119.3 TNO-Publieke-Seismische-Dreigings-en-Risicoanalyse-Groningen-gasveld-2023-2024

Publieke Seismische Dreigings- en Risicoanalyse Groningen gasveld 2023

TNO Publiek TNO 2023 R10682 7 april 2023

TNO Publiek

Energy & Materials Transition www.tno.nl +31 88 866 42 56 info@tno.nl

TNO 2023 R10682 7 april 2023

Publieke Seismische Dreigings- en Risicoanalyse Groningen gasveld 2023

Auteurs Rubricering rapport

TNO Publiek

Rapporttekst

TNO Publiek

Bijlagen

TNO Publiek

Oplage Aantal pagina's

58 (excl. voor- en achterblad)

Aantal bijlagen

4

Opdrachtgever

Ministerie van Economische Zaken en Klimaat

Projectnaam

publieke SDRA Groningen

TNO Publiek

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Alle rechten voorbehouden Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van TNO.

© 2023 TNO

TNO Publiek

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Samenvatting Publieke SDRA 2023 De publieke Seismische Dreigings- en Risicoanalyse Groningen (SDRA) geeft een verwachting van toekomstige seismiciteit, seismische grondbewegingen, gebouwschade, en het veiligheidsrisico voor de bewoners in het Groningse aardbevingsgebied als gevolg van de gaswinning. Dit rapport beschrijft de publieke SDRA 2023. Hierin zijn op basis van twee operationele strategieën (waarvan één met twee varianten) de drie door NAM voorgestelde

Doel van de dreigingsanalyse De seismische dreigingsanalyse berekent de in ruimte en tijd variërende verwachting van de grondbewegingsintensiteit aan het aardoppervlak als gevolg van geïnduceerde aardbevingen. De resultaten van een seismische dreigingsanalyse worden onder andere gebruikt voor de beoordeling van de aardbevingsbestendigheid van gebouwen, infrastructuur en industriële faciliteiten. Zo maakt de Nederlandse Praktijk Richtlijn (NPR) voor aardbevingsbestendig bouwen in Groningen gebruik van dreigingskaarten voor het vaststellen van de aan te houden aardbevingsbelasting voor beoordeling en ontwerp.

Doel van de risicoanalyse De seismische risicoanalyse combineert de verwachtingen voor de grondbewegingen met een inschatting van de kwetsbaarheid van de gebouwvoorraad in de regio. Dit leidt tot een inschatting van het Plaatsgebonden Persoonlijk Risico (LPR) per gebouw: dit risico is gedefinieerd als de jaarlijkse kans op overlijden van een persoon in (de directe nabijheid van) een gebouw, als gevolg van het geheel of gedeeltelijk instorten van dat gebouw door aardbevingen. Deze kans laat zich vervolgens toetsen aan de vastgestelde veiligheidsnorm de Meijdamnorm om te komen tot een veiligheidsbeoordeling. De uitkomst van deze analyse kan ook worden gebruikt voor de prioritering van de versterking van de meest kwetsbare gebouwen.

TNO Modelketen Groningen Tot en met 2020 heeft NAM de SDRA voor Groningen uitgevoerd onder de titel HRA. Sinds 2021 heeft TNO de opdracht van het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat (EZK) om de publieke SDRA Groningen uit te voeren. Hiertoe heeft TNO de Modelketen Groningen geïmplementeerd. Zowel de dreigings- als de risicoanalyse gebruiken probabilistische methoden waarbij de onzekerheden met betrekking tot beperkte kennis en onvolkomenheden in zowel meetgegevens als modellen zo zorgvuldig mogelijk in rekenschap worden genomen.

Resultaten publieke SDRA 2023 Het jaarlijks aantal bevingen met een magnitude groter dan M1,5 laat een dalende trend zien sinds de afnemende gaswinning per 2014. Deze trend zet zich de komende jaren naar verwachting voort. Het aantal verwachte bevingen (met een magnitude gelijk aan of hoger dan 1,5) daalt ook de komende tien jaar van 5 à 6 bevingen in gasjaar

TNO Publiek

3/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

2023/2024 tot minder dan 2 bevingen in gasjaar 2033/2034 als gevolg van de verwachte insluiting van het Groningenveld. Het hoogste aantal bevingen per vierkante kilometer ligt ook de komende jaren in de regio Loppersum en rond het Eemskanaal-productiecluster. De maximale dreiging in termen van piekgrondversnelling (PGA) bij 475 jaar herhalingstijd bedraagt 0,13 g in het gasjaar 2023/2024. Deze neemt geleidelijk af tot 0,10 g in het gasjaar 2028/2029 en verder tot ~0,075 g in het gasjaar 2033/2034. Afhankelijk van het gekozen productie scenario voldoen tussen de 18 en 23 gebouwen in het aardbevingsgebied niet aan de Meijdamnorm in gasjaar 2023/2024. Samen met het dalend aantal bevingen nemen ook de seismische dreiging, het persoonlijk risico en de kans op schade jaarlijks af.

Resultaten risicoanalyse cf. laatste wetenschappelijke inzichten van TNO Voor het uitvoeren van de SDRA 2023 heeft EZK mede op advies van het Staatstoezicht op de Mijnen voorgeschreven welke modelcomponenten, modelinvoer, en aannames dienen te worden gebruikt. Deze voorschriften wijken op enkele punten af van de aanbevelingen van TNO in het Statusrapport 2022 conform de meest recente wetenschappelijke inzichten van TNO. Vergeleken met de berekeningen volgens de voorschriften van EZK leiden de berekeningen op basis van de aanbevelingen van TNO tot een aanzienlijk hogere verwachtingswaarde van het persoonlijk risico. Afhankelijk van het gekozen productiescenario leiden de berekeningen op basis van de aanbevelingen van TNO in totaliteit tot 415 tot 520 gebouwen die niet aan de Meijdamnorm voldoen voor het gasjaar 2023/2024. Het schuurgedeelte van boerderijen is het meest kwetsbare huizentype, gevolgd door gemetselde rijtjeshuizen met spouwmuren, betonnen vloeren, en grote openingen in de gevelwanden op de begane grond.

TNO Publiek

4/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Summary Public SHRA 2023 The public Seismic Hazard and Risk Analysis (SHRA) Groningen provides an expectation of the future seismicity, seismic ground motions, building damage, and the safety risk for residents in the Groningen earthquake area as a result of the gas extraction. This report describes the public SHRA 2023. It contains the results of the SHRA calculations for gas year 2023/2024 and beyond, based on three production scenarios (1, 2a and 2b) proposed by NAM, which are in turn based on the two operational strategies (with one variation).

Scope of the hazard analysis The seismic hazard analysis calculates the spatially and temporally varying expectation of ground motion intensity at the Earth's surface as a result of induced earthquakes. The results of a seismic hazard analysis are used, among other things, to assess the earthquake resistance of, for example, buildings, infrastructure or industrial facilities. For instance, the Nederlandse Praktijkrichtlijn (NPR) for earthquake-resistant constructions in Groningen uses hazard maps to determine the earthquake load to be used for building assessment and design.

Scope of the risk analysis The seismic risk analysis combines the expectations for the ground motions with an estimate of the vulnerability of the entire building stock in the region. This leads to an estimate of the Local Personal Risk (LPR) per building: this risk is defined as the annual probability of death of a person in (the immediate vicinity of) a building, as a result of the full or partial collapse of that building by earthquakes. This probability can then be verified against the established safety standard - the Meijdam norm - in order to obtain a safety assessment. The outcome of this analysis can also be used to prioritize the strengthening of the most vulnerable buildings.

TNO Model Chain Groningen Up to and including 2020 NAM performed the SHRA for Groningen under the title HRA. Since 2021 TNO has been commissioned by the Ministry of Economic Affairs and Climate to implement the public SHRA Groningen. To this end, TNO has implemented the Model Chain Groningen. This hazard and risk analysis uses probabilistic methods in which the uncertainties related to limited knowledge and limitations in both measured data and models are taken into account as carefully as possible.

