0 . 6 3 3 5 2 . 1 : 3 . 0 7 3 8 8 5 . 2 6 , 5 8 1 . 7 4 4 6 5 .
\ - I HVDRONAMIC BV
F'ORT WFiTERWflV ENi3ir-EER5
• MEF:WES7RFiHT 3 4 SLIEDRECHT NETHERLRNDS
CRLCÜLRTION OF R RUBBLE MOUND BRERKWRTER DESIGN WRVE 8 . 9 0 M (PROBRBILT TV F..i-in v CONCRETE CUBES U N I T WEIGHT ( K G ) LRVER THICKNESS ( M ' " CREST WIDTH <M) VOLUME,-'M-- <M3) TOTRL WEIGHT ( T O N S ) R R I C E / M ( 5 : 8 0 . / T O N ) PRGE 4 1 - i . 0 1 : i . 5 1 : 2 , 0 1 : 2 . 5 1 : 3 . 0 4 7 4-9?. 3 i 6 6 5 . 2 3 7 4 9 . 1 8 9 9 9 . 1 5 8 3 2 . 2 . 7 4 2 . 3 9 2 . 1 ? 2 . 0 2 1 . 9 0 4 . i O 3 . 5 9 3 . 2 6 3 . 0 2 2 . 8 5 3 6 . 4 7 . 5 6 . 6 4 . 7 2 . 4 7 . 6 2 . 7 3 . 8 4 . 9 3:. 3 7 7 2 . 4 9 2 7 . 5 8 6 0 . 6 6 9 5 . 7 4 7 2 . SECONDRRV RRMOJR U N I T WEIGHT ( K G ) LRVER THICKNESS ( M ) VOLUME/M-- ( M 3 ) TOTRL WEIGHT ( T O N S ) P R I C E / M ( * - 6 5 . / T O N ) 1 ; 1 . C 4 7 5 0 . 1 . 2 7 2 6 . 4 2 . 2 7 6 0 . 1 ; 1 . 5 3 1 6 6 . 1 . 1 1 3 1 . 5 0 . 3 2 7 6 . 1 : 2 . O L' - ^ 7 5 . 1 . 0 1 3 5 . 5 6 . 3 6 3 0 . 1 : 2 . 5 1 9 0 0 . . 9 4 3 8 , 6 1 . 3 9 4 0 . 1 : 3 . 0 1 5 8 3 . . £18 4 0 , 6 5 , 4 2 3 4 . QURRRV RUN U N I T WEIGHT ( K G ) VriLUME,--'M-- ( M 3 ) TOTRL WEIGHT ( T O N S ) P R I C E / M ( I ^ 6 0 . / T O N ) 1 : i . C 2 5 2 = 4 0 7 . 2 4 4 1 9 . 1 : 1 . 5 1 5 8 . 3 3 7 . 5 4 4 . 3 2 6 2 7 . 1 : 2 . O 1 1 9 . 4 3 0 . 6 9 4 , 4 1 6 1 3 . 1 : 2 . 5 9 5 . 5 2 8 . B50. 5 1 0 2 6 . 1 : 3 . 0 7 9 . 6 2 8 . 1 0 1 2 . 6 0 7 1 6 . F I L T E R LRVER LRVER THICKNESS ( M ) VOLUME/M'- ( M 3 ) T O i R L WEIGHT ( T O N S ) P R I C E / M ( $ 1 5 . / T O N ) 1 : 1 . 0 . 5 0 2 0 . 3 2 . 473:. 1 : 1 . 5 , 5 O 2 8 . 4 4 . 6 6 6 , 1 : 2 . 0 . 5 0 3 6 . ÜT - ? 8 6 2 . 1 : 2 . 5 . 5 0 4 4 . 7 1 . 1 0 5 8 . 1 : 3 , 0 . 5 0 5 2 . 8 4 . 1 2 5 5 . TOTRL OOST CONSTRUCTION COST VERRLV DRMRGE OOST C R P I T R L I Z E D DRMRGE TOTRL COST 1 : 1 . O i : 1 4 2 3 . 7 . 1 4 8 . ; : i D - - ' i . 1 : 1 . 5 4 1 4 9 5 . 9 . 1 9 4 . 4 1 6 8 9 . 1 : 2 . Cl 5 1 9 6 3 . 1 0 . 2 3 : 0 . 5 2 1 9 4 . 1 : 2 . 5 6 2 7 2 0 . 1 2 . 2 6 3 : . 6 2 9 8 3 , 1 : 3. O ^ 3 6 7 8 . 1 3 . 2 9 4 . ' 3 9 7 : ' ' .
