02 Evaluatie Bubble Barrier.pdf
Tekst van het document
Waternet, rapportage pilot The Great Bubble Barrier Amsterdam Westerdok 13 november 2023
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Verantwoording Titel
Waternet, rapportage pilot The Great Bubble Barrier Amsterdam Westerdok
Opdrachtgever
Stichting Waternet te Amsterdam
Projectleider
Remco Pikaar
Auteur(s)
Harm Landman, Joanne van ’t Zelfde, Vincent Duijvesteijn, Dana Kelder, Michiel Wilhelm
Tweede lezer
Harm Landman, Michiel Wilhelm, Remco Pikaar
Projectnummer
1289213
Aantal pagina’s
56 (exclusief bijlagen)
Datum
13 november 2023
Handtekening
Ontbreekt in verband met digitale verwerking. Dit rapport is aantoonbaar vrijgegeven.
Colofon TAUW bv Rhijnspoor 209 Postbus 6 2900 AA Capelle aan den IJssel T +31 10 28 86 10 0 E info.rotterdam@tauw.com
2/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Samenvatting Dit rapport is een evaluatie van de (kosten)effectiviteit van de Bubble Barrier bij het verwijderen van (plastic) zwerfafval. Hiervoor heeft TAUW een onafhankelijk onderzoek uitgevoerd naar de uitgevoerde pilot in de IJssel en is de jaarlijkse vangst bepaald van de Bubble Barrier in het Westerdok te Amsterdam. De benodigde data is geleverd door The Great Bubble Barrier, Waternet en de gemeente Amsterdam. Ook is een globale voorspelling gemaakt van de jaarlijkse vangsten wanneer in totaal vijf openingen in het IJ worden voorzien van een Bubble Barrier. Verder zijn de mogelijke positieve en negatieve effecten van de Bubble Barrier beschouwd waarbij ook gekeken is naar de effecten op vismigratie. Er is een kostenraming opgesteld voor de investeringskosten, instandhoudingskosten, de gezamenlijke levenscycluskosten voor in totaal vijf Bubble Barriers. Ook is een globale vergelijking gemaakt tussen de kosten per kg (plastic)zwerfafval die met de Bubble Barrier wordt afgevangen en andere opruimmethoden waarmee is geprobeerd om meer inzicht te verkrijgen in de totale kosten voor het verwijderen van zwerfafval. Effectiviteit De Bubble Barrier is een goed getest systeem dat potentieel grote hoeveelheden (plastic) zwerfafval kan afvangen. De Bubble Barrier in Westerdok vangt jaarlijks ongeveer 1 ton plastic af wat jaarlijks ongeveer 190.000 stuks zijn.
Geschat wordt dat met vijf systemen er jaarlijks circa 6 ton aan afval kan worden opgevangen. Dit is een significante hoeveelheid van de verwachte totale hoeveelheid zwerfafval in het water dat anders verder af zou drijven richting de Noordzee. De Bubble Barrier werkt aanvullend op het drijfvuilvissen aangezien deze 24 uur per dag verwijderd, en kleiner plastic verwijderd dat niet door drijfvuilvissen wordt afgevangen. De totale kosten voor in totaal vijf systemen worden geraamd 4,7 miljoen euro voor aanschaf en onderhoud gedurende 10 jaar. Over een periode van tien jaar bedragen de opruimkosten met de Bubble Barriers EUR 76.453,00 per ton (plastic) zwerfafval. Kosten Uit het onderzoek blijkt dat de kosten voor het verwijderen van zwerfafval uit het water met de Bubble Barrier naar verwachting een circa factor 10 hoger ligt dan het opruimen van zwerfafval op land. Dit is vrij logisch omdat het verwijderen van moeilijke te verwijderen zwerfafval meer kost dan makkelijk te verwijderen zwerfafval. Het (plastic)zwerfafval verwijderen uit het water is additioneel op het verwijderen van zwerfafval op land. Het gebruik van de Bubble Barrier is additioneel op verwijderen van drijfvuil door middel van drijfvuilvissen of andere vangsystemen die zich alleen op drijfvuil richten, o.a omdat ook een deel van het afval uit de waterkolom wordt verwijderd.
Indien de komende jaren meer data voorhanden komt, zal de relatie tussen beide duidelijker worden. De kosten van het opruimen van plastic op zee zijn nog veel hoger, terwijl de kosten van biodiversiteitsverlies en verstoorde ecosystemen niet te overzien zijn.
3/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Overige baten Overige baten van The Great Bubble Barrier is dat zij kunnen bijdragen aan een verdere en blijvende bewustwording van het plastic in het milieuprobleem. Tevens is de Bubble Barrier is een innovatieve oplossing die technologie en wetenschap combineert om een duurzamer milieu te bevorderen. Ook kan de Bubble Barrier een rol spelen in educatie wanneer deze wordt opgenomen in educatieve programma’s. Tot slot kan de Bubble Barrier de maatschappelijke betrokkenheid vergroten door burgers te betrekken bij de projecten. Effect op vismigratie De effecten van Bubble Barriers op vismigratie is nog onvoldoende onderzocht in zowel Nederland als het buitenland blijkt uit de interviews die TAUW hield met zes deskundigen op het gebied van vis. Er zijn geen veldexperimenten gevonden die effecten uitsluiten noch aantonen. In expert-oordeel lopen de verwachtingen over effecten uiteen. Wel is het zo dat zij allen denken dat er enige mate van hinderend effect is maar ook dat de meeste migratie langs de oevers verloopt. De migrerende vissoorten waar rekening mee moet worden gehouden, de paling en de driedoornige stekelbaars, lijken nauwelijks voor te komen in de huidige operationele zone van de Bubble Barrier in Amsterdam, maar aan de westzijde van Amsterdam worden deze soorten wel gevonden.
De Bubble Barrier kan visvriendelijk worden ingericht met bellenvrije zones, ruimte onder de opvangbak of het tijdelijk stopzetten van een deel van de bubbels tijdens het migratieseizoen om eventuele hinder te beperken. Voor opschaling naar meer locaties geldt: Zolang er geen migratievis-onderzoek in het Westerkanaal (uitgang van onder andere de Kostverlorenvaart) voorhanden is, betekent plaatsing van een Bubble Barrier op die plek een grotere onzekerheid ten aanzien van vismigratie dan op de andere locaties vanwege de meer westelijke ligging
Een voldoende groot en specifiek onderzoek zoals gepland in het van Harinxmakanaal in Harlingen is essentieel om meer achter de viswerende of vispasserende werking van bellenschermen te komen. Naar aanleiding daarvan kunnen op termijn specifieke aanpassingen gemaakt worden in de planning en/of plaatsing van een Bubble Barrier in Amsterdam. Voor directe opschaling van de Bubble Barriers naar alle vijf locaties zijn er nu ons inziens nog te veel onzekerheden
TAUW schat in dat er op dit moment geen beletstel is voor de plaatsing van een tweede bellenscherm nadat: De locatie van te voren gemonitord is zoals hierboven aangegeven en de uitkomsten -
geen beletsel vormen OF een meeting met stakeholders en experts georganiseerd is om de locatie te beoordelen en te bepalen of er aanvullende wensen zijn ten aanzien van aanleg schuilplaatsen, opening
4/59
Kenmerk
-
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
EN/OF tijdens de belangrijkste migratieperiodes, met name 's avonds en in de geschikte seizoenen zorgen voorlopig een worst case mitigatieregime van het bellenscherm te hanteren met onder andere bellenvrije gedeeltes aan de oever om de migratie van vissen te vergemakkelijken. Uitstel van plastic afvang zorgt immers ook voor een verslechtering van het leefmilieu voor vissen en andere organismen en is daarom ook ongewenst
Conclusie De Bubble Barrier wordt als een goede en effectieve methode beschouwd om additioneel op gangbare methodes (plastic)zwerfafval te verwijderen. Wanneer op alle vijf de locaties een Bubble Barrier aanwezig is zal een significante hoeveelheid (plastic)zwerfafval worden afgevangen wat niet naar zee stroomt. Vooruitlopend op een eventuele investering in vier extra Bubble Barriers wordt aanbevolen om in ieder geval op een tweede locatie een Bubble Barrier aan te leggen. Zo wordt er direct gezorgd dat er minder (plastic) zwerfafval naar zee stroomt.