Results of the public SHRA 2023 The annual number of earthquakes with a magnitude of M1.5 and above shows a decreasing trend since the declining gas extraction in 2014. This trend is expected to continue in the coming year. The expected annual number of events (with a magnitude of 1.5 or above) decreases in the coming ten years from 5 to 6 events in gas year

TNO Publiek

5/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

2023/2024 to less than 2 events in gas year 2033/2034 as a result of the expected closure of the Groningen field. The largest number of events per square kilometers remain in the regions Loppersum and Ten Boer/Eemskanaal-cluster in the coming years. The maximum hazard in terms of peak ground acceleration (PGA) with a 475-year return period is 0.13 g in gas year 2023/2024 and decreases to 0.10 g in gas year 2028/2029 and further to ~0.075 g in gas year 2033/2034. Depending of the production scenario, between 18 and 23 buildings have an LPR value that exceeds the Meijdam norm in the gas year 2023/2024. As a direct result of the decreasing annual number of events, the seismic hazard, personal risk, and probability of damage also decrease on an annual basis.

Result cf. scientific recommendations TNO For the execution of the public SDRA 2023, EZK has (based on, among others, the advice by State Supervision of Mines) prescribed which model settings, model inputs, and model assumptions are to be used. The prescriptions differ on a number of important points from the recommendation made by TNO in their Status Report 2022, which were made based on the most recent scientific insights by TNO. Compared to the calculations based on the prescriptions by EZK, the calculation based on the recommendations by TNO lead to significantly higher expectation values of personal risk. Depending on the production scenario, the calculations based on the recommendations by TNO result in a total of 415 to 520 buildings that do not meet the Meijdam norm in the gas year 2023/2024. The building type that is most commonly found to not meet the Meijdam norm is the barn section of farms, followed by terraced masonry houses with cavity walls, concrete floors and large ground floor facade openings.

TNO Publiek

6/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Inhoudsopgave Samenvatting ............................................................................................................................................... 3 Summary....................................................................................................................................................... 5 Inhoudsopgave ............................................................................................................................................ 7 1 1.1 1.2 1.3

2 2.1 2.2 2.3

3 3.1 3.2 3.3 3.4

4 4.1 4.2 4.3 4.4

5 5.1 5.2 5.3 5.4

6 6.1 6.2 6.3

7 7.1 7.2 7.3 7.4

Inleiding............................................................................................................................................ 9 Veiligheid van de bewoners .....................................................................................................................................9 Hoofdonderdelen van de SDRA ...............................................................................................................................9 Indeling SDRA-rapport............................................................................................................................................ 10 Uitgangspunten modelberekeningen ......................................................................................11 ............................................................................................................................. 11 Extern aangeleverde gegevens ............................................................................................................................ 11 EZK-modelinstellingen............................................................................................................................................

11 Analyse scenario 1 .......................................................................................................................13 Seismiciteit scenario 1 ............................................................................................................................................ 13 Seismische dreiging scenario 1............................................................................................................................. 16 Seismisch risico scenario 1 .................................................................................................................................... 17 Schade prognose scenario 1 ................................................................................................................................. 19 Analyse scenario 2a .....................................................................................................................22 Seismiciteit scenario 2a.......................................................................................................................................... 22 Seismische dreiging scenario 2a ..........................................................................................................................

25 Seismisch risico scenario 2a.................................................................................................................................. 25 Schade prognose scenario 2a............................................................................................................................... 28 Analyse scenario 2b .....................................................................................................................30 Seismiciteit scenario 2b.......................................................................................................................................... 30 Seismische dreiging scenario 2b .......................................................................................................................... 33 Seismisch risico scenario 2b .................................................................................................................................. 33 Schade prognose scenario 2b...............................................................................................................................

36 Synthese resultaten .....................................................................................................................38 Vergelijking scenario 1, 2a & 2b ........................................................................................................................... 38 Vergelijking SDRA 2022 .......................................................................................................................................... 39 Analyse van epistemische onzekerheden.......................................................................................................... 39 Resultaten risicoanalyse cf. laatste wetenschappelijke inzichten van TNO....................41 Aanbevelingen TNO................................................................................................................................................. 41 Resultaten risicoanalyse TNO aanbevelingen ................................................................................................... 42 Analyse van epistemische onzekerheden.......................................................................................................... 44 Conclusies aanbevelingen TNO ............................................................................................................................ 46

Referenties ..................................................................................................................................................47 Ondertekening............................................................................................................................................48

TNO Publiek

7/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Bijlagen Bijlage A:

Disaggregatie van dreiging

50

Bijlage B:

Disaggregatie van risico

54

Bijlage C:

Afwijkende risicomaat

58

Bijlage D:

Lange termijnontwikkeling

59

TNO Publiek

8/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

1

Inleiding

1.1

Veiligheid van de bewoners De geïnduceerde aardbevingen door gasproductie uit het Groningenveld zijn het gevolg van onregelmatige inzakking (compactie) van gashoudende gesteentelagen aan weerszijden van reeds aanwezige breuken. Als de spanning op een breuk een kritische waarde overschrijdt, kan breukreactivatie leiden tot een aardbeving. Het verwachte aantal en de zwaarte van de bevingen is een maat voor de verwachte bevingsintensiteit. De seismische dreigings- en risicoanalyse (SDRA) Groningen brengt de dreiging en het veiligheidsrisico voor de bewoners in het aardbevingsgebied in kaart.

1.2

Hoofdonderdelen van de SDRA De publieke SDRA Groningen bestaat uit een analyse van de seismiciteit, seismische dreiging, seismisch risico en een schadeprognose: De analyse van de seismiciteit (seismische activiteit en variabiliteit) geeft een overzicht van de historisch waargenomen bevingen, de totale verwachte hoeveelheid bevingen, de kans op zwaardere bevingen en de verwachte ruimtelijke verdeling per jaar. De historisch waargenomen en verwachte seismische activiteit en aardbevingsdichtheid geven inzicht in de mate waarin verminderde gaswinning in Groningen leidt tot een afname van de seismiciteit en veranderingen in de ruimtelijke verdeling. De seismische dreiging berekent de ruimtelijke verdeling van de verwachte grondbewegingsintensiteit aan het aardoppervlak als gevolg van geïnduceerde bevingen. Dreiging wordt uitgedrukt in termen van de intensiteit van de seismische grondbeweging behorende bij een bepaalde herhalingstijd. De resultaten van een seismische dreigingsanalyse worden onder andere gebruikt voor de beoordeling van de aardbevingsbestendigheid van gebouwen, infrastructuur of industriële faciliteiten. Zo maakt de Nederlandse Praktijkrichtlijn (NPR) voor aardbevingsbestendig bouwen in Groningen gebruik van dreigingskaarten voor het vaststellen van de aan te houden aardbevingsbelasting voor beoordeling en ontwerp.

Het seismisch risico is een inschatting van het Plaatsgebonden Persoonlijk risico (LPR Local Personal Risk): de jaarlijkse kans op overlijden van een persoon in (de directe nabijheid van) een gebouw, als gevolg van het geheel of gedeeltelijk instorten van dat gebouw door aardbevingen. De seismische risicoanalyse combineert de verwachtingen voor de grondbewegingen met een inschatting van de kwetsbaarheid van de gebouwvoorraad in de regio. De jaarlijkse kans op overlijden kan vervolgens getoetst worden aan de vastgestelde veiligheidsnorm (de Meijdamnorm) om te komen tot een veiligheidsbeoordeling. De Nationaal Coördinator Groningen (NCG) vertaalt de uitkomsten van de risicoanalyse naar gebouwen op adresniveau, zodat die informatie kan worden gebruikt voor prioritering van de versterking van de meest kwetsbare gebouwen. De schadeprognose is een berekening van de verwachte schade aan gebouwen als direct gevolg van de geïnduceerde bevingen.