\ PORT UFTERMRV ENGINiEEFS
\ MERWEETRPfiT 1 4 SLIEDRECHT NETHERLriNDS
CflLCiJLRTIÜN OF fl RUBBLE MOUND BRERKWRTER P R 3 P 5 DESIGN NRVE 9 . 7 0 M ( P R O B R B I L I T V 2 . 0 0 CONCRETE CUBES i . V i : 1 . 5 1 ; 2 . 0 1 : 2 . 5 1 : s.0 U N I T WEIGHl (KG-:^ 6 1 4 9 1 . 4 0 9 9 4 . 3 0 7 4 6 . 2 4 5 9 6 . 204^^7 LRVER THICKf^ESS ( M ) 2 . 9 8 2 . 6 1 2 , 3 7 2 . 2 0 o ny CREST WIDTH <M> 4 . 4 7 3 . 9 1 3 . 5 5 3 . 3 0 7 ! 1 0 V O L U M E / M C M 3 > 4 2 . 5 5 . 6 6 . 7 5.-- " f t 4 ' TOTRL WEIGHT ( T O N S ) 5 5 . 7 2 . 8 5 . 9 7 . i r i ^ PR1CE/M<$ 8 0 , / T 0 N > 4 3 9 7 . 5 7 4 3 . 6 8 2 8 , 7 7 9 9 . 8 7 0 2 ^ SECONDRRV RRMOUR U N I T - W E I G H T <KG> LRVER THICKNESS <M> VOLUME/M-- <M3>
TOTRL WEIGHT <TONS> P R I C E / M ' : ' * 6 5 . / T O N ) 1 : 1 , O 6 1 4 9 . 1. 3 8 3 1 . 5 O. 3 2 3 9 = 1 : 1 = 5 4 0 9 9 . 1 . 2 1 3 7 . 5 9 . 3 8 4 0 = 1 : 2 . O 3 0 7 5 . 1 = 1 0 4 1 . 6 5 . 4 2 4 9 . 1 : 2 . 5 2 4 6 0 . 1 . 0 2 4 4 . 7 1 . 4 6 0 8 . 1 : 3 . 0 2 0 5 0 = = 9 6 4 7 . 7 6 . 4 9 4 8 . Q U R R R V R U N U N I T W E I G H T < K G > V O L U M E . - ' M ' - <M3> T O T R L W E I G H " ^ < T O N S : P R I C E / M ( $ 6 0 . / T O N : 1: 1 = 0 3 0 7 = 2 4 3 . 3 9 2 . Ï 3 5 4 6 . 1 : 1= 5 2 0 5 , 3 2 4 = 5 2 3 = 3 1 3 5 7 . 1 : 2 . O 1 5 4 . 4 1 3 = 6 6 6 = 3 9 9 7 7 . 1 : 2 . 5 1 2 3 . 5 0 7 . 8 1 7 , 4 9 0 4 7 . 1 : 3 , 1: 1 0 2 . 6 0 4 = 9 7 4 , 5 8 4 1 3 . F I L T E R LRVER LRVER THICKNESS (M> VOLUME/M-- <M3> TOTRL WEIGHT ( T O N S ) P R I C E / M < $ 1 5 . / T O N ) 1 : 1 . 0 = 5 0 2 0 = 3 2 = 4 7 7 = 1 : 1 = 5 „ 5 0 2 8 . 4 5 . 6 7 0 . 1 : . O . 5 0 3 6 = 5 8 . 8 6 5 . 1 : 2 , 5 = 5 0 4 4 . 7 1 . 1 0 6 1 . 1 : 3 = 0 . 5 0 5 2 = 8 4 . 1 2 5 9 = TOTRL COST CONSTRUCTION COST VERRLV DRMRGE OOST i C R P I T R L I Z E D DRMRGE TOTRL COST :i : 1 = O 3 1 6 5 9 . 4 3 = 3 I T O 2 . 1 : 1= 5 4 1 6 1 0 . 3 = 5 6 = 4 1 6 6 6 . 1 : 2 = 0 5 1 9 1 9 , 3 . 6 7 . 5 1 9 8 5 . 1 : 2 . 5 6 2 5 1 6 . 3 . 7 6 . 6 2 5 9 2 . 1 : 3 = 0 ' 3 3 2 2 , 4 . 8 5 . " : 41: 7 ,
HV[..R0NR;'1IC B'-'