5/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Inhoud Samenvatting .................................................................................................................................... 3 1
Inleiding ..................................................................................................................................... 9
2
Inschatting vangst Westerdok op jaarbasis en verwachting vangst voor overige uitgangen .. 10 2.1
Overzicht geleverde gegevens en informatie ................................................................... 10
2.2
Visie op meetmethodologie .............................................................................................. 11
2.2.1
Handleiding vrijwilligers en fotogids .......................................................................... 11
2.2.2
Tellijst ........................................................................................................................ 13
2.2.3
Merken turflijst ........................................................................................................... 13
2.2.4
Sortering automated.................................................................................................. 13
2.3
Gehanteerde methodologie, berekeningswijze en oordeel TAUW .................................. 13
2.4
Vergelijk met totale instroom van afval in het IJ ............................................................... 17
2.5
Inzicht in relaties met externe omstandigheden ............................................................... 20
2.5.1
Wind .......................................................................................................................... 21
2.5.2
Stroming .................................................................................................................... 22
2.5.3
Lockdownperiodes .................................................................................................... 23
2.6 3
Conclusie inschatting vangst ............................................................................................ 24
Effectiviteit Bubble Barrier ten opzichte van aanbod ............................................................... 25 3.1
Inleiding ............................................................................................................................ 25
3.2
Beschrijving laboratoriumsimulatie Deltares .................................................................... 25
3.3
Beschrijving pilotproject in de IJssel................................................................................. 26
3.3.1
Locatiekeuze ............................................................................................................. 26
3.3.2
Positioneren Bubble Barrier ...................................................................................... 26
3.3.3
Opzet experiment ...................................................................................................... 26
3.3.4
Testobjecten.............................................................................................................. 27
3.3.5
Effectiviteitstest ......................................................................................................... 28
3.3.6
Selectiecriteria........................................................................................................... 28
3.3.7
Resultaten ................................................................................................................. 28
3.3.8
Oordeel ..................................................................................................................... 29
3.4
Verwachtingen effectiviteit Westerdok ............................................................................. 29
3.4.1
Vergelijk effectiviteit Westerdok met IJssel ............................................................... 29
6/59
Kenmerk
4
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
3.4.2
Mogelijke factoren met negatieve invloed op effectiviteit Bubble Barrier Westerdok 30
3.4.3
Aanbevelingen .......................................................................................................... 30
Kosten opschalen naar vijf Bubble Barriers............................................................................. 31 4.1
Inschatting hoeveelheid opbrengst .................................................................................. 31
4.1.1 4.2
Kosten systeem Westerkanaal ......................................................................................... 32
4.3
Kosten inschatting opschalen per doorgang naar IJ ........................................................ 32
4.4
(Zachte) baten .................................................................................................................. 33
4.4.1
Milieubescherming .................................................................................................... 33
4.4.2
Bewustwording .......................................................................................................... 34
4.4.3
Innovatie en wetenschappelijk onderzoek ................................................................ 35
4.4.4
Educatie en maatschappelijke betrokkenheid ........................................................... 35
4.4.5
Amsterdam Plastic Smart City .................................................................................. 36
4.5 5
Relatie met de Kaderrichtlijn Water (KRW) ...................................................................... 37
Vismigratie ............................................................................................................................... 38 5.1
Overzicht onderzoeksresultaten omtrent vismigratie en bellenschermen ........................ 38
5.1.1
Verwachte vissoorten ................................................................................................ 38
5.1.2
Overzicht van studies ................................................................................................ 40
5.2
6
Opbrengst voor alle vijf locaties ................................................................................ 31
Interviews met experts omtrent vismigratie ...................................................................... 43
5.2.1
Methodiek.................................................................................................................. 43
5.2.2
Samenvatting conclusies experts.............................................................................. 44
5.3
Conclusie ......................................................................................................................... 47
5.4
Advies aangaande opschaling versus vismigratie ........................................................... 48
Kostenvergelijking verschillende opruimmethodes ................................................................. 50 6.1
Kosten opruimen zwerfafval in Nederland ....................................................................... 50
6.2
Kosten opruimen zwerfafval in grote gemeenten ............................................................. 50
6.2.1 6.3
Algemene kosten opruimen zwerfafval waterschappen ................................................... 51
6.3.1 6.4
Vertaling naar algemene kosten voor de gemeente Amsterdam .............................. 51
Kosten die waterschappen maken in de gemeente Amsterdam ............................... 51
Kanttekening over de genoemde kosten van het opruimen van zwerfafval ..................... 51
6.4.1
Kanttekening genoemde kosten opruimen zwerfafval Amsterdam ........................... 52
6.4.2
Vergelijking kosten opruimen zwerfafval ................................................................... 52
7/59
Kenmerk
6.5
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Benadering kosten opruimen van zwerfafval per ton ....................................................... 53
6.5.1
Hoeveel zwerfafval komt er vrij in Nederland ............................................................ 53
6.5.2
Gemiddelde kosten opruimen van één ton zwerfafval in Nederland ......................... 54
6.5.3
Kosten opruimen ton zwerfafval met Bubble Barrier ................................................. 54
7
Conclusies en aanbevelingen.................................................................................................. 55
8
Referenties .............................................................................................................................. 58
Bijlage 1
Handleiding sorteren
Bijlage 2
Fotogids
Bijlage 3
Tellijst
Bijlage 4
Windsnelheden
Bijlage 5
Interviewmethodiek
Bijlage 6
SSK kostenramingen
Bijlage 7
Gestelde vragen aan The Great Bubble Barrier
Bijlage 8
Samenvattingen interviews vismigratie experts
8/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
1 Inleiding De Nederlandse wateren bevatten grote hoeveelheden plastic. Alleen al door de Nederlandse rivieren stromen jaarlijks één tot vier miljoen stukken plastic (Van Emmerik, 2022). De totale hoeveelheid plastics in de Nederlandse wateren ligt naar verwachting nog vele malen hoger. Veel partijen zetten zich ervoor in om deze plastics uit deze ecosystemen te verwijderen. The Great Bubble Barrier (TGBB) is één van deze initiatieven. Amsterdam heeft zich als eerste stad wereldwijd verbonden aan het initiatief Plastic Smart Cities. De gemeente, het Wereld Natuur Fonds Nederland en de Plastic Soup Foundation hebben een intentieverklaring getekend om de plastic vervuiling in de stad aanzienlijk te verminderen. Een bijbehorend actieprogramma moet leiden tot een schone stad, zonder plasticvervuiling in 2030. In dit kader hebben de afgelopen twee jaar de gemeente Amsterdam en het Waterschap Amstel Gooi en Vecht in samenwerking met The Great Bubble Barrier in Amsterdam Westerdok een doorvaarbaar bellenscherm (zie figuur 1.1) getest met als doel het drijfafval waaronder plastic afval in het water te verminderen.
De opdrachtgever wil een volledig overzicht van de werking van het bellenscherm waarbij onder andere de werking van het bellenscherm, de (kosten)effectiviteit van het bellenscherm en de invloed van het bellenscherm op de waterecologie, in het bijzonder de vismigratie, in kaart worden gebracht. Deze rapportage heeft als doel overzicht te geven van de resultaten op deze aspecten zodat de opdrachtgever een goede afweging kan maken om eventueel nog meer bellenschermen te installeren.
Figuur 1.1 Bubble Barrier in actie in Westerdok te Amsterdam
9/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
2 Inschatting vangst Westerdok op jaarbasis en verwachting vangst voor overige uitgangen Dit hoofdstuk biedt een overzicht van de verwachte drijfafvalvangst die de installatie op Westerdok op jaarbasis zal verzamelen, evenals inzicht in de factoren die mogelijk van invloed zijn op de gerapporteerde vangst door de Bubble Barrier. De eerste paragrafen bespreken de gebruikte methode en de gerapporteerde vangst, terwijl de daaropvolgende paragrafen ingaan op externe factoren die mogelijk invloed hebben. De gerapporteerde vangsten gaan om de totale vangst, dus zowel drijfafval als niet drijvend afval wat onder het wateroppervlak getransporteerd wordt. Tussen deze twee categorieën wordt geen onderscheid gemaakt omdat de relatieve aandelen van deze twee categorieën onbekend zijn. Gezien de bepaalde effectiviteit voor zowel drijfafval als niet drijvend afval (zie H3) betreft het grootste deel vermoedelijk drijfafval. De laatste paragraaf bevat een conclusie over de geschatte vangst.
