This is an HTML version of an attachment to the Official Information request 'Investigations into tidal barriers to reduce flooding'.
 
A TIDAL BARRIER TO PROTECT 
CHRISTCHURCH? A CONTROVERSIAL 
PROPOSITION  
 
Maclaren, S. (Storm Environmental Limited), Parsons, T. (Innovate Consulting 
Limited) (both representing Christchurch City Council) 
 
ABSTRACT (300 WORDS MAXIMUM) 
As  part  of  the  Land  Drainage  Recovery  Programme  the  Christchurch  City  Council 
undertook  a  pre-feasibility  study  of  a  tidal  barrier  across  the  entrance  of  the  Avon-
Heathcote Estuary. A barrier has been considered at this location for over 50 years. Its 
purpose  for  Christchurch  would  be  two-fold:  firstly  to  mitigate  fluvial  flood  risk  by 
artificially holding back the advancing tide during high flows from the Avon and Heathcote 
Rivers.  This  would  allow  the  rivers  to  drain  more  freely  into  the  estuary.  Secondly,  it 
would hold back exceptionally high tides to protect low lying land. 
In the face of increased flood risk as a result of the earthquake sequence, and impending 
climate change, it was considered pertinent to consider a tidal barrier. This paper briefly 
explains the tidal barrier design proposition while the major focus is on the Council and 
community reaction to the barrier proposal. 
The  study  concluded  that  a  barrier  is  technically  feasible.  It  would  cost  in  the  range  of 
$300 - $350M, with operations and maintenance ranging from $2 to $7M per year. This 
would protect a considerable area of public and private assets.  
 
Council  requested  commentary  from  its  key  stakeholders  on  the  proposition.  Strongly 
worded  responses  were  forthcoming  but  their  direction  was  mixed.  Some  stakeholders 
were highly opposed to a hard engineering solution and considered it represented a false 
security. There were widespread concerns about the perceived lack of consultation. The 
environmental  effects  were  raised,  but  paradoxically  so  were  the  concerns  that  the 
estuary  would  be  fundamentally  changed  through  sea  level  rise.  Several  responses 
suggested  a  city-wide  integrated  approach  to  flood  management  would  be  more 
pragmatic.   
 
The Council considered the proposal, feedback and alternatives and voted not to proceed 
with  a  full  feasibility  study.  The  paper  discusses  the  implications  for  other  Councils  in 
presenting engineering options to mitigate climate change.  
KEYWORDS  
Tidal  barrier,  climate  change,  stakeholder  engagement,  estuary,  feasibility 
study 

PRESENTER PROFILE 
Sylvia  Maclaren  is  an  independent  consultant  for  Storm  Environmental  Limited  and  is 
currently engaged as a project manager for the Land Drainage Recovery Programme at 
Christchurch City Council. She managed the execute phase of the tidal barrier project on 
behalf of the Council.   
2016 Stormwater Conference 


 
1  INTRODUCTION  
Christchurch  is  a  low-lying  city  adjacent  to  the  coastal  environment  and  is  therefore 
vulnerable  to  tidal  effects  on  its  drainage  systems.  The  geography  also  increases 
susceptibility to tidal flooding and the sea level rise associated with climate change. 
 
One  method  of  combating  both  challenges  is  the  construction  of  the  tidal  barrier.  In 
Christchurch,  the  logical  location  for  this  is  in  and  around  the  Avon-Heathcote  Estuary 
(Figures 1 & 2), which is the outflow from the two major urban river systems and could 
provide  a  substantial  area  for  flood  storage.  Such  a  barrier  would  conceptually  work  in 
Christchurch in two ways:  
 
1.  To  artificially  hold  back  the  advancing  tide,  which  would  permit  the  Avon  and 
Heathcote rivers to drain more freely into the estuary, which would provide flood 
storage; and 
 
2.  To  hold  back  exceptionally  high  tides,  such  as  spring  tides  or  storm  surges,  to 
protect low lying land adjacent to the estuary and river mouths. This would be of 
increasing importance with climate change. 
 
 
 
 
Figure 1 
Christchurch and the Avon-Heathcote Estuary, with the study area circled in red. Background 
map made available by Harriss (2016) at www.topomap.co.nz.  
 
 
2016 Stormwater Conference 



 
 
 
Figure 2: 
 Aerial photograph of the estuary mouth. Taken from GHD (2015) 
 
Conceptually, such a barrier would have gates that could close at low tide when required, 
for instance when a storm is forecast. Water levels on the sea side of the barrier would 
rise during high tide, whilst staying low in the estuary. Once tidal levels had receded, the 
gates  would  open  again  and  allow  estuarine  flows  to  pass.  This  could  continue  for  2-3 
cycles as required for the storm to cease (Figure 3).    
 