PORT i; WhTERWHS^ ENGINEERS
MER.'4ESTRRPT Tui SLIEDRECHT NETHEPLft-jDS
CRLCULPTION O F R PL EBLE MOUND BRERKWRTER PRGE 6
DESIGN W R V E i O . 2 0 N ( P R O B R B I L I T V 1 . 00 :<') CONCRETE CUBES 1 : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . 0 1 : 2 . 5 1 ; 3 . 0 U N I T WEIGHT (KG) 7 1 4 9 9 . 4 7 6 6 6 . 3 5 7 4 9 . 2 8 5 9 9 . L_RVER THICKNESS <!M> T : . 14 2 . 7 4 2 . 4 9 2 . 3 1 2 . 1 7 CREST WIDTH ( M ) 4 . 7 0 4 . 1 1 3 . 7 3 3 . 4 7 3 . 2 6 VOLUME,--'M-- '^MS) 4 6 . 6 0 . 7 2 . 8 2 . 9 2 . TOTRL WEIGHT ( T O N S ) 6 0 . 7 9 . 9 3 . 1 0 7 . 1 1 9 .
PR I CE,--'rK:? SO. /'TON 4 8 1 1 . 6 2 : 1 5 . 7 4 7 0 . 8 5 3 1 . • 9 5 1 8 .
SECONDRRV RRMOUR 1 : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . 0 1 : 2 . 5 1 : 3 . 0 U N I T WEIGHT <KG> 7 1 5 0 . 4 7 6 7 . 3 5 7 5 . 2 £ 6 0 . 2 31E3. LR'-ER THICKNESS ( M ) 1 . 4 6 1 . 2 7 1 . 1 6 1 . 0 7 1 . 0 1 VOLUME/M ••• <M3> 3 4 . 4 0 . 4 4 . 4 8 . TOTAL WEIGHT ( T O N S ) cr nr 6 5 . 7 2 . 7 8 . £: 3:. R R I C : E / M < $ 6 5 . / T O N > 3 5 5 8 , 4 2 1 5 . 4 6 6 1 . 5 0 5 2 . 5 4 2 3 . QiJRRRV R U N 1 : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . i:i 1 : 2 . 5 1 : 3= 0 U N I - ^ WEIGHT <KG> 3 5 7 . 2 3 8 . 1 7 9 . 1 4 3 . 1 1 9 . •'OLUMEr-'M-' <n3> 3 1 5 . 4 0 2 . 4 9 3 . 5 8 8 . TOTRL WEIGHT ( T O N S ) 3 8 2 . 5 0 8 . 6 4 8 . 7 9 5 . 9 4 8 . P R I C E / M < * 6 0 . / T O N ) 2 2 9 3 0 . 3 0 4 9 1 . 3 8 8 7 6 . 4 7 7 2 7 . 5 6 8 8 3 . F I L T E R LRVER 1 : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . 0 1 : 2 . 5 1 : 3 : . 0 LRVER THICKNESS <M> . 5 0 . 5 0 . 5 0 = 5 0 . 5 0 VDLUME/M-- <M3) 2 0 . 2 S:. 3 6 . 4 4 . TOTRL WEIGHT ( T O N S ) 3 2 . 4 5 . 5 8 . 7 1 . 8 4 . P R I C E / M < * 1 5 . / T O N ) 4 iBO. 6 7 2 . 3 6 7 . 1 0 6 4 . 1 2 6 1 . T O T R L C O S T 1..: 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 „ 0 1 : 2 . 5 1 : 3 . 0 CONSTRUCTION COST 3 1 7 7 9 . 4 1 6 6 2 . 5 1 8 7 5 . 6 2 3 7 3 . 7 3 0 8 4 .
VERRLV DRMRGE COST 1 . 1 . 1 . 1 . 1 .
C R P I T R L I Z E D DRMRGE 1 6 . 2 6 .