2.1
Overzicht geleverde gegevens en informatie
Op 9 februari 2023 heeft Waternet de in Tabel 2.1 weergegeven informatie geleverd. Tabel 2.1 aangeleverde documenten Naam document
Inhoud
Relevantie voor
Handleiding vrijwilligers
Meet en weeg methodologie
Hoog
TGBB-fotogids_V2
Onderdeel van de handleiding. Geeft per type
Hoog
onderhavig onderzoek
item een duidelijke foto. 2022-10-19 Merken turflijst
Overzicht geïdentificeerde merken in
Laag
drijfafval 2022-10-19 Sortering
Metingen en wegingen van vangsten
Hoog
TGBB merken-turflijst_V2
PDF van Excel
Laag
TGBB tellijst_V2
PDF van Excel
Middel
Automated
Daarnaast heeft TAUW op woensdag 15 februari een overleg gehad met The Great Bubble Barrier. Hierbij heeft TAUW diverse vragen gesteld waarvan de antwoorden zijn verwerkt in de volgende paragrafen. De gestelde vragen met bijbehorende antwoorden zijn opgenomen in bijlage 7.
10/59
Kenmerk
2.2
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Visie op meetmethodologie
2.2.1 Handleiding vrijwilligers en fotogids De Plastic Soup Foundation (PSF) heeft in overleg met The Great Bubble Barrier een handleiding opgesteld voor de vrijwilligers om te komen tot een uniforme werkwijze. De handleiding is geanalyseerd omdat dit een beeld geeft van de methodologie waarmee de plastics en overig drijfafval zijn geïnventariseerd. De handleiding is kort en bondig en maakt een zeer duidelijke indruk. Er wordt verwezen naar de turflijst, die op zijn beurt weer is gebaseerd op de OSPAR-methode (Beach Litter Monitoring Guidelines). Deze OSPAR-methode wordt internationaal breed gehanteerd bij monitoring van drijf- en zwerfafval. Deze methode is geëvalueerd (van Emmerik, Vriend, & Roebroek, 2020) en als waardevol beoordeeld. Deze methode wordt ook door Schone Rivieren en Rijkswaterstaat toegepast. In de handleiding is een duidelijk schema weergegeven (figuur 2.1) wat in grote lijnen het principe weergeeft. De volledige handleiding is weergegeven in bijlage 1. De handleiding wordt ondersteund door een duidelijke fotogids, zie bijlage 2. In deze fotogids zijn alle te verwachten items in de hoofdcategorieën en de subcategorieën behorend bij ‘overig’ voorzien van duidelijke foto’s en een numerieke code zoals gehanteerd in de OSPAR-methode.
Figuur 2.1 Schema werkwijze uit handleiding voor vrijwilligers
11/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Het uitsorteren vindt in twee separate fasen plaats. Allereerst vindt er een voorsortering op hoofdlijnen plaats, te weten: 1. Plastic vormvast (exclusief schuim): Dit betreffen de thermoharders 2. Plastic vervormbaar: Dit betreffen de thermoplasten 3.
Overige fracties: Dit betreffen onder andere de elastomeren maar ook schuim, overig plastic houdend drijfafval en niet plastic houdend drijfafval
Vervolgens vindt per hoofdgroep een gedetailleerdere uitsortering plaats op basis van een fotogids. Het onderscheid in deze twee deelstappen in de sortering is naar mening van TAUW efficiënt. De deelstappen verminderen de foutgevoeligheid omdat de sorteerder zich bij de 2e deelsortering kan focussen op één deel van de vangst. Daarnaast is het aantal type objecten waar op gelet wordt kleiner dan in de totale vangst wat ook de foutgevoeligheid verminderd. In tabel 2.2 zijn deze categorieën en subcategorieën in één overzicht weergegeven en voorzien van enkele voorbeelden. Ook is aangegeven in hoeverre de categorieën uit plastic bestaan of overig materiaal. De naamgeving van de categorieën zijn enigszins misleidend ten aanzien van het aandeel plastic. In de laatste kolom heeft TAUW daarom een oordeel toegevoegd in hoeverre een bepaalde categorie uit plastic bestaat. Tijdens het interview met The Great Bubble Barrier is nagegaan hoe er om is gegaan met het organische afval. The Great Bubble Barrier gaf aan dat elk stuk organisch afval werd nagespeurd naar kleine plastics zoals pellets of piepschuimbolletjes. Dit geeft vertrouwen dat de gerapporteerde vangst betrouwbaar en volledig is. Tabel 2.2 Overzicht categorieën en subcategorieën drijfafval Hoofdcategorie
Subcategorie
Voorbeelden
Volledig, gedeeltelijk of geen plastic
Plastic vormvast
Flessen, bekertjes, rietjes
Volledig plastic
Plastic vervormbaar
Folies, zakken, 6-pack ringen,
Volledig plastic
handschoenen, visdraad Overig
Schuim
Diverse piepschuim-objecten of brokjes
Volledig plastic
ondefinieerbaar piepschuim Rubber
Autobanden, fietsbanden en overig rubber
Volledig plastic
Textiel
Kleding, schoenen, vloerbedekking
Grotendeels plastic (nylon, polyester polyamide)
Papier
Drankkartons, sigarettenfilters, kartonnen
Grotendeels plastic, met
bekers, kranten, tassen
name de sigarettenfilters en drankkartons
Hout
IJsstokjes, kurken pallets, houten balken
Geen plastic
Metaal
Blikken, kroonkurken, capsules, spuitbussen
Geen plastics, met uitzondering van coatings
Glas
Flessen, lampen, glasstukjes
Geen plastic
12/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Hoofdcategorie
Subcategorie
Voorbeelden
Sanitair
Doekjes, wattenstaafjes, shampooflessen,
Volledig, gedeeltelijk of geen plastic Grotendeels plastic
kammen Medisch
Verpakkingen, injectiespullen
Grotendeels plastic
2.2.2 Tellijst De tellijst (Bijlage 3) gebruikt dezelfde categorie-indeling en omschrijvingen als de fotolijst. Dit maakt een gebruiksvriendelijke indruk en is dus makkelijk naast elkaar te gebruiken. De kans op het goed definiëren van een object in de juiste categorie wordt door TAUW als zeer hoog beschouwd. De sorteerders waren getraind en betroffen bij iedere sorteerdatum dezelfde personen. Er kan niet worden uitgesloten dat bij het invullen van de lijst fouten zijn gemaakt ten opzichte van de oorspronkelijke waarneming en/of weging. Dit is onder andere afhankelijk van de mate van ervarenheid van de sorteerder. 2.2.3 Merken turflijst Deze lijst kan interessant zijn om te achterhalen welke merken en fabrikanten een rol spelen in het zwerfafvalprobleem. Dit is mogelijk interessant voor eventueel vervolgonderzoek. De lijst is echter niet relevant voor de inschatting van de totale vangst met de The Great Bubble Barrier bij Westerdok. Dit document is buiten beschouwing gelaten in dit onderzoek. 2.2.4 Sortering automated Dit Excel-bestand is het belangrijkste document om de getelde objecten en massabepalingen om te zetten in een totale vangst. Per tel/weegronde zijn de aantallen en massa’s(gewichten) genoteerd per type object in separate tabbladen van elke meetronde. Tevens zijn de totale aantallen objecten en totale massa’s per meet/telronde uitgerekend.
Het invullen van de sheet is handmatig overgetypt van de tellijsten die zijn gebruikt bij het tellen. Hierbij is een potentieel risico op overtikfouten. De totale resultaten zijn weergegeven in de tabbladen ‘calculations gewicht’ en ‘calculations aantallen’. The Great Bubble Barrier gaf aan dat deze tabbladen aan elkaar gelinkt zijn waardoor de kans op eventuele overtypfouten worden verminderd.