 
Figure 3:  
Effect of a tidal barrier at Bridge Street. Taken from GHD (2015) 
 
1.1 
PREVIOUS STUDIES 
A tidal barrier across the mouth of the Avon-Heathcote Estuary is not a novel concept for 
Christchurch;  it  has  been  considered  at  this  location  for  over  50  years.  The  earliest 
references are in a 1959 report prepared by French engineers recommending a series of 
hand-operated gates at Moncks Bay. Reference to this report is included a 1963 letter by 
2016 Stormwater Conference 

 
the Chief Engineer (Planning) of the Christchurch Drainage Board, which concluded that a 
barrier was economically favourable compared to other options (Scott, 1963). The report 
stated  that  it  will  be  necessary  in  the  future  to  build  a  barrier  to  protect  metropolitan 
Christchurch.   
This  was  followed  by  a  much  more  extensive  study  by  HR  Wallingford  (1970).  This 
included construction of two scale models to assess the potential for a barrier. This report 
again concluded that a barrier was necessary to protect Christchurch from flood damage. 
It also discovered that long closure times could cause sedimentation that may eventually 
complete block the estuary mouth.  
More recently, an economic analysis of flood risk by Harris (2003) identified a tidal barrier 
as a potential mitigation option in the face of sea level rise. This report estimated a cost 
of  $25  million  for  a  barrier,  and  highlighted  the  difficulty  of  consenting  such  a  project 
under  the  Resource  Management  Act.  It  suggested  economic  benefits  would  be  in  the 
order of $3.9 million, therefore less than the build cost in the current day scenario, but 
that construction may be economic if delayed by 50 years. 
Finally, the GHD (2013) River and Tidal Flood Protection project considered a tidal barrier 
as  a  potential  mitigation  option,  while  stating  that  international  expertise  would  be 
required, as well as a detailed environmental impact assessment.   
1.2 
COMMISIONING 
The  idea  was  again  considered  in  2015  by  the  Horizontal  Infrastructure  Governance 
Group  (HIGG),  comprising  Christchurch  City  Council  (CCC),  the  Canterbury  Earthquake 
Recovery  Authority  (CERA)  and  the  New  Zealand  Transport  Agency  (NZTA).  The  HIGG 
was  developed  to  formalise  the  management  and  governance  arrangements  outlined  in 
the earthquake recovery's cost sharing arrangements (CERA, 2015).  
The  vehicle  for  delivery  of  the  project  was  the  Land  Drainage  Recovery  Programme 
(LDRP).  Under  this  programme  the  tidal  barrier  project  was  just  one  of  the  106  other 
investigation  projects  to  address  increased  flood  risk  across  Christchurch  as  a  result  of 
the Canterbury Earthquake Sequence (CCC, 2015a). 
A  full  feasibility  study  was  initially  requested,  and  this  appeared  in  the  Council's  draft 
Long  Term  Plan  (LTP)  with  a  two  million  dollar  allocation.  This  price  was  in  recognition 
that  the  engineering  investigation  would  have  to  include  the  complex  spit  morphology 
and  geotechnical  constraints,  tidal,  storm  surge  and  estuarine  discharge  ranges,  and 
consideration  of  sea  level  rise.  There  was  also  potential  for  significant  community, 
environmental and social constraints, including requirements for navigation and allowance 
for the ecological significance of the estuary as a unique habitat for migratory birds. Each 
of  these  elements  would  require  an  in-depth  study,  and  for  some,  fieldwork  spanning 
multiple seasons. 
This full feasibility study did not eventuate. At the initial stage it was decided to progress 
with  a  pre-feasibility  study,  which  would  focus  on  the  engineering  feasibility  alone.  The 
purpose of the pre-feasibility study was to understand whether a tidal barrier was worthy 
of further consideration and if the Council would be justified in conducting a full feasibility 
assessment.  This  would  be  a  much  cheaper  option  and  would  provide  sufficient  insight 
into whether a barrier could be built; not whether it should be built. The naming of this 
stage as pre-feasibility, and the manner of its commissioning had important implications 
for  the  report's  support  through  the  Council's  democratic  procedures  and  community 
consultation, as discussed below.    
2016 Stormwater Conference 

 
1.3 
FEASIBILITY STUDY OUTCOMES 
The study was received in final draft by CCC in July 2015. Using hydraulic modelling and 
analysis of the geotechnical and morphological constraints the report stated that a tidal 
barrier  is  technically  feasible  to  construct  and  would  function  to  reduce  flood  risk  to  a 
level  comparable  to  alternatives.  It  would  be  within  the  capabilities  of  New  Zealand 
contractors at a build cost in the range of $300 - $350M with operations and maintenance 
a further $2 - $7M per year.  
 
