“Met de aanleg van een gesloten valmeer en een open getijmeer voor de kust van Goeree en Oostvoorne worden drie ambities tegelijk ingelost. Inrichtingsplan Delta21 biedt een alternatieve oplossing voor het veilig houden van onze delta bij een stijgende zeespiegel. Het beoogde valmeer voorziet in opslag van groene stroom met een omvang van 34 GWh. De ruimtelijke inrichting voegt een brakwaterbiotoop en extra duinen en stranden toe. Van dit veelzijdige en intrigerende plan legt dit artikel de nadruk op de onderdelen waterveiligheid en energie.”
Zo begint een artikel op de site van het Technisch Weekblad van 18 april 2025 over een revolutionair plan dat ontwikkeld gaat worden. Hierover zijn mooie video’s te vinden op internet, bij voorbeeld de volgende twee:
In figuur 1 is een plaatje weergegeven uit een van de video’s.
Afvoer rivierwater
“ Delta21 is een robuust veilig waterbouwkundig plan voor de grote rivieren die uitkomen aan de kust bij Rotterdam en ten zuiden daarvan. De primaire functie is een gegarandeerde snelle afvoer via het Haringvliet als er extreem veel water van de Rijn afgevoerd moet worden. Als in de huidige situatie de Haringvlietkering vanwege een extreem hoge zeewaterstand tijdelijk moet sluiten, stopt de afvoer van aangevoerd rivierwater. Met de aanleg van een zogenaamd valmeer bij de monding van het Haringvliet hoeft de huidige kering niet meer te sluiten.
Tussen het door duinen omsloten valmeer en de kop van Goeree komt een nieuwe stormvloedkering in de vorm van een dam met schuiven. Deze stormvloedkering zal standaard volledig open staan. Hierdoor vormt zich tussen het valmeer en de Haringvlietkering een getijdemeer: een gebied onderhevig aan de getijden eb en vloed, waardoor een brakwaterbiotoop ontstaat met kreken, geulen en zandbanken, waar zeehonden, vogels, vissen en schaaldieren zich thuis voelen”. Zie figuur 1.
Hoe moet het gaan werken als het gerealiseerd is? Zowel de Haringvlietkering als de Stormvloedkering bevatten schuiven die los van elkaar open en dicht gezet kunnen worden afhankelijk van de weersituatie.
We bekijken de situatie van sterke zuidwestenwind waardoor veel zeewater de rivieren opgestuwd dreigt te worden.
a) Welke kering moet open gezet worden en welke dicht?
De haringvlietsluizen moeten opengezet zijn en de nieuwe stormvloedkering helemaal dicht.
b) Wat is functie van het valmeer in dat geval?
Als er te veel water in het getijdenmeer komt, kan dat in het valmeer stromen(via de pompturbines).
Tussen het getijdenmeer en het valmeer staat een groot aantal ‘pompturbines’. Dit zijn grote pompen, die ook als turbines kunnen werken die stroom leveren. Als water de ene kant op stroomt, werkt de turbinefunctie. Die turbines drijven dan generatoren aan die stroom leveren. Als het water de andere kant op gaat, werkt de pompfunctie.
c) Welke functie werkt als er water het valmeer instroomt?
De turbinefunctie want ….. Dan wordt er elektrische energie opgewekt.
Maar het plan omvat nog meer. Als er meer elektrische energie beschikbaar is dan er nodig is, bijvoorbeeld van windmolens, wordt de pompfunctie ingeschakeld om water uit het valmeer omhoog te pompen naar het getijmeer.
d) Leg uit dat het valmeer op deze manier als opslagbuffer van elektrische energie gebuikt wordt.
Door water uit het valmeer te pompen wordt elektrische energie gebruikt. Als er elektrische energie nodig is, stroomt water door de turbines, waarbij elektrische energie wordt geleverd.
In het artikel staat verderop:
“De voorgestelde afmetingen van het valmeer zijn niet kinderachtig: het bodempeil ligt op NAP -33 m. Met het uitgebaggerde zand worden aan de zeezijde duinen van 300 m breed aangelegd, aan de luwe zijde kan de duinenrij beperkt blijven tot een breedte van 75 meter. Het totale duin-, strand- en wateroppervlak komt uit op 50 km2. Het getijdemeer beslaat eenzelfde oppervlak. Het minimale en maximale waterpeil in het valmeer ligt op NAP -28 m respectievelijk -3 m. Met deze dimensies kan het valmeer 1,1 miljard kuub (1.100 Mm3) water bergen. “Genoeg bergingsvolume om bijna een week lang de gemiddelde afvoer van de Rijn op te vangen”, zegt planmaker Huub Lavooij. Het gemiddelde debiet bij Lobith is 2.200 m3/s, wat na een week resulteert in een volume van 1,3 miljard kuub.”
e) Bereken het bergingsvolume dat uit de gegeven afmetingen volgt.
$V=50\cdot 10^6\cdot\left(28-3\right)=1,25\cdot 10^9~\mathrm{m}^3=(1250~\mathrm{Mm}^3)=1,25~\mathrm{miljard}~\mathrm{kubieke}~\mathrm{meter}$
f) Bedenk een mogelijke verklaring waarom dat meer is dan het gegeven volume in de tekst.
De wanden zullen niet loodrecht naar beneden, maar een beetje schuin. Met andere woorden de bodemoppervlakte is minder dan 50 km2.
g) Toon aan dat de berekening van planmaker Huub Lavooij klopt.
V = 2200 . 7 . 24 . 3600 = 1,33 . 109 m3 = 1,3 miljard kuub.
“Met de gecombineerde pomp-turbinecapaciteit kan het valmeer het allergrootste deel van de tijd fungeren als natuurlijke batterij met een opslagcapaciteit van 34 GWh, tien procent van de dagelijkse energievraag in Nederland.”
h) Laat zien dat de opslagcapaciteit overeenkomt met de afmetingen van het valmeer.
Het verschil tussen het hoogste en het laagste waterpeil is 25 m. De gemiddelde hoogte is dus 12,5 m boven het laagste peil. De zwaarte-energie van water ten opzichte van het laagste punt bedraagt: Ez = m g h =1,1 .109 . 9,81 . 12,5 = 1,35 . 1011 J = 37 GWh.
Dit is iets meer dan het gegeven. De reden is weer dat de wanden niet loodrecht naar beneden lopen.
“De recentste versie van het plan gaat uit van – om mee te beginnen – 100 pomp-turbines, elk met een vermogen van 20 MW. De afmetingen zijn indrukwekkend. De vijzel (schroef) van een pompturbine heeft een lengte van 84 m bij een doorsnede van 10 m.”
Stel dat het valmeer helemaal leeg is.
i) Bereken hoelang het duurt om het via de pompturbines vol te laten lopen.
Er geldt E = P t. Invullen levert: 34 . 109 = 100 . 20 . 106 t. Dit geeft t = 1,7 h.
j) Bereken hieruit de stroomsnelheid door de pompturbines.
Per pomp gaat 1,1 . 109 / 100 = 1,1 . 107 m3.
Dat is per seconde 1,1 . 107 / (1,7 . 3600) = 1,8 . 103 m3. ( Dit heet ook wel het debiet.)
Dit volume kun je zien als een cilinder. Daarvoor geldt V = A l.
A is de oppervlakte van doorsnede = π . 52 = 78,54 m².
Invullen levert l = 1,8 . 103 / 78,5 = 23 m.
Dus de snelheid is 23 m/s = 83 km/h