TNO Publiek

9/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

1.3

Indeling SDRA-rapport hanteren modelversies zijn samengevat in Hoofdstuk 2. Een apart hoofdstuk geeft per scenario de resultaten voor de verwachte seismische activiteit, dreiging, risico en schade. Deze Hoofdstuk 6 geeft een synthese van de drie 7 behandeld de resultaten volgens de aanbevelingen van TNO conform haar meest recente wetenschappelijke inzichten.

TNO Publiek

10/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

2

Uitgangspunten modelberekeningen

2.1 Conform de Mijnbouwwet heeft het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat (EZK) veldoperator NAM verzocht om twee operationele strategieën (waarvan één met twee varianten) voor het gasjaar 2023/2024 (en verder) voor te stellen (EZK, 2023): In scenario 1 wordt het Groningenveld per 1 oktober 2023 gesloten. In scenario 2a wordt het Groningenveld geproduceerd op waakvlamniveau conform de GTS-raming voor gasjaar 2023/024 met elf productielocaties (GTS, 2023). Scenario 2b is als scenario 2a met vijf productielocaties in plaats van elf. Conform de Mijnbouwregeling moet ter onderbouwing van een operationele strategie een dreigings- en risicoanalyse worden opgenomen. EZK (2023) heeft TNO de opdracht gegeven de publieke SDRA 2023 uit te voeren. De Mijnbouwregeling schrijft voor welke onderdelen dienen te worden opgenomen in de SDRA. Deze onderdelen zijn berekend met de TNO Modelketen Groningen met de door de opdrachtgever voorgeschreven invoergegevens en modelversies in de Verwachtingenbrief (EZK, 2023) en met aanbevelingen volgens de wetenschappelijke inzichten van TNO (2022a).

2.2

Extern aangeleverde gegevens De TNO modelketen Groningen maakt gebruik van externe aangeleverde invoergegevens en informatie: Reservoirdrukken per gasjaar (NAM). Dit omvat onder andere ook de historische en toekomstige reservoirporiëndruk behorende bij de operationele strategieën op basis van de GTS-ramingen 2023. Aardbevingscatalogus (KNMI). De herziene Mmax-verdeling uit de deskundigenworkshop van juni 2022 (NAM, 2022). Een extractie van de Gebouwendatabase, EDB 2023 van januari 2023 (EZK).

2.3

EZK-modelinstellingen Op verzoek van EZK (2023) is de publieke SDRA 2023 uitgevoerd met de volgende kalibratieprocedure en modellen: TNO-kalibratie en implementatie van het Seismologisch Bronmodel SSM v6 Coulomb stress-afhankelijke b-waarde Magnitude-Frequentie model (exclusief stressafhankelijke taper). Grondbewegingsmodel GMM v6 Kwetsbaarheids- en Gevolgmodel FCM v7 zoals voorgeschreven in de SDRA voor gasjaar 2022/2023 (EZK, 2022).

TNO Publiek

11/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

In aanvulling hierop zijn de volgende uitgangspunten gebruikt waar er in de verwachtingenbrief geen expliciete keuze gemaakt wordt: De kalibratie van het Seismologisch Bronmodel SSM v6 is uitgevoerd met trainingsperiode 1995-01-01 tot 2023-02-28. Grondbewegingsmodel v6 is gebruikt met het period-to-period correlatiemodel toegepast op zowel referentieniveau als in de site response. Hier is de TNO aanbeveling gevolgd. Deze keuze wordt mede ondersteund door Grondbewegingsmodel V7, waarin de spectrale periodes in het ondiepe deel volledig gecorreleerd zijn. Voor de schadeprognose is gebruik gemaakt van geactualiseerde Empirische GMPE voor PGV (Bommer, 2021) De resultaten in Hoofdtukken 3, 4 en 5 zijn gebaseerd op deze instellingen. De TNO Modelketen Groningen maakt gebruik van probabilistische methoden waarbij de onzekerheden met betrekking tot beperkte kennis en onvolkomenheden in zowel meetgegevens als modellen zo zorgvuldig mogelijk in rekenschap worden genomen. De uitvoer van de TNO Modelketen (de verwachtingswaarde van het Plaatsgebonden Persoonlijk Risico) representeert alle epistemische onzekerheden die zijn vastgelegd in de beslisboom. De beslisboom voor de publieke SDRA 2023 is gegeven in Figuur 2.1.

Figuur 2.1: Structuur, waarden en gewichten van de beslisboom (logic tree) voor de publieke SDRA 2023 volgens de EZK-instellingen. De Mmax-aardbevingsmagnitudes en -gewichten zijn herzien ten opzichte van de vorige verdeling (NAM, 2022). GMMm-τ staat voor het grondbeweging mediaan- τ-model. GMM- ss is het ss-model. Het risico wordt bepaald door het Kwetsbaarheidsmodel van de gebouwen en het Gevolgmodel (kans op overlijden). Het gewicht per tak staat tussen haakjes.

TNO Publiek

12/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

3

Analyse scenario 1 Het uitgangspunt voor scenario 1 is een volledige sluiting van het Groningenveld per 1 oktober 2023.

3.1

Seismiciteit scenario 1 De historisch waargenomen en de totale verwachte jaarlijkse seismische activiteit en variabiliteit per gasjaar is weergeven in Figuur 3.1. Alleen bevingen met een magnitude gelijk aan of hoger dan 1.5 zijn opgeteld per gasjaar en zijn weergegeven tot 1 oktober 2052. Het aantal bevingen laat een dalende trend zien sinds 2012. Dit is het gevolg van een afnemende gaswinning sinds 2014. Vanaf 2023 wordt een verdere daling van het aantal bevingen verwacht als gevolg van het insluiten van het Groningenveld.

Figuur 3.1: Verwachte seismische activiteit en variatie per gasjaar voor scenario 1. Op de horizontale as staat het kalenderjaar (bereik 1 januari 1995 tot 1 oktober 2052). Op de verticale as staat het aantal bevingen met een magnitude gelijk aan of hoger dan 1,5 opgeteld per gasjaar. De zwarte lijn geeft het aantal observaties per gasjaar in het verleden weer tot 1 oktober 2022. De donkergrijze lijn geeft het verwachte aantal bevingen in de toekomst weer. De lichtgrijze band om de grijze lijn is de onzekerheidsband. Het groene vlak geeft aan dat het model gekalibreerd is op de periode tot 28 februari 2023.

De overschrijdingskans op zwaardere bevingen is per gasjaar weergegeven in Tabel 3.1. De tabel geeft een overzicht van de tien komende gasjaren, beginnend met gasjaar 2023/2024. Voor het Groningengebied beschouwen we bevingen met een magnitude gelijk of hoger dan 3,5 als zwaardere bevingen. Ter vergelijking, de Huizingebeving van augustus 2012 had een magnitude van 3,6. De percentages in de tabel zijn de overschrijdingskansen per gasjaar. Het

TNO Publiek

13/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

model geeft bijvoorbeeld aan dat in gasjaar 2023/2024 de kans op een beving met een magnitude van 4,0 of hoger 1,49% bedraagt. Tabel 3.1: Jaarlijkse verwachting van het aantal bevingen met magnitude gelijk aan of hoger dan M1.5 en overschrijdingskansen voor een aantal geselecteerde magnitudes per gasjaar voor scenario 1. De eerste kolom geeft het gasjaar (gas year GY) weer.

De verwachte jaarlijkse aardbevingsdichtheid voor gasjaren 2023/2024 tot en met 2033/2034 is weergegeven in Figuur 3.2. De jaarlijkse aardbevingsdichtheid is het verwachte aantal bevingen met een magnitude gelijk aan of hoger dan 1,5 per vierkante kilometer per gasjaar. De kleurenschaal voor alle deelfiguren is identiek. Inzichtelijk wordt dat het verwachte aantal bevingen de komende jaren afneemt. Het hoogste aantal bevingen per vierkante kilometer ligt in de komende jaren ten noordwesten van het Loppersumgebied.

TNO Publiek

14/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 3.2: Jaarlijkse aardbevingsdichtheidskaarten voor gasjaar 2023/2024 tot en met gasjaar 2033/2034 voor scenario 1.

