Aardbevingen Risico`s, gevolgen en verwachtingspatroon 1

Aardbevingen Risico’s,
gevolgen en verwachtingspatroon
1
Inhoudsopgave
2

Expertise Grontmij

Oorzaak van aardbevingen in Noordoost Groningen

Mogelijke directe gevolgen van aardbevingen

Indirecte gevolgen en Impact op de samenleving

Oplossingsmethodieken en veiligheidsaspecten
Kernteam Aardbevingen Grontmij
3
Kerngroep
Front Office
Energieraad
Jacob Jongsma
Berthold Berger
Carolien Fischer
Project secretaris
Hans Popken
Rob Onck
Thomas Boos
Communicatie
Sanne Marissen
Back Office
Turkije
kwaliteitscontrole
Andre Koster
Marco Peters
Disciplinevertegenwoordigers
Geotechniek
Marco Peters
Risico analyse
Martin Smit
Constructies
Andre Koster
Marco
Peters
Martin
Smit
Andre
Koster
Luut
Verbeek
Rene
Visser
Cornelis
Bergsma
Bodem
Jaap de Wit
Jaap de
Wit
Procestechnologie
Hans Mulder
Hans
Mulder
Leidingen
Onno Walta
Waterkeringen
Claus Kruyt
Onno
Walta
Claus
Kruyt
Gerard AB
Maarten
Straver
Mark
Everaars
Sietze-W.
Dijkstra
Mark
Schaap
Dick
Drijver
Jeroen
Kooman
Liza
Biesheuvel
Marco
Peters
Monitoring
Rob Onck
Rob Onck
SRO
Hans Popken
Hans
Popken
Peter van
Heusden
Machiel
Moonen
versie 013 concept (13-02-2014)
Expertise Grontmij-1
4
1.
Terreinonderzoek Risico-inventarisatie en Hazard analysis
conform methodes als FMEA,Hazop c.a.
2.
Geotechnische analyses
Modelleren in EEM (Eindige Elementen Methode) Plaxis-2D/3D
3.
Controleren en ontwerpen op aardbevingsbelasting conform Eurocode 8
modelleren in EEM Axis VM, Scia Engineer
4.
Rekenen aan leidingen, aansluitingen, lichte constructies c.a.
Caesar II, dynamische analyse
5.
Proces veiligheid
6.
Externe veiligheid
Externe veiligheidsonderzoeken voor de industrie met (Safeti-NL)
7.
Schade experts
(NIVRE geregistreerde opname experts)
8.
Internationale expertise (Turkije,Duitsland, China)
Overige expertise Grontmij -2
5




Kernteam aardbevingen nauwe samenwerking met Grontmij vestigingen in oa
Turkije en Duitsland
Samenwerking met ITU (Istanbul Technical University)
Kwaliteitscontrole
Kennisplatform Grontmij Germany








Technische Commisie TC13
Overeenkomsten SBE Bedrijven
Industrie
Zorg instellingen
Ziekenhuis
Waterkeringen en dijken,
Mestkelders, infrastructuur (spoorweg)
Leidingen
Actualiteiten Aardbevingen
6
Oorzaak aardbevingen Groningen,
Backgroundinformation

Het begrip geïnduceerde aardbeving

Waar komt het vandaan

Oorzaak beving

Frequentie en intensiteit
7
Tectonic earthquake
8
Tectonische platen schuiven over elkaar, bekende gebieden:
- Turkije / Griekenland
- California
- New Zeeland
(source: NAM)
Background of induced
earthquakes, origin
9
Geology of the northern Netherlands
 Permian (Perm): 250 million years ago
 The Netherlands were situated on the margin of the Southern Permian basin
(source: NAM)
Background of induced
earthquakes, origin
10
Geology of the northern Netherlands
 The surface was covered with sand dunes
 Sand ended up as Permian Sandstone
Subsurface view of Rotliegend Sandstone at 3 km depth
(source: NAM)
Background of induced
earthquakes, cause
11
Geology of the Netherlands
 Permian Rotliegend Sandstone formed reservoir for the Groningen gas field
 Depth is about 2 to 3 km below surface level
Geological cross section of Groningen gas field (source: SodM)
Background of induced
earthquakes, cause
12
Development of induced earthquakes
 Gas production leads to stress changes in the sandstone which induce:
– Deep compaction along and between fractures in the sandstone
– Effects to higher soil layers (seismic vibrations)
Existing fractures
(source: NAM)
Background of induced
earthquakes, frequency / intensity
13
Development of induced earthquakes
 Characteristics induced earthquakes (caused by man) relative to plate-tectonic:
– Hypocenter at relatively shallow depth (max. 3 km)
– Limited magnitude by Akkar (up to Mw = 5 on Richter scale)
– Only one or two peaks in a short time (< 2 sec.)
– First: compression wave (causing vertical accelerations), followed by shear wave
(causing dominant horizontal accelerations)
– Occur mostly along or between excisting fracture planes
Induced earthquake
Tectonic earthquake
Background of induced
earthquakes, frequency / intensity
14
Development of induced earthquakes
 Increase in magnitude and frequency from 1995 to 2013 (Gutenberg-Richter diagram)
Huizinge event
Background of induced
earthquakes, frequency / intensity
15
Seismic hazard analysis
 Hazard map with seismic zones
 Seismic hazard depends
on location
(source: NEN, 14 February 2014)
Aardbevingen, directe
consequenties