H'ïTjRDh'riM I BV
PORT & WHTERWRV ENC- INEERS
i'ERWESTRRRT 3 4 SLIEDRECHT fCTHERLRNDS
CRLCÜLRTION OF R RUBBLE MOUND BRERKNRTER R R G E 7
DESIGN N R V E I O . 7 0 M < P R O B R B I L I T ' T ' COriCRETE CUBES 5 v :L : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . 0 1 : 2 . 5 1 : 3 . 0 U N I T W E I G H T < K G > 8 2 5 3 7 = 5 5 0 2 5 . 4 1 2 6 8 = 3 3 0 1 5 . 2 7 5 1 2 = L R ' T E R T H I C K N E S S ( M ) 3 « 2 8 2 . 8 7 2 . 6 1 2 . 4 2 2 . 2 8 C R E S T W I D T H < M > 4 . 3 3 4 . 3 1 3 . 3 2 3 . 6 4 3 . 4 2 V O L U N E K M - - <M7::. 5 0 . 6 6 . 7 8 . 8 9 . 1 0 0 . T O T R L W E I G H T < T O N S > t . 6 . 8 6 . 1 0 2 . 1 1 6 . 1 3 0 . P R I C E ; - ' M < $ 8 0 . , . • • T O N ) 5 2 4 4 . 6 8 5 0 . 8 1 4 0 . 9 2 9 6 . 1 0 3 6 3 . S E C O N D R R V RRnOUR 1 : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 : 2 . 0 1 ; 2 = 5 1 : 3 . 0 L N I T W E I G H T < K G > 8 2 5 4 . 5 5 0 2 . 4 1 2 7 . 3 3 0 1 . 2 7 5 1 . L R V E R T H I C K N E S S ( M ) 1 . 5 3 1 . 3 3 : 1 = 2 1 1 = 1 3 1 . 0 6 V O L U M E K M - - ':;MT:> 3 7 . 4 4 . 4 3 . 5 3 = 5 6 . T O T R L W E I G H T C T O N S ) 6 0 : 7 1 . 7 8 = 8 5 . 9 1 = P R : C E , - - ' M < $ e s . .-••TON > 3 8 3 2 . 4 6 0 7 . 5 0 3 2 . 3 5 1 6 . 5 9 1 8 , , QL^RRRT' F:J .! 1 : 1 . 0 1 : 1 , 5 1 : 2 = 0 1 : 2 = 5 1 : 3 = 0 U N I T W E I G H T < K G > 4 1 3 . "7 er • ~ • t 2 0 6 . 1 6 5 . 1 3 8 . V ü _ U M E V M - - ( M S ) 2 3 0 . 3 0 6 . 3•SO . 4 7 3 . 5 7 2 . T O T R L W E I G H T < T O N S > 3 7 1 . 4 3 3 . 6 2 3 = 7 7 2 . 9 2 1 = P R I C E , - - ' M < i 6C'.,•••'TON > 2 2 2 8 0 . 2 9 5 6 3 . 3 7 7 1 T „ 4 6 3 4 1 . 5 5 2 8 3 . F I L T E R L R V E R 1 : 1 . 0 1 : 1 . 5 1 ; 2 = 0 1 : 2 . 5 1 : 3 . C L R - ' E R T H I C K N E S S ( M ) . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5C V : j _ U M E / M ^ " <MT:::' 2 0 . T. 6 « 4 4 . T O T R L W E I G H T < T O N S > 3 2 . 4 5 . 5 8 . 7 1 . 8 4 = R R I C E / M ' : £ 15.,••'TON > 4 8 3 . 6 7 5 . 8 6 9 . 1 0 6 6 . 1 2 6 2 . T C ^ R L C O S T C O N S T R U C T I O N C O S T V E R R L V D R M R G E C O S T C R ^ ' I T R L I Z E D D R M R G E T O T R L C O S T 1 . 1 . O 3 1 8 7 9 . O . 5 = 3 1 8 8 4 . 1 : 1 = 5 4 1 7 0 1 , O . 4 1 7 0 8 . 1 : 2 = 0 j l 8 1 9 . O . 8 . ?1S26 = 1 : 2 . 5 6 2 2 1 9 . O . 9 , 1 : 3 : . O 7 2 8 3 3 . O . 1 0 . 7 2 8 4 3 ,