TNO Publiek

15/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

3.2

Seismische dreiging scenario 1 Dreigingskaarten geven de intensiteit van seismische grondbewegingen weer voor een gegeven herhalingstijd. De verwachte seismische dreiging bij een herhalingstijd van 475 jaar voor gasjaar 2023/2024 tot en met gasjaar 2053/2054 is weergegeven in Figuur 3.3. De spectrale versnelling bij de trillingsperiode van 0.01 s komt in de praktijk overeen met de piekgrondversnelling (PGA). Zoals verwacht neemt als gevolg van de dalende gasproductie de seismische dreiging jaarlijks af. Dit is in overeenstemming met de drukvereffening van het reservoir tijdens de latere jaren. Het aardgas van het hogere gasdrukgebied ten noordwesten van Loppersum blijft naar de lagere gasdrukgebieden in het zuidoosten stromen, ondanks de geringe nog te produceren gasvolumes.

Figuur 3.3: Overzicht van de jaarlijkse seismische dreigingskaarten voor gasjaar 2023/2024 tot en met gasjaar 2033/2034 voor scenario 1.

TNO Publiek

16/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

3.3

Seismisch risico scenario 1 Figuur 3.4 toont het aantal gebouwen dat een jaarlijkse verwachtingswaarde van het LPR overschrijdt voor het gasjaar 2023/2024 tot en met gasjaar 2033/2034. De grijze band in de LPR-grafieken geeft het onzekerheidsbereik aan. Vanaf gasjaar 2025/2026 voldoen alle gebouwen aan de veiligheidsnorm.

TNO Publiek

17/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 3.4: LPR-grafieken voor de gasjaren 2023/2024 tot en met 2033/2034. Op de horizontale as staat het aantal gebouwen; op de verticale as het LPR. De horizontale stippellijn is het LPR-niveau van de Meijdamnorm (10-5). De grafieken geven voor elk aantal op horizontale as de LPR-waarde die door deze groep overschreden wordt. De dikke zwarte lijn geeft de verwachtingswaarde van het LPR aan. De grijze band geeft de spreiding in de beslisboom voor modelonzekerheden weer voor een betrouwbaarheidsinterval tussen de percentielen P10 en P90.

Naast de verwachtingswaarde van de LPR voor de hele gebouwenvoorraad wordt ook de verwachtingswaarde van de LPR voor alle gebouwen per gebouwtype (typologie) bepaald. Figuur 3.5 en Tabel 3.2 tonen dat 18 gebouwen in het aardbevingsgebied volgens de voorgeschreven modellen niet aan de Meijdamnorm voldoen in gasjaar 2023/2024. Het schuurgedeelte van een boerderij (type URM1F_B) is het meest kwetsbaar (groene curve in Figuur 3.5). De verwachtingswaarde van het risico voor alle gebouwen van de overige typologieën is aanzienlijk lager dan 10-5 per jaar. Voor alle gebouwtypologieën neemt het verwachte seismisch risico jaarlijks af.

TNO Publiek

18/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 3.5: LPR-grafiek voor gasjaar 2023/2024. De interpretatie van de curves is vergelijkbaar met die in Figuur 3.4; echter nu met een aparte curve voor de verwachtingswaarde per gebouwtype (typologie). De gekleurde curven zijn apart benoemd in de legenda. Tabel 3.2: Het aantal gebouwen per gasjaar waarvoor de verwachtingswaarde van het LPR niet aan de Meijdamnorm (10-5) voldoet voor scenario 1.

Verwachtingswaarde LPR 1e-5

3.4

GY2023/2024

18

GY2024/2025

8

GY2025/2026

0

GY2026/2027

0

GY2027/2028

0

GY2028/2029

0

GY2029/2030

0

GY2030/2031 GY2031/2032

0 0

GY2032/2033

0

GY2033/2034

0

Schade prognose scenario 1 Het document EMS-98 (European Seismological Commission, 1998) geeft richtlijnen voor het schatten van de intensiteit van een aardbeving op basis van de schadebeoordeling van gebouwen, zoals ook gebruikt door NAM (2020). Schade aan gebouwen wordt beoordeeld op basis van een schadeclassificatie. Dit is bepaald voor twee hoofdcategorieën: gebouwen met ongewapend metselwerk (Unreinforced masonry - URM) en gebouwen met gewapend beton (Reinforced Concrete - RC). Voor beide hoofdcategorieën bestaat een kwalitatieve beschrijving van de schadetoestanden (Damage State DS) in vijf gradaties van schade. Zo wordt "verwaarloosbare tot lichte schade" DS1 genoemd, "matige schade" DS2, "substantiële tot zware schade" DS3. De EMS-schaal relateert DS1 aan "haarscheurtjes in

TNO Publiek

19/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

en DS3 met

De Gebouwendatabase (Exposure Database - EDB 2023) is een extractie van een projectdatabase en omvat de typologieclassificaties van de gebouwen in het aardbevingsgebied per gebouw. Naast het gebruik als input in de risicoanalyse levert de Gebouwendatabase ook de nodige informatie om de typologieën toe te kennen aan 157 duizend gebouwen in het schadeprognose gebied. Het aandachtsgebied is hetzelfde als dat voor de dreigingsanalyse en voor de risicoanalyse en is gebaseerd op de omtrek van het Groningen gasveld. De extractiegrens voor de EDB 2023 is een buffer van 5 km rond de omtrek van het gasveld. Voor de berekening van de kans op overschrijding van de laagste schadetoestand DS1 worden empirische modellen voor grondbeweging en kwetsbaarheid gebruikt, dat wil zeggen, modellen die gebaseerd zijn op de lokaal geobserveerde grondbewegingen en schades. Aangezien voor de hogere schadetoestanden DS2 en DS3 de empirische gegevens ontoereikend zijn, wordt daarvoor gebruik gemaakt van zowel het grondbewegingsmodel als het kwetsbaarheidsmodel die ten grondslag liggen aan de risicoanalyse. Kwetsbaarheidsfuncties voor schadetoestanden DS2 en DS3 zijn ontwikkeld voor elke typologie die in de Gebouwendatabase is geïdentificeerd met behulp van een uitgebreide analytische modellering en experimentele testcampagnes (NAM, 2020).

Figuur 3.6 toont de resultaten van de schadeprognose voor schadetoestanden DS1 t/m DS3 voor alle gebouwen in de exposure database in de vorm van een jaarlijkse overschrijdingskans van die schadetoestand voor gasjaar 2023/2024. Tabel 3.3 geeft de verwachtingswaarde van het aantal gebouwen dat schadetoestand DS1 t/m DS3 jaarlijks overschrijdt als gevolg van het verwachte productieprofiel volgens de GTS-raming 2023 voor scenario 1.

Figuur 3.6: Jaarlijkse overschrijdingskans voor schadetoestanden DS1 t/m DS3 voor gasjaar 2023/2024 voor alle gebouwen in de exposure database voor scenario 1.

TNO Publiek

20/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Tabel 3.3: Prognose van het aantal gebouwen dat schadetoestand DS1, DS2 en DS3 overschrijdt per gasjaar voor scenario 1.

TNO Publiek

21/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

4

Analyse scenario 2a Het uitgangspunt voor scenario 2a is een waakvlam productie (minimum flow) van alle elf operationele productieclusters en sluiting van het Groningenveld per 1 oktober 2024.

4.1

Seismiciteit scenario 2a De seismiciteit volgens scenario 2a is weergegeven in Figuur 4.1, Figuur 4.2 en Tabel 4.1.

Figuur 4.1: Verwachte seismische activiteit en variatie per gasjaar voor scenario 2a. Op de horizontale as staat het kalenderjaar (bereik 1 januari 1995 tot 1 oktober 2052). Op de verticale as staat het aantal bevingen met een magnitude gelijk aan of hoger dan 1,5 opgeteld per gasjaar. De zwarte lijn geeft het aantal observaties per gasjaar in het verleden weer tot 1 oktober 2022. De donkergrijze lijn geeft het verwachte aantal bevingen in de toekomst weer. De lichtgrijze band om de grijze lijn is de onzekerheidsband. Het groene vlak geeft aan dat het model gekalibreerd is op de periode tot 28 februari 2023.