Diverse bezwijkmechanismen van gebouwen
- Het bezwijken van kolommen in het gebouw
- Topzware gebouwen
- Hybride gebouwen
- Metselwerk gebouwen / woningen

Types van gebouwvormen

Liquefaction

Het begrip Loss of Containment
16
Gebouwen: bezwijkmechanismen

1a) Het bezwijken van kolommen in een gebouw, onderste bouwlaag:
17
Gebouwen: bezwijkmechanismen

1b) Het bezwijken van kolommen in een gebouw, tussenlaag:
18
Gebouwen: bezwijkmechanismen

2a) Topzware gebouwen / constructies:
- Kobe (Japan 2011)
19
Gebouwen: bezwijkmechanismen

2b) Topzware gebouwen / constructies:
- Watertoren stad Groningen Noorder Binnensingel
20
Gebouwen: bezwijkmechanismen
Geotechnische/constructieve aspecten:


Effecten op fundering als case nader onderzocht
aan de hand van simulatie met PLAXIS
Effecten op staalconstructie als case onderzocht
aan de hand van simulatie met AXIS VM
21
Gebouwen: bezwijkmechanismen

3) Hybride gebouwen:
- Metselwerk en beton
22
Gebouwen: bezwijkmechanismen

4) Metselwerk woningen,
- schades / stutwerk in Groningen:
23
Gebouwen: bezwijkmechanismen

4) Metselwerk woningen,
- Spouwmuren:
24
Gebouwenvormen

Gebouwvormen:
1) Extreme gebouwvormen;
2) Plattegronden;
3) Verticale doorsneden;
4) Specifieke
25
Gebouwenvormen

Extreme gebouwvormen:
26
Gebouwenvormen

Horizontale Lay-out:
27
Gebouwenvormen

Verticale Lay-out :
28
Liquefaction

Principe :
29
Liquefaction

1) Begrip :
- Zandlagen dienen aanwezig te zijn en ontstaat onder het waternivo;
- Komt door herschikking van het materiaal (vergelijk voetafdruk op het strand)
- Veiligheid daalt minimaal met een factor 2
30
Liquefaction

2a) Voorbeelden :
31
Liquefaction

2) Voorbeelden :
32
Loss of containment

Principe, in extreme vorm :
33
Loss of containment

Principe, werkwijze en voorkomen :
- juiste detaillering
- RA (Risico analyse)
34
Indirecte gevolgen en Impact op de
samenleving

Industriële bedrijven

Ziekenhuizen en scholen

Waterkering en dijken

Overige infrastructuur

Paniek
35
Industriële bedrijven


Chemiepark te Delfzijl, Eemshaven en bedrijven stad Groningen
1) Verschillende constructies, zoals:
– Staalconstructies
–
–
–
–
–
–
–

Tanks
Betonnen en stalen reservoirs, boven en onder de grond
Schoorstenen, koeltorens etc.
Gebouwen
Constructies t.b.v. chemische processen
(Pipe) lines onder en boven de grond
Dijken, dammen etc.
2) Beoordelingscriteria:
– Belangrijkste de veiligheid
– Milieu
– Bedrijfseconomisch
36
Industriële bedrijven

2.5 Resultaten Axis VM:
– Unity check staalspanningen en vervormingen in y-richting
– Fictieve hoge aardbevinglast geeft zwakke delen van de constructie weer in
staalspanningtoets en uitbuigingen
– Verbindingen (bv ankerverbinding betonkolom/staalkolom) handmatig toetsen
37
Ziekenhuizen en scholen