2.3
Gehanteerde methodologie, berekeningswijze en oordeel TAUW
De totale resultaten per meetronde zijn weergegeven in de tabbladen ‘calculations gewicht’ en ‘calculations aantallen’. Daarnaast is een kolom aanwezig met de titel ‘days since empty’. Dit zijn het aantal dagen die verstreken zijn sinds de laatste keer dat de opvangbak is geleegd. Een voorbeeld is de meetronde van 1 september 2021. De totale vangst is daar 3.630 gram en er zijn twee dagen verstreken sinds de laatste keer dat er geleegd is. De gemiddelde vangst per dag over deze 2 dagen bedraagt dan 1.815 gram. In totaal is dit bij 39 meetrondes gedaan voor in totaal 82 dagen (zie tabel 2.3).
13/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Tabel 2.3 Berekening gemiddelde vangst per dag Datum
Massa vangst
Aantallen
Aantal dagen
Gemiddelde
Gemiddelde
per batch
vangst per
vangst per
massa vangst
aantallen
datum(g)
batch datum
batchperiode
per dag over
vangst per dag
batchperiode(g)
over batchperiode
28-8-2021
2470
457
29-8-2021
2470
457
30-8-2021
2470
457
1815
207
1815
207
1311
257
1311
257
986
293
986
293
1542
717
1542
717
489
510
3-10-2021
489
510
4-10-2021
489
510
2032
342
17-10-2021
2032
342
18-10-2021
2032
342
789
244
789
244
7473
481
7473
481
1047
183
1047
183
31-8-2021
7411
3630
1370
414
3
2
1-9-2021 9-9-2021
2621
514
2
10-9-2021 28-9-2021
1971
586
2
29-9-2021 30-9-2021
3083
1433
2
1-10-2021 2-10-2021
16-10-2021
19-10-2021
1467
6096
1577
1531
1026
487
3
3
2
20-10-2021 21-10-2021
14946
962
2
22-10-2021 21-11-2021
3141
550
2
22-11-2021 23-11-2021
7975
326
1
7975
326
24-11-2021
1598
271
1
1598
271
25-11-2021
4362
881
1
4362
881
26-11-2021
2199
236
1
2199
236
18-12-2021
824
211
3
275
70
19-12-2021
275
70
20-12-2021
275
70
22-12-2021
11218
747
1
11218
747
24-12-2021
108
245
1
108
245
18-1-2022
2874
946
2
1437
473
1437
473
19-1-2022
14/59
Kenmerk
Datum
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Massa vangst
Aantallen
Aantal dagen
Gemiddelde
Gemiddelde
per batch
vangst per
vangst per
massa vangst
aantallen
datum(g)
batch datum
batchperiode
per dag over
vangst per dag
batchperiode(g)
over batchperiode
20-1-2022
3216
481
2
1608
241
1608
241
6347
476
23-1-2022
6347
476
24-1-2022
6347
476
21-1-2022 22-1-2022
19040
1427
3
23-3-2022
17727
3585
1
17727
3585
24-3-2022
7486
3042
2
3743
1521
3743
1521
312
50
22-5-2022
312
50
23-5-2022
312
50
25-3-2022 21-5-2022
937
150
3
25-5-2022
3283
1534
1
3283
1534
26-5-2022
2422
703
2
1211
352
1211
352
3808
733
19-6-2022
3808
733
20-6-2022
3808
733
3383
412
3383
412
2490
473
2490
473
2029
525
2029
525
1012
350
24-7-2022
1012
350
25-7-2022
1012
350
2110
349
2110
349
2362
861
2362
861
27-5-2022 18-6-2022
21-6-2022
11423
6766
2199
824
3
2
22-6-2022 23-6-2022
4979
945
2
24-6-2022 21-7-2022
4057
1049
2
22-7-2022 23-7-2022
26-7-2022
3036
4220
1049
697
3
2
27-7-2022 28-7-2022 29-7-2022
4723
1721
2
The Great Bubble Barrier heeft vervolgens de massa per dag over de totale periode uitgerekend door het gemiddelde te hanteren van de waarden in de kolom ‘massa vangst per batchdatum’. Dit levert de tabel 2.4 weergegeven resultaten op.
15/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Tabel 2.4 Door The Great Bubble Barrier berekende massa’s gevangen afval per tijdseenheid Jaar/jaren
Massa per dag (g)
Massa per maand (kg)#
Massa per jaar (kg)
2021
2347
71
857
2022
3524
107
1286
2021/2022
3139
96
1146
# Gerekend met 30 dagen per maand
Deze berekeningsmethode is naar mening van TAUW niet helemaal juist. De waarde van 1.815 gram van 1 september 2021 bijvoorbeeld geldt immers niet alleen voor 1 september maar ook voor 31 augustus. Deze waarde komt dus twee keer voor. De waarde van 1.047 gram op 22 november 2021 daarentegen komt eigenlijk drie keer voor en de waarde van 7.975 op 23 november 2021 slechts één keer. Het gemiddelde van deze getallen nemen is daarom geen logische keuze. In plaats daarvan heeft TAUW voorgesteld om de totale vangsten in de kolom ‘vangst per batchdatum’ op te tellen en te delen door het totale aantal dagen waar deze vangsten betrekking op hebben, oftewel het totaal aantal dagen in de kolom ‘aantal dagen vangst per batchdatum’. In overleg met The Great Bubble Barrier is vervolgens deze alternatieve berekening uitgevoerd. Dit levert de in tabel 2.5 weergegeven resultaten op. Tabel 2.5 Door TAUW berekende massa’s gevangen afval per tijdseenheid Jaar/jaren
Massa per dag (g)
Massa per maand (kg)
Massa per jaar (kg)
2021
2.249
68
821
2022
3.006
93
1.097
2021/2022
2.622
80
957
# Gerekend met 30 dagen per maand
De door TAUW voorgestelde alternatieve berekening geeft iets andere resultaten. TAUW is van mening dat deze resultaten een realistischer beeld geven van de vangst per dag. The Great Bubble Barrier is het eens met deze manier van berekenen van de vangst. Op dezelfde wijze zijn ook het aantal stuks gevangen afval per tijdseenheid weergegeven. Deze aantallen zijn weergegeven in tabel 2.6. Tabel 2.6 Door TAUW berekende aantal stuks gevangen afval per tijdseenheid Jaar/jaren
Aantal per dag (stuks)
Aantal per maand
Aantal per jaar (stuks)
2021
407
12.199
148.418
2022
626
18.769
228.359
2021/2022
518
15.536
189.023
(stuks)
# Gerekend met 30 dagen per maand
16/59
Kenmerk
2.4
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Vergelijk met totale instroom van afval in het IJ
Door de WUR (Tasseron et al., 2023) is een onderzoek uitgevoerd naar de totale instroom van drijfafval in het IJ. De instroom is bepaald door het doen van visuele waarnemingen, dus simpelweg objecten tellen per tijdseenheid en vervolgens extrapolatie in de tijd. De totale instroom aan drijfafval in het IJ wordt in het onderzoek geschat op 2,7 miljoen stuks per jaar. Dit betreft zowel plastic als overig afval. De data in het onderzoek is bovendien sterk geëxtrapoleerd vanuit waarnemingen van vijf tot vijftien minuten per locatie. Een vergelijking van de vangst van de Bubble Barrier met de totale instroom op het IJ is niet direct te maken. Dit komt omdat de vangst van de Bubble Barrier zowel bestaat uit drijfafval als afval dat onder het wateroppervlak zich in de waterkolom of op de waterbodem beweegt. De effectiviteit van de Bubble Barrier wordt voor drijfafval echter hoger ingeschat dan voor ondergedoken plastic waardoor kan worden gesteld dat het grootste deel van het gevangen afval uit drijfafval bestaat. Ook kan er geen inschatting worden gemaakt van de verhouding tussen drijfafval en ondergedoken afval dat het IJ in stroomt omdat de omvang van dit laatste aspect niet is onderzocht.