TNO Publiek

22/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Tabel 4.1: Jaarlijkse verwachting van het aantal bevingen met magnitude gelijk aan of hoger dan M1.5 en overschrijdingskansen voor een aantal geselecteerde magnitudes per gasjaar voor scenario 2a. De eerste kolom geeft het gasjaar (gas year GY) weer.

TNO Publiek

23/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 4.2: Jaarlijkse aardbevingsdichtheidskaarten voor scenario 2a voor gasjaar 2023/2024 tot en met gasjaar 2033/2034.

TNO Publiek

24/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

4.2

Seismische dreiging scenario 2a De seismische dreiging voor scenario 2a is weergegeven in Figuur 4.3.

Figuur 4.3: Overzicht van de jaarlijkse seismische dreigingskaarten voor gasjaar 2023/2024 tot en met gasjaar 2033/2034 voor scenario 2a.

4.3

Seismisch risico scenario 2a Het seismisch risico volgens het aantal gebouwen dat een jaarlijkse verwachting van het LPR overschrijdt is weergegeven in Figuur 4.4, Figuur 4.5 en Tabel 4.2 voor scenario 2a.

TNO Publiek

25/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

TNO Publiek

26/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 4.4: LPR-grafieken voor de gasjaren 2023/2024 tot en met 2033/2034 gasjaar voor scenario 2a. Op de horizontale as staat het aantal gebouwen; op de verticale as het LPR. De horizontale stippellijn is het LPRniveau van de Meijdamnorm (10-5). De grafieken geven voor elk aantal op horizontale as de LPR-waarde die door deze groep overschreden wordt. De dikke zwarte lijn geeft de verwachtingswaarde van het LPR aan. De grijze band geeft de spreiding in de beslisboom voor modelonzekerheden weer voor een betrouwbaarheidsinterval tussen de percentielen P10 en P90.

Figuur 4.5: LPR-grafiek voor gasjaar 2023/2024 voor scenario 2a met de verwachtingswaarde per gebouwtype (typologie).

TNO Publiek

27/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Tabel 4.2: Het aantal gebouwen per gasjaar waarvoor de verwachtingswaarde van het LPR niet aan de Meijdamnorm (10-5) voldoet voor scenario 2a.

4.4

GY2023/2024

Verwachtingswaarde LPR 1e-5 23

GY2024/2025

16

GY2025/2026

0

GY2026/2027

0

GY2027/2028

0

GY2028/2029

0

GY2029/2030

0

GY2030/2031

0

GY2031/2032

0

GY2032/2033

0

GY2033/2034

0

Schade prognose scenario 2a Figuur 4.6 toont de resultaten van de schadeprognose voor schadetoestanden DS1 t/m DS3 voor alle gebouwen in de exposure database in de vorm van een jaarlijkse overschrijdingskans van die schadetoestand voor gasjaar 2023/2024. Tabel 4.3 geeft de verwachtingswaarde van het aantal gebouwen dat schadetoestand DS1 t/m DS3 jaarlijks overschrijdt als gevolg van het verwachte productieprofiel volgens de GTS-raming 2023 voor scenario 2a.

Figuur 4.6: Jaarlijkse overschrijdingskans voor schadetoestanden DS1 t/m DS3 voor gasjaar 2023/2024 voor alle gebouwen in de exposure database voor scenario 2a.

TNO Publiek

28/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Tabel 4.3: Prognose van het aantal gebouwen dat schadetoestand DS1, DS2 en DS3 overschrijdt per gasjaar voor scenario 2a.

TNO Publiek

29/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

5

Analyse scenario 2b Het uitgangspunt voor scenario 2b is een waakvlam productie (minimum flow) van vijf operationele productieclusters en sluiting van het Groningenveld per 1 oktober 2024.

5.1

Seismiciteit scenario 2b De seismiciteit volgens scenario 2b is weergegeven in Figuur 5.1, Figuur 5.2 en Tabel 5.1.

Figuur 5.1: Verwachte seismische activiteit en variatie per gasjaar voor scenario 2b. Op de horizontale as staat het kalenderjaar (bereik 1 januari 1995 tot 1 oktober 2052). Op de verticale as staat het aantal bevingen met een magnitude gelijk aan of hoger dan 1,5 opgeteld per gasjaar. De zwarte lijn geeft het aantal observaties per gasjaar in het verleden weer tot 1 oktober 2022. De donkergrijze lijn geeft het verwachte aantal bevingen in de toekomst weer. De lichtgrijze band om de grijze lijn is de onzekerheidsband. Het groene vlak geeft aan dat het model gekalibreerd is op de periode tot 28 februari 2023.

TNO Publiek

30/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Tabel 5.1: Jaarlijkse verwachting van het aantal bevingen met magnitude gelijk aan of hoger dan M1.5 en overschrijdingskansen voor een aantal geselecteerde magnitudes per gasjaar voor scenario 2b. De eerste kolom geeft het gasjaar (gas year GY) weer.

TNO Publiek

31/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 5.2: Jaarlijkse aardbevingsdichtheidskaarten voor scenario 2b voor gasjaar 2023/2024 tot en met gasjaar 2033/2034.

TNO Publiek

32/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

5.2

Seismische dreiging scenario 2b De seismische dreiging voor scenario 2b is weergegeven in Figuur 5.3.

Figuur 5.3: Overzicht van de jaarlijkse seismische dreigingskaarten voor gasjaar 2023/2024 tot en met gasjaar 2033/2034 voor scenario 2a.

5.3

Seismisch risico scenario 2b Het seismisch risico volgens het aantal gebouwen dat een jaarlijkse verwachting van het LPR overschrijdt is weergegeven in Figuur 5.4, Figuur 5.5 en LPR-grafiek voor gasjaar 2023/2024 voor scenario 2a met de verwachtingswaarde per gebouwtype (typologie).

Tabel 5.2 voor scenario 2b.

TNO Publiek

33/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

TNO Publiek

34/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 5.4: LPR-grafieken voor de gasjaren 2023/2024 tot en met 2033/2034 gasjaar voor scenario 2b. Op de horizontale as staat het aantal gebouwen; op de verticale as het LPR. De horizontale stippellijn is het LPRniveau van de Meijdamnorm (10-5). De grafieken geven voor elk aantal op horizontale as de LPR-waarde die door deze groep overschreden wordt. De dikke zwarte lijn geeft de verwachtingswaarde van het LPR aan. De grijze band geeft de spreiding in de beslisboom voor modelonzekerheden weer voor een betrouwbaarheidsinterval tussen de percentielen P10 en P90.

Figuur 5.5: LPR-grafiek voor gasjaar 2023/2024 voor scenario 2a met de verwachtingswaarde per gebouwtype (typologie).

TNO Publiek

35/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Tabel 5.2: Het aantal gebouwen per gasjaar waarvoor de verwachtingswaarde van het LPR niet aan de Meijdamnorm (10-5) voldoet voor scenario 2b.

5.4

GY2023/2024

Verwachtingswaarde LPR 1e-5 18

GY2024/2025

9

GY2025/2026

0

GY2026/2027

0

GY2027/2028

0

GY2028/2029

0

GY2029/2030

0

GY2030/2031

0

GY2031/2032

0

GY2032/2033

0

GY2033/2034

0

Schade prognose scenario 2b Figuur 5.6 toont de resultaten van de schadeprognose voor schadetoestanden DS1 t/m DS3 voor scenario 2b. Tabel 5.3 geeft de verwachtingswaarde van het aantal gebouwen dat schadetoestand DS1 t/m DS3 jaarlijks overschrijdt voor scenario 2b.

Figuur 5.6: Jaarlijkse overschrijdingskans voor schadetoestanden DS1 t/m DS3 voor gasjaar 2023/2024 voor alle gebouwen in de exposure database voor scenario 2b.