Ziekenhuizen belangrijke aspecten zijn hierbij, in relatie tot de veiligheid:
- Direct dode of gewonde patiënten of werknemers
- Schade aan, of instorten van het gebouw
- Schade of verlies aan equipment
- Verstoring van verplegen van patienten of andere ziekenhuisbezigheden
- Het verlies van een onmisbare voorziening, juist tijdens een calamiteit

Beoordelingscriteria:
– Belangrijkste de veiligheid
– Doorgang van het bedrijsproces
38
Waterkering en dijken

Indirecte effecten v/e aardbeving maar met kans die significant kan zijn, zie de
historie (de Veenhoop, Japan)

Uit RTV Noord:
24-sept-2014
39
Waterkering en dijken

Berekeningsmethodieken
40
Overige infrastructuur
41
 Voorbeeld de spoorrails:
Geavanceerde numerieke modellen
 Voorbeeld: analyse bezwijkvlakken gedurende aardbeving
 Simulatie o.b.v. WSE-rad met PGA = 4,7 m/s²
Verweking zandlaag wordt maatgevend
Paniek situaties

Behoeft geen betoog, wat kan de veiligheidsbranche hier in betekenen
- Opstellen van plannen;
- Begeleiding tijdens calamiteiten;
- Wat zelf ter tafel te brengen
42
Mogelijke Aanpak:

Oplossingsrichting Grontmij;

Oplossingen door branche veiligheid
43
Plan van Aanpak door Grontmij
44

Onderverdeling in type objecten

Eerste risico-inventarisatie (beoordeling van het object in relatie tot veiligheid)

Denk aan categorie slachtoffers, (CC1, 2, of 3) milieu en (economische) schade

Sociaal maatschappelijk belang

Prioritering, omdat alles niet snel te beoordelen is in 1 keer
Inventarisatie en kwalitatieve
beschouwing

Inventarisatie en kwalitatieve beschouwing:
- Inventariseren van bestaande gegevens
- Inventariseren van het gebouw, scheuren, aanwezige zettingen, corrosie
- Kwalitatief beoordelingsformulier invullen
- Overige aspecten meenemen op formulier

Uitspraak ahv kwalitatief beoordelingsformulier , conclusies:
- Aangeven of wordt voldaan en zo niet nader onderzoek (kwantitatief)
onderzoek, aanvinken wat van toepassing is. Dit is het uitgangspunt
voor de eventuele kwantitatieve beoordeling

Prioritering
45
Vervolg, de kwantitatieve
beoordeling






Kwantitatieve beoordeling op diverse aspecten:
Geotechnische onderzoek/seismisch
Start met eenvoudige beschouwingen en berekeningen
EEA berekening
Piping
Eindbeoordeling en prioritering vaststellen en richting geven aan
oplossingsmogelijkheden
46
Voorbeelden kwalitatieve
beoordeling






Kwalitatieve beoordeling op diverse aspecten:
Geotechnische onderzoek/seismisch
Start met eenvoudige beschouwingen en berekeningen
EEA berekening
Piping
Eindbeoordeling en prioritering vaststellen en richting geven aan
oplossingsmogelijkheden
47
Externe veiligheid
48
Wat zijn effecten van een aardbeving op de productieprocessen in relatie tot Externe
veiligheid?
 Uitvoeren Risico inventarisatie
 Uitvoeren van berekeningen voor industrie
(
met rekenprogramma Safeti –NL voor Bevi en BRZO inrichtingen)



Opstellen van verantwoordingsplicht (preventieve maatregelen en inzet van
hulpdiensten bij calamiteiten) conform Handreiking verantwoordingsplicht Groepsrisico)
Ingaan op mogelijke cumulaties als gevolg van aardbevingen
Actualiseren veiligheidsplan (VR of VBS) als onderdeel van BRZO audit
Oplossingen veiligheidsbranche
Discussies
49
Mogelijke oplossingen zijn gegeven en krijgen gestalte. De veiligheidsbranche,
wat, hoe en wanneer kan men hier iets in betekenen
Een paar voorbeelden, kenmerken en speerpunten:
- Het proactief handelen ter voorkoming van een calamiteit, participeren
in rampenplannen, crisisbeheersing etc.
- Het surveilleren op bedrijventerreinen en het herkennen van gevaarlijke situaties
- Het handelen en leidend optreden tijdens calamiteiten
 Wvttk / Discussie
Coffee break...
50
Thank you for your attention (for this part)!
Voor vragen en opmerkingen kunt u contact opnemen met:
Berthold Berger
Commercieel Manager Sustainable Building & Real Estate
Accountmanager Earthquakes
T + 31 651613089
E [email protected]