i HVDROt-jriMÏC Bv
PORT .<•; WfiTERWRV ENGINEERlS
hERWESTRPPT 34 SLIEDRECHT NETHERLRND:
: : R L C Ü L R T I 0 N O F R R U B B L E M O U N D B R E R K W R T E R DESIGN W R V E i l . 5 0 M ( P R O B R B I L I T V COfJCRETE CUBES 1 ; i = )0 U N I T WEIGHT ( K G ) 1 0 2 4 6 8 = LRVER THICKNESS ( M ) CREST WIDTH (M) VOLUME/M ••• (MC) TOTRL WEIGHT ( T O N S ) R R I C E / M ( ^ 8 0 . / T O N ) 3 . 5 4 5 . 3 0 5 8 . T5 . 5 9 7 5 = 1 : 1 . 5 6 8 3 1 2 . 3 . 0 9 4 . 6 3 7 5 . 9 8 . 7 8 0 5 . 1 : 2 . 0 5123 4 . 2 . 8 1 4 . 2 1 8 9 . 1 1 6 . 9 2 7 2 . 1 : 2 . 5 4 0 9 8 7 . 2 . 6 1 3 . 9 1 1 0 2 . 1 3 2 . 1 0 5 8 6 . PftOE 8 1 : 3 . O 3 4 1 5 6. 2 . 4 5 3 . 6 8 1 1 4 . 1 4 8 . 1 1 8 0 6 . SECONDRRV RRMOUR U N I T WEIGHT ( K G ) LRVER THICKNESS ( M ) V0LUME,-t1-- (MC::-TOTRL WEIGHT ( T O N S ) P R I C E / M ( * 6 5 . / T O N ) 1 : 1 . O 1 0 2 4 7 . 1 = 64 4 3 . 6 9 . •-;-457. 1 : 1 . 5 6 8 3 1 . 1 . 4 T: 5 0 . £ ! l . 5 2 7 1 . 1 : 2 . O 5 1 2 3 . 1 . 3 O 5 6 . 9 0 , 5 8 2 1 . 1 : 2 . 5 4 0 9 9 . 1 . 2 1 6 0 . 9 7 . 6 3 0 1 . 1 : 3 . 0 3 4 1 6 . 1 . 1 4 6 4 , 1 0 4 . 6 7 5 6 . GimRRV RUN UNIT WEIGHT ( K G ) VOLUME/M-- ( M 3 ) TOTRL WEIGHT ( T O N S ) P R I C E / M ( $ 6 0 . / T O N ) 1 : 1 . O 5 1 2 . 2 1 8 . 3 5 1 , Ï i 0 7 4 . 1 : 1 . 5 3 4 2 . 2 8 9 = 4 6 6 . :7 9 7 8 . 1 : 2 . 0 2 5 6 . 3 6 9 . 5 9 6 . 3 5 7 3 7 . 1 : 2 . 5 2 0 5 , 4 5 5 . . 7 3 3 . 4 3 9 9 1 . 1 : 3 . 0 1 7 1 . 5 4 4 . 8 7 6 . 5 2 5 7 8 . F I L T E R LRVER LRVER' THICKNESS ( M ) VOLUME/M-- ( M 3 ) TOTRL WEIGHT ( T O N S ) F R I C E / M ( ^ 1 5 . / T O N ) 1 : 1 . 0 . 50 2 0 . 3 2 . 4 8 7 . 1 ; 1 . 5 'O 4 5 , 6 7 9 , 1 : 2 . 0 . 5 0 3 6 , 5 8 . 8 7 3 . 1 : 2 . 5 . 5 0 4 4 . 7 1 . 1 0 6 9 . 1 : 3 , 0 . 5 0 5 2 . 8 4 . • 1 2 6 6 . TOTRL COST CONSTRUCTION COST VERRLV DRMRGE OOST C R P I T R L I Z E D DRMRGE TOTRL COST 1 : 1 . O 3 1 9 9 4 . O . O . 3 1 9 9 4 . 1 ; 1 . 5 4 1 7 3 3 , O . O . 4 1 7 3 3 . 1 : 2 . 0 Ü 1 7 0 3 . O. O , rl 7 0 3 , 1 : 2 . 5 6 1 9 4 6 . O , O . 6 1 9 4 6 . 1 : 3 . 0 '2406. O . O . ' 2 406,