TNO Publiek

36/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Tabel 5.3: Prognose van het aantal gebouwen dat schadetoestand DS1, DS2 en DS3 overschrijdt per gasjaar voor scenario 2b.

TNO Publiek

37/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

6

Synthese resultaten In algemene zin kan gezegd worden dat de afname van de historisch waargenomen (afgelopen tien jaar) en verwachte seismische activiteit (komende tien jaar) en aardbevingsdichtheid inzicht geven in de mate waarin verminderde gaswinning in Groningen leidt tot een afname van de seismiciteit en de verandering in de ruimtelijke verdeling hiervan. Daarnaast neemt de overschrijdingskans op zwaardere bevingen (met een magnitude gelijk aan of hoger dan 3,5) komende tien jaar af als gevolg van gaswinning op waakvlamniveau en de verwachte insluiting van het Groningenveld. Ook de verwachte piekgrondversnelling (PGA) neemt de komende tien jaar af.

6.1

Vergelijking scenario 1, 2a & 2b Deze publieke Seismische Dreigings- en Risicoanalyse voor gasjaar 2023/2024 en verder op de uitkomsten. De dr seismische activiteit, dreiging en risico zien. In Scenario 2a zijn alle nog beschikbare Groningen clusters actief met als gevolg de meeste gasproductie. In dit scenario wordt daarmee ook de hoogste seismische activiteit verwacht: afgerond 6 bevingen in gasjaar 2023/2024 met een magnitude 1,5 of hoger. In dit scenario voldoen 23 huizen niet aan de risiconorm in gasjaar 2023/2024 (Tabel 6.1). Scenario 1 (volledige sluiting) en Scenario 2b (5 open clusters) resulteren in vergelijkbare resultaten. Het aantal verwachte bevingen met magnitude 1,5 of hoger is voor gasjaar voldoen 18 huizen niet aan de risiconorm in gasjaar 2023/2024 (Tabel 6.1). Tabel 6.1: Het aantal gebouwen per gasjaar waarvoor de verwachtingswaarde van het LPR niet aan de Meijdamnorm (10-5) voldoet voor scenario 1, 2a & 2b.

Verwachtingswaarde LPR 1e-5 Scenario 1

Scenario 2a

Scenario 2b

GY2023/2024 GY2024/2025

18 8

23 16

18 9

GY2025/2026

0

0

0

GY2026/2027

0

0

0

GY2027/2028

0

0

0

GY2028/2029

0

0

0

GY2029/2030

0

0

0

GY2030/2031

0

0

0

GY2031/2032

0

0

0

GY2032/2033

0

0

0

GY2033/2034

0

0

0

TNO Publiek

38/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

6.2

Vergelijking SDRA 2022 In de publieke SDRA 2022 voldeden bij de berekeningen volgens voorschriften van EZK alle gebouwen ruim aan de Meijdamnorm. In 2023 zijn de voorschriften van EZK voor de modelinstellingen op een aantal punten gewijzigd. Gecombineerd leiden deze veranderde voorschriften tot een hogere inschatting van het veiligheidsrisico. Met name het weglaten van de zogenaamde taper in het Magnitude-Frequentie model en het herintroduceren van de period-to-period correlatie in het ondiepe deel van het grondbewegingsmodel leiden tot een hogere inschatting van het veiligheidsrisico.

6.3

Analyse van epistemische onzekerheden De TNO Modelketen Groningen is een probabilistisch model dat tot doel heeft onzekerheden zoveel mogelijk in rekenschap te nemen. De totale verdeling van combinaties van de modelalternatieven dan wel alternatieven voor modelparameterkeuze (de aparte takken van de vertakkingsniveaus in de beslisboom) karakteriseert het gezamenlijk bereik van epistemische onzekerheden. Om de gevoeligheid van risicovoorspellingen ten aanzien van elk vertakkingsniveau in de beslisboom in kaart te brengen presenteren we de resultaten van een gevoeligheidsanalyse in Figuur 6.1. De potentiële bijdrage van een bepaalde tak van een vertakkingsniveau binnen de beslisboom (Figuur 2.1) wordt berekend uit alle beslisboomtakken die die bepaalde tak van dit vertakkingsniveau bevatten. Zo kan voor elke risicofactor en elke tak afzonderlijk het potentiële risico worden berekend wanneer slechts voor dit vertakkingsniveau en deze tak gekozen zou worden. Het herhalen van deze procedure voor alle risicofactoren en alle takken levert een zogenoemde tornado-plot op van gevoeligheden voor afzonderlijke epistemische onzekerheden. Figuur 6.1 toont voor scenario 1 de resultaten van de gevoeligheid van de afzonderlijke variabelen aan de verwachtingswaarde van het LPR. De gevoeligheid voor de Mmax-verdeling is het grootst.

Het reduceren van onzekerheid levert doorgaans het meeste resultaat op voor de vertakkingsniveaus die de grootste spreiding laten zien in de gevoeligheidsanalyse.

TNO Publiek

39/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 6.1: Gevoeligheid van het seismisch risico voor epistemische onzekerheden binnen de beslisboom. De bovenste figuur geeft de gevoeligheid van het over de gehele gebouwendatabase gemiddelde LPR, voor elk modelalternatief per afzonderlijk vertakkingsniveau. De onderste figuur geeft op vergelijkbare wijze de gevoeligheid van het totale aantal gebouwen met een verwachtingswaarde van het LPR van meer dan 10 -5 per jaar. Elk verticaal streepje op een grijze balk beschrijft het eindresultaat bij keuze van één enkel alternatief in de betreffende boomvertakking. Het lichtgrijze gebied op de achtergrond bestrijkt het P10-P90 interval van de volledige beslisboom. Data voor scenario 1, gasjaar 2023/2024.

TNO Publiek

40/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

7

Resultaten risicoanalyse cf. laatste wetenschappelijke inzichten van TNO In Hoofdstuk 2 tot en met 5 worden de uitgangspunten en resultaten van de publieke SDRA Groningen 2023 beschreven. Dit hoofdstuk beschrijft de resultaten van een risicoanalyse van de voorgestelde voor gasjaar 2023/2024, uitgevoerd met de modelinstellingen zoals geadviseerd door TNO in het Statusrapport (TNO, 2022a). Deze modelinstellingen volgen de meest recente wetenschappelijke inzichten van TNO. Deze aanbevelingen zijn samengevat in sectie 7.1. De resultaten van de dreigings- en risicoanalyse uitgevoerd op basis van aanbevelingen door TNO staan in sectie 7.2.

7.1

Aanbevelingen TNO TNO heeft geadviseerd de publieke SDRA 2023 uit te voeren zoals beschreven in het Statusrapport (TNO, 2022a). Deze modelinstellingen volgen de meest recente wetenschappelijke inzichten van TNO en wijken op de volgende punten af van de publiek SDRA 2023: Grondbewegingsmodel GMM v7 (Bommer et al., 2022; TNO, 2022b). Verbeteringen van deze nieuwe modelversie zijn onder meer een herziening van het dempingsmodel en de expliciete benadering voor gebouwen die op wierden staan. Kwetsbaarheids- en Gevolgmodel FCM v7 met aangepaste parameterinstellingen naar aanleiding van de resultaten van de TNO-typologie aanpak. Dit model representeert de best beschikbare kennis van de kwetsbaarheid van de Groningse gebouwenpopulatie en Doordat de gewichten van de medianen in GMM v7 afhangen van de aardbevingsmagnitudes zijn er zowel praktische als conceptuele problemen bij het bepalen van beslisboompercentielen (bijv. P90) wanneer GMM v7 gebruikt wordt (TNO, 2022b). Voor de berekeningen met TNO-instellingen wordt daarom enkel het gemiddelde LPR over de beslisboom berekend. Dit is in lijn met eerdere adviezen van TNO (2020) om het gemiddelde LPR als risicomaat te hanteren. Tenslotte is de site response variabiliteit niet expliciet uitgesplitst in de beslisboom. Dit heeft geen effect op het berekenen van het gemiddelde LPR.