Daarnaast bestaat er geen algemene verhouding waaruit een schatting voor de hoeveelheid ondergedoken plastic af te leiden is omdat deze verhouding specifiek is voor iedere watergang en voornamelijk afhangt van de stroomsnelheid. Bij een lage stroomsnelheid zullen bepaalde objecten op de waterbodem blijven liggen, terwijl deze bij een hogere stroomsnelheid wel worden getransporteerd op dezelfde wijze waarop sedimenttransport plaatsvindt. Om toch een globale indruk te verkrijgen zijn in tabel 2.7 de vangsten per jaar van de Bubble Barrier uitgedrukt als percentage van de totale instroom aan drijfafval in het IJ. Hierbij zijn de resultaten bij Westerdok geëxtrapoleerd naar de andere uitgangen op basis van het debiet. Deze debieten zijn door Waternet geleverd en zijn gebaseerd op het boezemmodel 2012-2014. Opgemerkt wordt dat de hoeveelheid plastic niet alleen afhangt van het debiet maar ook van andere lokale omstandigheden die in deze extrapolatie buiten beschouwing zijn gelaten.
17/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Tabel 2.7 Verwachtte vangsten in aantallen per uitgang op basis van het debiet en de vangstgegevens van Westerdok Locatie onderhavig
Debiet
Debiet
Debiet
Debiet
Debiet
Aantal objecten
onderzoek
nat
natte
wisselend
droog
gemiddeld
gevangen door
(m3/s)
zomer
m3/s
m3/s
(m3/s)
Bubble Barrier/jaar
3
m /s Westerdok
1,8
1,0
0,8
0,4
1,0
189.023
Westerkanaal
2,8
1,7
1,4
0,7
1,65
311.888
Westertoegang
2,9
1,7
1,6
0,7
1,72
326.065
Oosterdoksdoorgang
2,7
1,9
1,6
0,8
1,75
330.790
Lozingskanaal
0,3
0,2
0,4
0,3
0,3
56.707
Totaal
Circa 1,2 miljoen
Uit de resultaten van tabel 2.7 is af te leiden dat naar verwachting circa 1,2 miljoen plastic houdende objecten worden tegengehouden wanneer alle uitgangen worden voorzien van een bellenscherm. Dit is een significante hoeveelheid ten opzichte van de 2,7 miljoen items aan uitstroom van drijfafval die de WUR schat. Een detailvergelijking van deze twee getallen is niet zinvol gezien de vele onzekerheden, verschillen in methodes en extrapolaties zowel in het onderzoek van de WUR als in onderhavig onderzoek. Daarnaast is in onderhavig onderzoek in tabel 2.6 ook de te verwachten vangst in het Lozingskanaal bepaald terwijl deze locatie ontbreekt in het onderzoek van de WUR. In het onderzoek van de WUR is in afwijking van onderhavig onderzoek ook de uitstroom bij Oudezijdskolbrug/Geldersekade bepaald. Wel geeft de vergelijking aan dat de verwachte vangsten, die ook blijkt uit de geschatte effectiviteit van de Bubble Barrier, overeenkomt in globale orde van grootte. In tabel 2.8 zijn ook de aantallen objecten aan totale uitstroom zoals bepaald door de WUR per uitgang weergegeven. Ook hier is een detailvergelijking met de geëxtrapoleerde vangsten in tabel 2.7 niet mogelijk.
Een voorbeeld waarom een detailvergelijking niet mogelijk is, is dat de geëxtrapoleerde vangsten uitsluitend zijn gebaseerd op de debietsverhouding maar dat er, zoals eerder genoemd, meer factoren een rol spelen in de verschillen in de uitstroom aan plastic tussen de verschillende uitgangen. Een voorbeeld is de Oosterdoksdoorgang waar de WUR significant minder items per uur vindt dan bij Westerdok terwijl het debiet er hoger is. De tabel geeft echter wel een idee van de orde van grootte van de totale uitstroom en de potentiële vangsten. Tabel 2.8 Geschatte totale uitstroom per uitgang zoals bepaald door de WUR Locatie onderhavig
Locatienaam onderzoek WUR
onderzoek
Aantal objecten
Aantal objecten
per uur WUR
per jaar WUR
Westerdok
Westerdok(L2)
66,6
583.416
Westerkanaal
Westerkanaal(L1)
49,6
434.496
Westertoegang
Westertoegang(L3)
77
674.520
Oosterdoksdoorgang
Piet Heinkade(L6)
32,1
281.196
n.v.t.
Oudezijdsekolkbrug(L5)
76,8
672.768
/Geldersekade(L4) Totaal
Circa 2,7 miljoen*
* Komt neer op circa 39,5 ton zwerfafval per jaar waarvan 19,5 ton plastic
18/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Voor de volledigheid zijn in tabel 2.9 ook de te verwachten vangsten in massa’s weergegeven. Ook deze zijn geëxtrapoleerd op basis van de debieten. Deze gegevens zijn ook gebruikt voor het kostenvergelijk tussen verschillende afvalverwijderingsmethoden in hoofdstuk 6. Tabel 2.9 Verwachte vangsten in massa per uitgang op basis van het debiet en de vangstgegevens van Westerdok Locatie onderhavig
Debiet
Debiet
Debiet
Debiet
Debiet
Massa gevangen
onderzoek
nat
natte
wisselend
droog
gemiddeld
drijfafval door
3
(m /s)
zomer
3
m /s
3
m /s
3
(m /s)
m3/s
Bubble Barrier per jaar in kg
Westerdok
1,8
1,0
0,8
0,4
1,0
957
Westerkanaal
2,8
1,7
1,4
0,7
1,65
1.579
Westertoegang
2,9
1,7
1,6
0,7
1,72
1.646
Oosterdoksdoorgang
2,7
1,9
1,6
0,8
1,75
1.675
Lozingskanaal
0,3
0,2
0,4
0,3
0,3
287
Totaal
6.144
Objecten drijfafval kunnen erg verschillen in zowel massa als volume. In tabel 2.10 zijn een aantal voorbeelden weergegeven van drijfvuilobjecten en de individuele massa hiervan om een indruk te krijgen van de verschillen. Tabel 2.10 Vergelijk individuele massa’s en volumes van een aantal drijfafvalobjecten Object
Massa (g) 1
Schatting Volume (cm3)2
Scooterhelm
1.173
11.000 – 14.000
Drinkfles
21,9
500
Plastic koffiebeker
3,0
250
Flessendop
2,0
2-4
Sigarettenpeuk
1,0
0,6
Piepschuimbolletje
0,00005
0,02
In de volgende figuren is met een AI-model een globale visuele voorstelling gemaakt van hoe een jaarlijkse berg drijfafval van 957 kg eruitziet.
1 2
Infographic ‘Hoeveel afval vangt Bubble Barrier Amsterdam versie 5’ Waternet/gemeente Amsterdam Schatting met behulp van expert judgement 19/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Figuur 2.2 Globale impressie berg zwerfafval 1
Figuur 2.3 Globale impressie berg zwerfafval 2
Figuur 2.4 Globale impressie berg zwerfafval 3
2.5
Inzicht in relaties met externe omstandigheden
Externe omstandigheden kunnen van invloed zijn op de hoeveelheid afval die door de The Great Bubble Barrier wordt afgevangen. Denk hierbij aan verschillende weersomstandigheden zoals wind en stroming (Roebroek et al., 2021). In de onderzoeksperiode zijn bovendien bijvoorbeeld de COVID-19 lockdownperiodes van invloed zijn geweest op de vangst. Deze factoren worden hieronder kort behandeld.
20/59
Kenmerk
2.5.1
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Wind
De windsnelheid heeft op twee manieren invloed op zwerfafval, te weten: Hoeveel zwerfafval er in het water terechtkomt Waar het zwerfafval zich naartoe verplaatst Hoeveelheid zwerfafval in het water Het is bekend dat de wind van invloed kan zijn op de samenstelling en hoeveelheid van het zwerfvuil in het water. Bij hoge windsnelheden belanden meer plastics in het water. Bovendien geldt: hoe lager de dichtheid van het plastic, hoe groter de kans dat deze in het water terechtkomt (Roebroek et al., 2021). Ook de vorm van het plastic (de hoeveelheid wind dat een object kan vangen) speelt daarin mee. Tussen 28 augustus 2021 en 22 juni 2022 zijn er 30 dagen geregistreerd waar bij het KNMI-meetstation ‘Schiphol’ een gemiddelde windsnelheid boven de 8.0 m/s rapporteerde (Bijlage 4). Van die dagen vonden er 29 plaats in een periode waarin geen afvalsortering heeft plaatsgevonden (datum waarop de wind meer dan 5Bft was + periode van twee dagen). Er heeft op één dag een afvalsortering plaatsgevonden waarop het de dag zelf en de dag daarvoor hard waaide (meer dan 5Bft). Op die dag is een grotere vangst gemeld dan gemiddeld. Maar er kan niet worden vastgesteld dat dit aan de wind is toe te schrijven. Op de 20 dagen met de grootste vangst is de gemiddelde windsnelheid 3,3 m/s (windkracht 2). Dit komt overeen met de gemiddelde windkracht in Nederland3.
