The Amsterdam-Thine-Canal (ARK) and the North Sea Canal (NZK) run from the Lek, where water enters, past Utrecht and Amsterdam, and then drain in the North Sea through the sluice at IJmuiden. The canals play an important role in the inflow and outflow of water for a large surrounding area. The pressure on the water drainage system of the ARK and the NZK is increasing due to climate change. Various measures are possible to reduce the risk of high water levels in the ARK and NZK, ranging from increasing pump capacity at IJmuiden to regional or local water storage.

This study examines where potential opportunities or possibilities lie for integrated water storage areas, where excess water can be temporarily stored. We based our approach on significant peak water storage, with a capacity of 10,8 million m³ (at 1 meter depth: 1.000 hectares), where the storage is used approximately once every 3 years.

Based on various characteristics of the polders along the canals, it was first assessed which polders could be technically suitable for peak water storage. Subsequently, opportunities for multifunctional peak water storage areas, that leave open the possibility for other developments, were identified. In particular, we explored possibilities for combinations with other spatial developments and ambitions, such as nature, recreation, energy transition, heritage, or housing. Such integrated area development could bring broader economic and societal benefits.

How does the drainage system work?
Water from the regional and main water systems is discharged into the sea at IJmuiden. When the sea level is very high (due to spring tides or wind setup), or if the pumps fail partially or entirely, the pumping station cannot properly discharge water into the sea. During peak discharge, the water level can rise up to a maximum of 0.00 m NAP. If the water level exceeds this, the dikes surrounding the canals can become unstable, and the polder pumping stations are shut down, which means water nuisance and damage can occur in the polders.

Due to climate change, the number of peak rainfall events is increasing. Additionally, climate change is raising the likelihood of high water levels on sea due to sea level rise. Where free flowing water discharge used to be the norm, there is now an increasing trend toward pumping. A failure risk study (Slim Watermanagement, 2017) shows that the 0 m NAP is now reached approximately once every 72 years. With sea level rise, the probability of high water levels increases: with a +1 meter rise in sea level, the 0 m NAP is reached every 10 years, and with a +2 meter rise, every year.

A failure risk analysis has shown that the discharge capacity to the peak storage must be at least 50 m³/s to reduce the failure risk. To store 50 m³/s for 2,5 days, the required water volume is approximately 10,8 million m³.

Client: Toekomstbestendig watersysteem (TB)

In cooperation with: Royal Haskoning-DHV

Het Amsterdam-Rijnkanaal en Noordzeekanaal lopen vanaf de Lek waar water wordt ingelaten, langs Utrecht en Amsterdam om vervolgens via de sluis bij IJmuiden af te wateren op de Noordzee. De kanalen hebben een belangrijke rol in de aan- en afvoer van water voor een groot omliggend gebied. De druk op het waterafvoersysteem van het Amsterdam-Rijnkanaal en Noordzeekanaal neemt toe door klimaatverandering. Er zijn verschillende maatregelen mogelijk om de kans op hoge waterstanden op het ARK en NZK te beperken, variërend van het uitbreiden van de pompcapaciteit bij IJmuiden tot het regionaal of lokaal bergen van water.

Binnen deze studie is gekeken waar eventuele mogelijkheden of kansen liggen voor integrale waterbergingsgebieden waarin tijdelijk overtollig water kan worden geborgen. Daarbij zijn we uitgegaan van een flinke piekwaterberging met een capaciteit van 10.8 miljoen m³ (bij 1 meter diepte: 1.000 hectare), die ongeveer eens in de 3 jaar wordt ingezet.

Op basis van verschillende kenmerken van de langs de kanalen gelegen polders is eerst gekeken welke polders technisch geschikt zouden kunnen zijn voor piekwaterberging. Vervolgens zijn er kansen in beeld gebracht voor multifunctionele piekwaterbergingen die het gebied niet op slot zetten voor andere ontwikkelingen. Daarbij is in het bijzonder gekeken naar mogelijkheden voor combinaties met andere ruimtelijke ontwikkelingen en ambities, zoals natuur, recreatie, energietransitie, erfgoed of woningbouw. Bij een dergelijke integrale gebiedsontwikkeling kunnen de economische, maar ook maatschappelijke baten veel breder zijn.

Hoe werkt het afwateringssysteem?

Het water uit het boezem- en het hoofdwatersysteem wordt bij IJmuiden afgevoerd naar zee. Als de zee zeer hoog staat (door springtij of windopzet) of als de pompen (deels) uitvallen, dan kan het gemaal het water niet goed afvoeren naar zee. Bij piekafvoer kan de waterstand toenemen tot maximaal 0,00 m NAP. Boven deze waterstand kunnen de dijken rondom deze kanalen onstabiel worden en worden de poldergemalen stopgezet (maalstop), wat betekent dat er wateroverlast en schade in polders kan optreden.

Door klimaatverandering neemt het aantal piekbuien toe. Daarnaast neemt door klimaatverandering de kans op hoge waterstanden door zeespiegelstijging toe. Waar vroeger bijna altijd werd gespuid zien we nu steeds meer een trend richting pompen. Een faalkansenstudie (Slim Watermanagement, 2017) laat zien dat de 0 m NAP nu eens in de circa 72 jaar wordt bereikt. Bij zeespiegelstijging neemt de kans op hoge waterstanden toe: bij +1 m zeespiegelstijging bereik je iedere 10 jaar de 0 m NAP en bij +2 meter stijging ieder jaar.

Uit een faalkansanalyse is gebleken dat de afvoercapaciteit richting de piekberging zeker 50 m³/s moet zijn om de faalkans te verkleinen. Wil je 2,5 dag een debiet van 50 m³/s bergen dan is dat gelijk aan een watervolume van zo’n 10,8 miljoen m³.

Opdrachtgever: Toekomstbestendig watersysteem (TB)

In samenwerking met: Royal Haskoning-DHV