De beslisboom voor de publieke SDRA 2023 volgens de TNO-instellingen is gegeven in Figuur 7.1.

TNO Publiek

41/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 7.1: Structuur, waarden en gewichten van de beslisboom (logic tree) voor de publieke SDRA 2023 volgens de TNO-instellingen. De Mmax-aardbevingsmagnitudes en -gewichten zijn herzien ten opzichte van de vorige verdeling (NAM, 2022). Door het toepassen van GMM v7 is de structuur van beslisboom gewijzigd. De medianen en inter-event variabiliteit zijn niet meer 1-op-1 gekoppeld zoals in voorgaande versies van het GMM. Bovendien zijn de gewichten van de GMM mediaan takken afhankelijk van magnitude van de beving. De site-reponse variabiliteit is niet expliciet opgenomen in de beslisboom. Dit is een afwijking van Bommer et al. (2022). Deze keuze heeft geen effect op het gemiddelde risico, maar heeft wel als gevolg dat er in de uitsplitsing van de beslisboom in sectie 7.3 geen uitsplitsing kan plaatsvinden voor deze parameter. Het risico wordt bepaald door het Kwetsbaarheidsmodel van de gebouwen en het Gevolgmodel (kans op overlijden). Het gewicht per tak staat tussen haakjes.

7.2

Resultaten risicoanalyse TNO aanbevelingen Met betrekking tot het Grondbewegingsmodel (GMM) en het Kwetsbaarheids- en Gevolgmodel (FCM) wijken de TNO aanbevelingen af van de modelinstellingen gebruikt ten behoeve van de publieke SDRA Groningen 2023. De verwachte seismiciteit per scenario is identiek aan de resultaten van de publieke SDRA Groningen 2023. Dit geldt ook voor de DS1 schade prognose. Hoewel resultaten van het GMM voor de DS2 & DS3 schadeprognose worden gebruikt, zijn de resultaten op basis van de TNO aanbevelingen vrijwel identiek aan resultaten van de publieke SDRA Groningen 2023. Deze resultaten zijn daarom niet nogmaals opgenomen in dit hoofdstuk. Tabel 7.1 geeft een overzicht van het seismisch risico volgens de TNO-modelinstellingen. Vergeleken met de publieke SDRA Groningen 2023 resultaten leiden de berekeningen op basis van de aanbevelingen van TNO tot een aanzienlijk hogere verwachtingswaarde van het persoonlijk risico. Afhankelijk van het gekozen productiescenario leiden de berekeningen op basis van de aanbevelingen van TNO in totaliteit tot 415 tot 520 gebouwen die niet aan de Meijdamnorm voldoen voor het gasjaar 2023/2024. In Figuur 7.2 en Figuur 7.3 wordt ook de verwachtingswaarde van de LPR voor alle gebouwen per gebouwtype (typologie) getoond voor scenario 1 en scenario 2a.

De resultaten van scenario 2b zijn zeer vergelijkbaar met scenario 1 en daarom niet apart weergegeven. Het schuurgedeelte van een boerderij (type URM1F_B) is het meest kwetsbaar (groene curve in Figuur 7.2). De huisdelen van deze boerderijen (type URM1F_HC (oranje curve) en type URM1F_HA) zijn veel minder kwetsbaar. Typologieën URM3L en URM4L zijn gemetselde rijtjeshuizen met spouwmuren en betonnen vloeren. Het verschil tussen deze typen is het percentage openingen in de gevelwanden op de begane grond, waarbij URM4L grotere openingen heeft en het kwetsbaardere type is. De verwachtingswaarde van het

TNO Publiek

42/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

risico voor alle gebouwen van de overige typologieën is aanzienlijk lager dan 10-5 per jaar. Voor alle gebouwtypologieën neemt het verwachte seismisch risico jaarlijks af. Tabel 7.1: Het aantal gebouwen per gasjaar waarvoor de verwachtingswaarde van het LPR niet aan de Meijdamnorm (10-5) voldoet voor scenario 1, 2a & 2b volgens TNO-instellingen.

Verwachtingswaarde LPR 1e-5 GY2023/2024 GY2024/2025 GY2025/2026 GY2026/2027 GY2027/2028 GY2028/2029 GY2029/2030 GY2030/2031 GY2031/2032 GY2032/2033 GY2033/2034

Scenario 1

Scenario 2a

Scenario 2b

415 330 232 148 98 64 44 32 21 8 1

520 365 267 175 117 83 52 32 25 13 4

427 341 239 160 108 78 49 32 22 10 4

Figuur 7.2: LPR-grafiek voor gasjaar 2023/2024 voor scenario 1 (TNO-instellingen) met de verwachtingswaarde per gebouwtype (typologie).

TNO Publiek

43/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 7.3: LPR-grafiek voor gasjaar 2023/2024 voor scenario 2a (TNO-instellingen) met de verwachtingswaarde per gebouwtype (typologie).

In vergelijking met de afgelopen jaren laten de resultaten van de TNO aanbevelingen in 2023 een significante verlaging van het risico zien. Ook zijn de resultaten van berekeningen volgens EZK voorschriften en volgens TNO aanbevelingen dichter bij elkaar gekomen. In het bronmodel zijn de EZK voorschriften nu gelijk aan de TNO aanbevelingen, waardoor er op het niveau van seismiciteit nu identieke resultaten berekend worden. De analyses verschillen nog op het punt van het Grondbewegingsmodel (GMM) en het Kwetsbaarheids- en Gevolgmodel (FCM). De hogere risico inschatting als gevolg van de TNO aanbevelingen wordt voornamelijk veroorzaakt door de aangepaste parameterinstellingen in het FCM.

7.3

Analyse van epistemische onzekerheden De totale verdeling van combinaties van de modelalternatieven dan wel alternatieven voor modelparameterkeuze (de aparte takken van de vertakkingsniveaus in de beslisboom) karakteriseert het gezamenlijk bereik van epistemische onzekerheden. Om de gevoeligheid van risicovoorspellingen ten aanzien van elk vertakkingsniveau in de beslisboom in kaart te brengen presenteren we de resultaten van een gevoeligheidsanalyse in Figuur 7.4 De potentiële bijdrage van een bepaalde tak van een vertakkingsniveau binnen de beslisboom (Figuur 7.1) wordt berekend uit alle beslisboomtakken die die bepaalde tak van dit vertakkingsniveau bevatten. Zo kan voor elke risicofactor en elke tak afzonderlijk het potentiële risico worden berekend wanneer slechts voor dit vertakkingsniveau en deze tak gekozen zou worden. Het herhalen van deze procedure voor alle risicofactoren en alle takken levert een zogenoemde tornado-plot op van gevoeligheden voor afzonderlijke epistemische onzekerheden. Figuur 7.4 toont voor scenario 1 de resultaten van de gevoeligheid van de afzonderlijke variabelen aan de verwachtingswaarde van het LPR. De gevoeligheid voor de Mmax-verdeling is het grootst.

TNO Publiek

44/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Figuur 7.4: Gevoeligheid van het seismisch risico voor epistemische onzekerheden binnen de beslisboom. De bovenste figuur geeft de gevoeligheid van het over de gehele gebouwendatabase gemiddelde LPR, voor elk modelalternatief per afzonderlijk vertakkingsniveau. De onderste figuur geeft op vergelijkbare wijze de gevoeligheid van het totale aantal gebouwen met een verwachtingswaarde van het LPR van meer dan 10 -5 per jaar. Elk verticaal streepje op een grijze balk beschrijft het eindresultaat bij keuze van één enkel alternatief in de betreffende boomvertakking. Vanwege het toepassen van GMM v7 zijn geen percentielen bepaald op basis van de beslisboom. In vergelijking met Hoofdstuk 6 mist daarom het lichtgrijze vlak dat de P10-P90 van de gehele beslisboom beschrijft. Data voor scenario 1, gasjaar 2023/2024.