Het vermoeden is dan ook dat de gerapporteerde jaarlijkse vangst van de Bubble Barrier niet (veel) is bevoordeeld of benadeeld door de windomstandigheden. Waar het zwerfafval zicht naartoe verplaatst Zwerfvuil bevindt zich op verschillende plekken in de waterkolom. Wanneer zwerfvuil op de oppervlakte of in het bovenste gedeelte van de waterkolom drijft, kan wind invloed hebben op het transport van het zwerfafval. De gemiddelde windrichting in Nederland is een zuidwestenwind. Dit is weergegeven in figuur 2.2. Daar moet wel bij gezegd worden dat in steden de windrichting door bebouwing niet altijd uit een richting komt. Dit wordt bevestigd door de analyse van winddata verzameld op locatie bij de Bubble Barrier in Westerdok (zie figuur 2.5). De lokaal verzamelde data tonen dat de wind op locatie vooral in lijn ligt met de waterweg. Mogelijk komt dit door kanalisatie van de wind door de bebouwing. Ook is de wind hier gemiddeld veel minder hard dan op het andere meetpunt. Het is de verwachting dat deze windrichting de werking van de Bubble Barrier niet verstoort omdat de stromingsrichting van het water relevanter is dan de windrichting voor de verplaatsingsrichting van drijvende objecten in het water.
3
Wind in Nederland | Weerplaza.nl 21/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
N
Figuur 2.5 Bubble Barrier ten opzichte van links gemiddelde windrichting Nederland en rechts lokaal weerstation Westerdok (Bron: The Great Bubble Barrier periode juni 2020-2021)
2.5.2 Stroming In Amsterdam is er sprake van een gereguleerd stromingssysteem dat voornamelijk wordt beïnvloed door sluizen, gemalen, en het IJ/Amsterdam-Rijnkanaal. Mede door deze factoren ontstaat er een pseudogetij. Het water in Amsterdam stroomt het ene moment de ene kant op en het andere moment de andere kant. De meest voorkomende stromingsrichting is echter richting het IJ. Ondanks het pseudogetij doordat de waterstroming gereguleerd wordt is de verwachting dat hierdoor geen grote verschillen in de vangsten hebben plaatsgevonden in de periode 2021 tot 2022.
22/59
Kenmerk
2.5.3
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Lockdownperiodes
Vanaf 14 oktober 2020 gold er een gedeeltelijke lockdown voor het hele land. In december 2020 werd deze omgezet in een harde lockdown vanwege de Alpha-variant. In april en mei 2021 werden de maatregelen deels opgeheven. In december 2021 werd vanwege de Omikron-variant wederom een harde lockdown ingevoerd tot en met februari 2022. In figuur 26 is de harde lockdownperiode aangegeven. Een invloed van de lockdown op de vangst is hieruit niet direct af te leiden. Tijdens de COVID-19-pandemie was er een opvallend nieuw item aanwezig in het zwerfafval, namelijk de wegwerpmondkapjes. Hoewel dit item over het algemeen erg op viel was het totale aandeel in het zwerfafval beperkt. Uit de ‘World Cleanup Day 2021’ was het aandeel in aantallen 2,1 % van het totaal4. Het gebruik van mondkapjes heeft dus geen grote invloed op de totale hoeveelheid zwerfafval. Welk aandeel de mondkapjes hebben in Westerdok is onbekend omdat mondkapjes niet als separate categorie zijn geregistreerd. Wanneer 2021 en 2022 in zijn geheel worden bekeken valt wel op dat in 2022 meer drijfafval is gevangen dan in 2021. De toename aan gemiddelde massa per tijdseenheid bedraagt circa 34 % en de toename in gemiddelde aantallen per tijdseenheid circa 54 %. Mogelijk zijn deze verschillen te verklaren door een algehele verminderde economische activiteit tijdens de COVID-19pandemie.
Andere (onbekende) oorzaken worden echter ook niet uitgesloten.
4
World Cleanup Day 2021, Plastic Soup Foundation. https://www.plasticsoupfoundation.org/2021/03/red-bull-en-peuken-opnieuw-opno-1-van-meest-gevonden-zwerfafval/ 23/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Lockdown Omikron
Figuur 2.6 Vangst Bubble Barrier in g/dag tijdens lockdowns
2.6
Conclusie inschatting vangst
De methode is gedegen waardoor er voldoende vertrouwen is dat de genoemde resultaten betrouwbaar zijn. De gemiddelde vangst per dag is 2.622 gram en 518 stuks per dag. De invloeden van de wind en de stroming lijken constant te zijn, waardoor er geen grote verschillen in de vangst te verwachten zijn. Mogelijk heeft de COVID-19-pandemie tot een verminderde vangst van drijfafval als gevolg van een verminderd aanbod aan zwerfafval geleid maar deze conclusie is niet met zekerheid te stellen vanwege het beperkte aantal meetjaren. In vangsten zijn wel enkele uitschieters te zien. Bijvoorbeeld op 22 december 2021 en 23 maart 2022. De oorzaak wordt gevormd veroorzaakt door een aantal stukken hout die relatief veel bijdragen aan de totale massa.
24/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
3 Effectiviteit Bubble Barrier ten opzichte van aanbod 3.1
Inleiding
The Great Bubble Barrier heeft in november 2017 een pilotproject uitgevoerd in de rivier de IJssel bij Kampen. Het experiment werd uitgevoerd bij de stadsbrug te Kampen. Uit deze pilot volgt een effectiviteit van 86 %, dat wil zeggen dat 86 % van het (plstic)drijfafval wordt tegengehouden. In de volgende paragrafen volgt een uitleg hoe deze effectiviteit is bepaald. Deze uitleg is gebaseerd op een overleg dat TAUW heeft gevoerd met The Great Bubble Barrier op 16 maart 2023. De uitleg wordt voorzien van een kritische beschouwing door TAUW. Het hoofdstuk heeft alleen betrekking op het drijvende plastic aangezien de effectiviteit van het tegenhouden van het plastic onder het wateroppervlak geen onderdeel uitmaakt van de pilot in de IJssel.
3.2
Beschrijving laboratoriumsimulatie Deltares
Voorafgaand aan de pilot in de IJssel zijn bij de faciliteiten van Deltares in Delft op labschaal de globale instellingen van de Bubble Barrier bepaald. In deze test is vastgesteld dat ongeveer 50 % van het niet drijvende ondergedompelde plastic door de Bubble Barrier omhoog wordt gestuwd. Dit is een belangrijk gegeven aangezien in de praktijkpilot in de rivier de IJssel het niet mogelijk was om te testen met niet drijvend afval. Ook in de literatuur zijn hier verder geen gegevens over bekend hoe iets dergelijks in de praktijk te testen is. Meer informatie over deze laboratoriumsimulatie bij Deltares is niet beschikbaar. De rest van dit hoofdstuk focust zich op de praktijkpilot in de IJssel dat zich volledig richt op de effectiviteit van drijfafval.
Figuur 3.1 Lab-opstelling The Great Bubble Barrier bij Deltares in Delft
25/59
Kenmerk
3.3
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Beschrijving pilotproject in de IJssel
In dit hoofdstuk wordt de effectiviteit van de Bubble Barrier in de IJssel besproken. Gebaseerd op de situatie in de IJssel en de methode die er is gebruikt om de effectiviteit te berekenen wordt de betrouwbaarheid en juistheid van de door The Great Bubble Barrier bepaalde effectiviteit ingeschat. Tevens wordt bekeken of deze effectiviteit ook op de locatie Westerdok en soortgelijke watergangen die in het IJ uitkomen behaald kan worden. 3.3.1 Locatiekeuze De IJssel is een van de snelst stromende rivieren van Nederland met een grote breedte. Daardoor is er veel druk en lucht nodig om hetzelfde effect te bereiken. Het voordeel van de gekozen locatie (figuur 3.1) is dat er een kribvak aanwezig is dat kon dienen als opvangsysteem waardoor er geen separaat opvangsysteem geïnstalleerd hoefde te worden. Vanwege budgettaire redenen, die destijds gelimiteerd waren door een gewonnen prijsvraag, is er geen bellenscherm over de gehele breedte van de rivier aangelegd. In plaats daarvan is The Great Bubble Barrier geplaatst vanaf het kribvak tot iets voorbij het snelst stromende deel van de rivier. 3.3.2
Positioneren Bubble Barrier
Het is van belang om te noemen dat er tijdens het fysiek installeren van de Bubble Barrier problemen ontstonden als gevolg van problemen met de GPS. Hierdoor is de Bubble Barrier niet optimaal geïnstalleerd. De Bubble Barrier is met een knik aangelegd. Hierdoor was de Bubble Barrier met hoge stroomsnelheden minder effectief. Ter hoogte van de knik had de Bubble Barrier door de verkeerde plaatsing een ongewenste hoek ten opzichte van de stroming en hierdoor onvoldoende kracht om de testobjecten tegen te houden. 3.3.3 Opzet experiment De effectiviteit van de Bubble Barrier is bepaald door middel van een reeks experimenten. Deltares is vanaf begin af aan betrokken is geweest bij het opzetten van het experiment en het toetsen van de experimentele opzet. Deze experimenten hebben 3,5 weken geduurd. Deze experimenten zijn uitgevoerd om de eigenschappen van plastic drijfafval na te bootsen en te testen wat de effectiviteit van de Bubble Barrier is. Er zijn experimenten uitgevoerd waarin de Bubble Barrier werkzaam was en er zijn experimenten uitgevoerd waarin de Bubble Barrier niet werkzaam was. Door deze te vergelijken is de effectiviteit van de Bubble Barrier bepaald. In het onderzoek is uitsluitend gekeken naar drijvend plastic. De testresultaten zijn allemaal gefilmd en daarnaast zijn de omgevingscondities (bijvoorbeeld: weersomstandigheden, stroomsnelheid) vastgelegd.
26/59
Kenmerk
3.3.4
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Testobjecten
De effectiviteit van de Bubble Barrier wordt beïnvloed door zowel wind als stroming, deze factoren hebben de grootste impact op de koers van het plastic. In het experiment is er onderscheid gemaakt tussen wind en stroming. De invloed van de wind en de waterstroming is getest met behulp van kleine houten bootjes met een vlaggetje, terwijl de impact van de waterstroming is getest met sinaasappels. De suggestie om sinaasappels te gebruiken als testobject kwam voort uit de ervaring van Deltares omtrent het experimenteren met stroming en markers hierin. Er is onder andere gekozen voor deze testobjecten uit milieuoogpunt. Er is bewust niet gekozen voor plastic objecten. De gekozen objecten brengen geen schade toe aan het milieu mochten deze verloren gaan en naar zee stromen. Het is belangrijk op te merken dat beide testobjecten niet één op één vergelijkbaar zijn met drijfafval. De eigenschappen van verschillende soorten drijfafval liggen vermoedelijk tussen de eigenschappen van de sinaasappel en het vlaggetje in.
Figuur 3.2 Vlaggetjes die gebruikt zijn de effectiviteit van de Bubble Barrier te testen Bron: TGBB
In figuur 3.2 is een overzicht te zien van de vlaggen die gebruikt zijn als testobjecten om te onderzoeken in hoeverre de Bubble Barrier in staat is om objecten die door de wind worden voortgedreven af te vangen. De roze vlag is deels gebruikt als marker om de testobjecten beter zichtbaar te maken en deels als zeil om het bootje wind te laten vangen. Om te voorkomen dat het bootje omslaat, loopt de mast door tot onder het wateroppervlak met daaraan een contragewichtje. Hierdoor wordt het bootje met vlag door zowel wind als waterstroming beïnvloed.
Figuur 3.3 Collage van drijvende sinaasappels waarin zichtbaar is hoe de sinaasappel drijft op het wateroppervlakte en dat de sinaasappel goed zichtbaar is in het water. Bron: Links science4superheroes Rechts: Chap Goh Mei
27/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Figuur 3.3 toont een voorbeeld van de sinaasappels die zijn gebruikt om de effectiviteit van de Bubble Barrier te testen. Hierbij is zichtbaar dat de sinaasappels gedeeltelijk drijven, maar voornamelijk onder het wateroppervlak uitsteken. Hierdoor wordt de koers van de sinaasappel grotendeels bepaald door de waterstroming en heeft de wind minder invloed. Daarnaast zijn de sinaasappels vanwege de oranje kleur goed zichtbaar, waardoor ze goed te volgen zijn tijdens het experiment. Het is belangrijk om op te merken dat de dichtheid van een sinaasappel relatief hoog is in vergelijking met drijfplastic. Hierdoor behoudt de sinaasappel de meegegeven snelheid gemakkelijker dan een object met een lagere dichtheid. Het kost meer kracht om een object met een hoge dichtheid tegen te houden dan om een object met een lage dichtheid van koers te laten veranderen Een sinaasappel kan dus worden gezien als een relatief conservatieve vervanger voor drijvend plastic. 3.3.5
Effectiviteitstest
De bootjes en sinaasappels zijn in groepen van 20 losgelaten bij de stadsbrug in Kampen, buiten het invloedgebied van het bellenscherm. Het streven was om de testobjecten op minimaal 4x de waterdiepte van de Bubble Barrier los te laten. Op deze manier liggen ze buiten het werkingsgebied van de Bubble Barrier. In de praktijk zijn de testobjecten bij de IJsselbrug losgelaten om de testen zo uniform mogelijk te laten verlopen. Er is gemeten hoeveel plastics er in het kribvak terechtkwamen. De vlaggetjes en de sinaasappels zijn op hetzelfde tijdstip losgelaten. 3.3.6 Selectiecriteria Er zijn 11 succesvolle tests uitgevoerd met de sinaasappels en 12 succesvolle tests met de vlaggetjes. Vervolgens is geteld hoeveel van de testobjecten in het afgebakende vak terecht zijn gekomen. Door middel van de volgende criteria is bepaald wat een succesvolle test is en welke tests niet succesvol zijn. Een succesvolle test is een test waarvan de resultaten meegenomen kunnen worden in de analyse. Criterium 1: Testresultaten kunnen mee als alle verplichte informatie aanwezig is Verplichte informatie: Wind, waterafvoer of vangstresultaten?
Criterium 2: Testresultaten kunnen mee als deze niet is uitgevoerd tijdens de kalibratiefase
3.3.7
Resultaten
Er zijn twee soorten tests uitgevoerd. Nulmetingen waarbij het bellenscherm uit staat en metingen waar de Bubble Barrier wel aan staat. Zonder Bubble Barrier bereikt 23,9% van de sinaasappels het opvanggebied, net als 18,9 % van de vlaggetjes. Daarnaast zijn er tests met de Bubble Barrier uitgevoerd. Hieruit blijkt dat de vlaggetjes iets vaker zijn tegengehouden dan de sinaasappels. Gemiddeld is 80,6 % van de sinaasappels gevangen, terwijl gemiddeld 89 % van de vlaggetjes is gevangen. Aangezien een plastic drijfobject zowel eigenschappen van een sinaasappel als van een vlaggetje heeft, is ervoor gekozen om een gemiddelde effectiviteit van 86 % te communiceren. Met deze testopzet is dit naar ons oordeel een goede keuze omdat een groot deel van drijfafvalobjecten vermoedelijk eigenschappen hebben tussen de sinaasappels en de vlaggetjes in.
28/59
Kenmerk
3.3.8
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Oordeel
De methode om de effectiviteit te bepalen is robuust opgezet. De gebruikte testobjecten zijn een goede proxy voor drijfafval. Dit geeft vertrouwen dat de behaalde effectiviteit realistisch is voor de situatie in de IJssel. Bovendien is het testproces goed gedocumenteerd, wat het vertrouwen in de betrouwbaarheid van de resultaten vergroot. Daarnaast ligt de effectiviteit van zowel de vlaggen als de effectiviteit van de sinaasappels relatief dicht bij elkaar, dit terwijl de objecten verschillende eigenschappen hebben. Ook dit verschil heeft vertrouwen dat de bovengenoemde effectiviteit representatief is voor de meeste drijfafvalobjecten.