TNO Publiek

45/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

7.4

Conclusies aanbevelingen TNO In vergelijking met de afgelopen jaren zijn de resultaten van de berekeningen volgens EZK voorschriften en volgens TNO aanbevelingen dichter bij elkaar gekomen. In het bronmodel zijn de EZK voorschriften nu gelijk aan de TNO aanbevelingen, waardoor er op het niveau van seismiciteit nu identieke resultaten berekend worden. De analyses verschillen nog op de volgende punten: TNO (2022b) beveelt aan om Grondbewegingsmodel GMM v7 (Bommer et al., 2022) te gebruiken. EZK schrijft GMM v6 voor. In het Kwetsbaarheids- en Gevolgmodel FCM v7 beveelt TNO aan om aangepaste parameterinstellingen naar aanleiding van de resultaten van de TNO-typologie aanpak te gebruiken. EZK schrijft FCM v7 zonder aanpassingen voor. Ten opzichte van de publieke SDRA 2022 is daarnaast is in alle analyses de Mmax-verdeling aangepast (NAM 2022, TNO 2022a). We concluderen het volgende: direct uit de hoeveelheid gaswinning: minder gaswinning leidt tot een lager veiligheidsrisico. Afhankelijk van het gekozen scenario voldoen 415 tot 520 gebouwen uit de kwetsbaarste typologieën niet aan de Meijdamnorm in het gasjaar 2023/2024. Het verschil beperkt. De voortdurende seismiciteit worden in het huidige bronmodel voornamelijk veroorzaakt door drukvereffening binnen het gasreservoir.

Deze drukvereffening is hoofdzakelijk het gevolg van ruimtelijke drukverschillen die door gaswinning in het verleden zijn ontstaan. Het verschil in veiligheidsrisico tussen volledig insluiten in oktober 2023 (scenario 1) en het openhouden van elf clusters op waakvlamniveau (scenario 2a) heeft slechts beperkt invloed op de toekomstige seismiciteit, en daarmee ook op de seismische dreiging, het veiligheidsrisico, en de gebouwschade. Ten opzichte van de publieke SDRA 2022 laten de TNO-resultaten een afname zien van zowel het gemiddelde LPR als het aantal gebouwen dat niet aan de Meijdamnorm voldoet. De vergeleken met de EZK voorschriften hogere inschatting van het veiligheidsrisico in de berekeningen volgens TNO aanbevelingen zijn voornamelijk het gevolg van de aangepast parameterinstellingen in FCM v7. Deze door TNO aanbevolen aanpassingen representeren de best beschikbare kennis van de kwetsbaarheid van de Groningse gebouwenpopulatie en zijn -gebaseerde

TNO Publiek

46/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Referenties Bommer, J., P. Stafford, M. Ntinalexis, (2021). Empirical Equations for the Prediction of Peak Ground Velocity due to Induced Earthquakes in the Groningen Gas Field, 10 October 2021. Bommer, J., B. Edwards, P. Kruiver, A. Rodriguez-Marek, P. Stafford, M. Ntinalexis, E. Ruigrok and B. Dost (2022). V7 Ground-Motion Model for Induced Seismicity in the Groningen Gas Field (Revision 1.1), 26 February 2022. EZK (2022). Verzoek tot voorstellen operationele strategie voor het gasjaar 2022-2023. Kenmerk DGKE-PDG / 22052133, 15 februari 2022. EZK (2023). Verzoek tot voorstellen operationele strategie voor het gasjaar 2023-2024. Kenmerk PDGGO-DSGG / 25984117, 17 februari 2023. Aangevuld met een erratum. Kenmerk PDGGO-DSGG / 26478290, 28 februari 2023. GTS (2023). Advies benodigde Groningencapaciteiten en -volumes ten behoeve van leveringszekerheid voor gasjaar 2023/2024. Kenmerk L 23.0046, 31 januari 2023. NAM (2022). Report on the Second Workshop on Mmax for Seismic Hazard and Risk Analysis in the Groningen Gas Field. 13-17 June 2022. https://namonderzoeksrapporten.data-app.nl/reports/download/groningen/en/77951661-552a46bc-9f2e-f1580cd6abc3 TNO (2020). Advies vaststellingsbesluit Groningen gasveld 2020/2021, AGE 20-10.043, 11 mei 2020. TNO (2022a).

Status of the TNO Model Chain Groningen per October 1, 2022 and recommendations for the public Seismic Hazard and Risk Analysis 2023, TNO 2022 R11961, 18 oktober 2022. TNO (2022b). Implementation of GMM-V7 in the TNO model chain, TNO 2022 R10801, 18 July 2022.

TNO Publiek

47/58

TNO Publiek TNO 2023 R10682

Ondertekening TNO Energy & Materials Transition Utrecht, 7 april 2023

Hoofd Adviesgroep Economische Zaken a.i.

TNO Publiek

48/58

TNO Intern TNO 2023 R10682

Bijlage A

Bijlage A

Disaggregatie van dreiging A.1

Disaggregatie van de dreiging voor geselecteerde locaties De disaggregatie van dreiging geeft inzicht in de herkomst van verschillende variabelen die bijdragen aan de seismische dreiging. Voorbeelden van deze variabelen zijn de aardbevingsmagnitude, de afstand van het breukvlak (hypocentrum) van de beving tot het evaluatiepunt aan het maaiveld en variabiliteit in de verwachte grondbewegingen, uitgedrukt in (grofweg) het aantal standaarddeviaties ten opzichte van de mediaan. Daarnaast is de uitsplitsing van deze bijdragen afhankelijk van de locatie waarvoor de berekening wordt gemaakt. Voor de berekeningen in deze sectie zijn twee representatieve geografische locaties gekozen: Groningen-stad en Loppersum. In deze sectie tonen we ook de ruimtelijke verdeling van de uitsplitsing voor de drie genoemde bijdragen over het gehele Groningenveld voor gasproductie scenario 2a. Figuur A.1 geeft een uitsplitsing (disaggregatie) weer van de seismische dreiging voor Groningen-stad, uitgesplitst in bijdragen van magnitude (linker kolom), breukafstand (midden kolom) en grondbewegingsvariabiliteit (rechter kolom). Figuur A.2 geeft eenzelfde uitsplitsing weer voor Loppersum.

De bovenste rij in Figuur A.1 en Figuur A.2 representeren de gemiddelde jaarlijkse spectrale versnelling met een gegeven overschrijdingskans als het gemiddelde van de samengestelde seismische dreigingswaarschijnlijkheidsverdeling. De figuren in de linkerbovenhoek laten een positieve correlatie zien tussen de SA en magnitude, waarbij linker kolom (voor een herhalingstijd van respectievelijk 475 en 2475 jaar) is afgeleid van de SA-verdeling. In Figuur A.1 (linker kolom, onderste rij) zien we dat een magnitude 4.5 beving de grootste bijdrage aan de verwachte seismische dreiging voor Groningen-stad oplevert. De verwachte bijdragen van een 3.5 en een 5.5 beving zijn ongeveer een factor tien lager. We herhalen deze berekening voor de gezamenlijke verdelingen voor de SA en de afstand tussen het verwachte breukvlak en de locatie op het maaiveld. Figuur A.1 (midden kolom) laat zien dat de een breuk op een afstand van ongeveer 7 kilometer van Groningen-stad de grootste bijdrage aan de verwachte seismische dreiging oplevert. De redelijk significante bijdrage van een breukafstand van 18 km van Groningen-stad is het gevolg van het duale seismische systeem: in het Groningenreservoir zijn twee separate bronlocaties van verhoogde seismische activiteit. Het primaire seismische centrum ligt rond Loppersum op oosten van Groningen-stad in de regio Ten Boer/Eemskanaal-cluster.

Dit komt overeen met de ruimtelijke spreiding van dreiging in Figuur 4.3. Als laatste is de verwachte bijdrage van de grondbewegingsvariabiliteit op de seismische dreiging berekend. Figuur A.1 (rechter kolom) laat zien dat de dominante bijdrage aan overschrijdingen wordt geleverd door grondbewegingen die bovengemiddeld sterk zijn ten