3.4
Verwachtingen effectiviteit Westerdok
3.4.1 Vergelijk effectiviteit Westerdok met IJssel Op basis van de resultaten van het bovengenoemde experiment wordt verwacht dat de effectiviteit van de Bubble Barrier in Westerdok hoger of vergelijkbaar zal zijn met die in de IJssel. Hiervoor zijn meerdere argumenten te geven. Deze argumenten worden hieronder toegelicht. Installatie De Bubble Barrier in de IJssel was door omstandigheden niet optimaal geïnstalleerd. De buis ging niet over de hele breedte en er was geen opvangbak. Daarnaast lag het bellenscherm niet zoals gemodelleerd omdat er GPS-gerelateerde installatieproblemen waren. Hierdoor zijn de vangstresultaten mogelijk negatief beïnvloed. De Bubble Barrier in Westerdok is wel over de hele breedte geïnstalleerd, en is wel geïnstalleerd zoals gemodelleerd, hierdoor is de kans kleiner is dat er drijfafval lekkages optreden. De verwachting is dat de effectiviteit van de Bubble Barrier hier hoger ligt. Het grote verschil is dat er in de IJssel een knik aanwezig was welke bij hoge stroomsnelheden tot verlies leidt. In Westerdok is dat niet het geval. Afvoer The Great Bubble Barrier weet wat de optimale instellingen van de Bubble Barrier zijn vergeleken met de afvoer in de IJssel. The Great Bubble Barrier weet bij welke afvoer welke stroomsnelheden horen. Dit weten ze voor de IJssel maar ook de andere wateren waar de Bubble Barrier ligt.
Voor de werking van de Bubble Barrier is de stroomsnelheid van het water relevanter dan de afvoer van het water. Stroomsnelheid De stroomsnelheid in Westerdok is naar verwachting lager dan de stroomsnelheid van de IJssel ten tijde van de testmomenten. Daarnaast is de verwachting dat de stroomsnelheid van de IJssel meer varieert dan de stroomsnelheid in het Westerdok. Omdat de stroomsnelheiden in het Westerdok lager liggen, is het gemakkelijker om drijvend afval en afval in de waterkolom tegen te houden. Omdat de stroomsnelheid minder varieert in het Westerdok dan in de IJssel, hoeft de Bubble Barrier minder gekalibreerd te worden en is de kans groter dat deze optimaal is ingesteld voor de omstandigheden op dat moment. Uit het experiment bleek dat bij een hoge afvoer in de IJssel, en dus een hoge stroomsnelheid, de Bubble Barrier minder effectief is. Dit werd bij het experiment zichtbaar bij een debiet van meer dan 350 m3/s. De stroomsnelheid op die momenten zijn bij The Great Bubble Barrier bekend. Hierbij moet gezegd worden dat de vorm van het bellenscherm bij deze experimenten niet optimaal was. Bij een correcte installatie is het vermoeden dat er pas lekkage bij hogere debieten en dus stroomsnelheden plaatsvindt. 29/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
Ervaring en innovaties Er zit een aanzienlijke tijd tussen het testen van het bellenscherm in de IJssel (najaar 2017) en het plaatsen van de Bubble Barrier in Westerdok (najaar 2019). Daarnaast heeft The Great Bubble Barrier ook ervaring opgedaan in Wervershoof (voorjaar 2019) en Katwijk (zomer 2022) waardoor meer kennis is verworven over het finetunen van het ontwerp onder verschillende omstandigheden. Het is aannemelijk dat dit een positieve invloed heeft op de effectiviteit. 3.4.2 Mogelijke factoren met negatieve invloed op effectiviteit Bubble Barrier Westerdok Op het Westerdok zijn er ook factoren die mogelijk een negatief effect kunnen hebben op de effectiviteit van de Bubble Barrier. Er is in Amsterdam veel sprake van pleziervaart, waardoor schepen de waterstroming verstoren, een doorbraak in de bellendichtheid forceren of drijvend afval kunnen voortstuwen. Bovendien kan het gebeuren dat pleziervaart per ongeluk de Bubble Barrier verplaatst of kapot vaart met bijvoorbeeld een anker. Er is geen beeld van hoe de pleziervaart in Amsterdam zich verhoudt tot de plezier- en beroepsvaart in de IJssel en wat de eventuele effecten zijn op de effectiviteit van het bellenscherm in Westerdok. 3.4.3 Aanbevelingen Aanbevolen wordt om de effectiviteit van de Bubble Barrier in het Westerdok te testen.
De methode met sinaasappels en bootjes zoals in de Ijssel geeft veel informatie, maar er zou daarnaast ook met in de waterkolom zwevende en/of over de bodem bewegende items moeten worden getest. Hoewel het testen van de effectiviteit voor plastic dat zich onder water bevindt lastiger is, zou dit naar onze mening technisch gezien moeten kunnen. Westerdok zou hiervoor een goede locatie zijn mits het mogelijk is dat de waterweg over de gehele breedte gestremd kan worden voor de periode van de test gedurende daglicht. Doordat de Bubble Barrier over de hele waterkolom aanwezig is, kan beter gemeten worden of de plastics worden tegengehouden. Daarnaast staat het Westerdok in een stedelijke omgeving waardoor het gemakkelijker is maatregelen te treffen om eventuele verliezen alsnog af te vangen. Daarnaast wordt aanbevolen te onderzoeken wat de mogelijkheden zijn voor het testen van de Bubble Barrier met ‘echte plastics’, bijvoorbeeld plastic flesjes. Hier gelden dezelfde argumenten als hiervoor weergegeven. Door de stedelijke omgeving is het gemakkelijker vervuiling tegen te gaan door een net te spannen of met een boot eventueel verloren plastics af te vangen achter het net. Het is dan wel aan te raden om het aantal testobjecten te beperken omdat bij de nulmetingen het anders onmogelijk is om te voorkomen dat een deel van de plastic objecten in het milieu belandt.
Het is ook mogelijk de plastics te voorzien van een felle kleur zodat ze gemakkelijker terug te vinden zijn.
30/59
Kenmerk
R001-1289213HLM-V04-sla-NL
4 Kosten opschalen naar vijf Bubble Barriers Voor een weloverwogen besluit omtrent de implementatie van vijf Bubble Barrier’s is het noodzakelijk om niet alleen de effectiviteit te toetsen, maar ook een alomvattend beeld te hebben van de kosten en baten. Derhalve zullen we aan de hand van de volgende vier punten de kosten en baten in kaart brengen.
4.1
Inschatting hoeveelheid opbrengst
Op basis van gegevens uit het vooronderzoek van The Great Bubble Barrier voor Westerdok, gecombineerd met inschattingen van de debieten op de diverse locaties, is een prognose opgesteld van de opbrengst op alle vijf locaties. Uiteraard zijn de gegevens van The Great Bubble Barrier niet klakkeloos overgenomen, maar onderworpen aan een grondige evaluatie. Hierbij zijn ook de conclusies van de in hoofdstuk 3 beschreven onderdelen in beschouwing genomen. 4.1.1 Opbrengst voor alle vijf locaties In de vorige hoofdstukken is aangegeven dat de geschatte effectiviteit van de Bubble Barrier in de IJssel 86 % voor het drijfafval bedraagt. Omdat het debiet van de IJssel hoger is dan die van het Westerdok kan daar meer drijfafval worden opgevangen door het systeem. Er moet wel steeds een netto afvoer zijn, want anders werkt het systeem niet naar behoren. Er zijn daggemiddelden bekend voor het Westerdok. De gemiddelde vangst van plastic is 2,6 kilogram per dag in het Westerdok. In het scenario dat de Bubble Barriers worden opgeschaald naar vijf locaties, betekent dit dat er, uitgaande van gelijke debieten als het Westerdok, mogelijk vijf keer zoveel drijfafval onderschept wordt dus ruim 13 kilogram drijfafval per dag. In hoofdstuk 2 is een exactere berekening uitgevoerd waarbij de debietverschillen ook zijn meegenomen.