The  report  recommended,  for  the  purposes  of  feasibility,  that  lifting  gates  would  be 
preferable. This is because they are simple, robust, and able to handle the shifting sands 
of  the  spit  morphology.  It  also  recommended  that  the  barrier  would  be  located  at 
Redcliffs, rather than further towards the estuary mouth at Shag Rock. 
 
Modelling  indicated  that  a  tidal  barrier  would  also  not  remove  the  need  for  some 
additional defences, including stopbanks along the Avon River. The likely costs of these 
combined  with  a  barrier  in  the  present  day  scenario  are  more  expensive  than  the  one 
potential  alternative  they  were  costed  against,  being  a  mix  of  stop  banking  and  house 
raising (Table 1). Other alternatives were not assessed for the purposes of this project.  
 
Table 1: 
Summary of the capital costs to address earthquake exacerbated flooding and with and without 
a tidal barrier, in today's climate and with one metre sea level rise 
Present day climate 
1m sea level rise 
Stop banks / house 
Tidal barrier and  Stop banks / house 
Tidal barrier 
raising solution 
stopbanks 
raising solution 
and stopbanks 
$211M 
$430M 
$571M 
$545M 
 
However,  a  tidal  barrier  could  be  more  cost  effective  in  the  long  term  as  sea  level  rise 
eventuates. The pre-feasibility study only considered two climate scenarios, the present 
day  scenario  and  1m  sea  level  rise  scenario.  It  did  not  determine  if  there  is  an 
intermediate  point  between  these  scenarios  whereby  a  tidal  barrier  becomes  cost 
effective. 
 
In  addition,  the  barrier  would  only  be  used  on  2-3  occasions  in  an average year in the 
current climate scenario. However, as sea level rises this would gradually increase. This 
would give future operators the following choices:  
 
  Increase  the  number  of  closures,  until  with  one  metre  sea  level  rise  this  would 
adjust  to  require  the  gates  to  be  closed  on  nearly  every  tidal  cycle.  This  would 
result  in  more  substantial  environmental  effects.  However,  in  that  scenario  the 
estuary environment itself would be greatly altered so this may be tolerable;  
 
  Increase  stopbank  height  and  horizontal  length,  which  will  increase  the  total 
project cost; or  
 
  Acceptance of additional risk by the community over time. This may be acceptable 
as more building stock is replaced with finished floor levels above flood level.  
 
The GHD report also provided visualisations of a potential barrier, with indications it could 
be  used  as  a  footbridge  and  cycleway  to  provide  day-to-day  and  emergency  egress 
2016 Stormwater Conference 


 
between Southshore and Redcliffs (Figure 4). These were a key resource for community 
consultation.  
 
 
Figure 4: 
Visualisation of the tidal barrier. Taken from GHD (2015) 
 
1.4 
PEER REVIEW 
Given the political ramifications of the report, two independent peer reviews were sought 
from Jacobs New Zealand Ltd and Beca Ltd, as follows. 
 
1.4.1 
PEER REVIEW OF REPORT CONTENT 
The  primary  peer  review  was  undertaken  by  Jacobs  New  Zealand  Limited  (2015),  used 
international experience in tidal studies to review the engineering and strategic elements 
of the report. In general the peer review agreed that the barrier concept would work. It 
also highlighted that other barriers, such as that across the Thames Estuary in England, 
have  been  installed  successfully  in  sensitive  areas.  It  identified  a  number  of  additional 
items a full options appraisal should include. 
Jacobs also included an example of a conceptual adaptation strategy using a barrier and 
stopbanks (Figure 5). This includes consideration of when a barrier might be appropriate 
to  build  and  although  it  is  not  an  analytical  study  into  the  options  does  illustrate  the 
potential option of investim capital investment of this size over time.   
2016 Stormwater Conference 


 
 
Figure 5: 
Adaptation strategy. Taken from Jacobs (2015) 
In  generally  the  peer  review  commented  that  although  the  report  was  correct  and  the 
proposed  barrier  was  technically  feasible,  it  concluded  that  now  may  not  be  the 
appropriate time to build it. It also proposed that a city-wide flood management strategy 
would  provide  greater  insight  into  appropriate  flood  management  options  than  a  full 
feasibility  study  on  a  tidal  barrier  alone.  This  would  include  an  assessment  of  all  the 
possible engineering and non-engineering options. This could include a tidal barrier at a 
high level without the additional information provided by a full feasibility study. 
 
1.4.2 
PEER REVIEW OF COST ESTIMATING 
A  second  peer  review,  by  Beca  Limited  (2015),  was  solely  on  the  cost  elements  of  the 
work. This concluded a cost of $300-350M was likely, excluding funding risk. The review 
identified several other areas of cost risk, and recommended including escalation costs to 
cover the long construction period and an increase in contingency from 25 to 30%.   
1.5 
PRESENTATION TO COUNCILLORS 
The  final  study  was  completed  in  July  2015  and  tabled  at  the  Infrastructure,  Transport 
and  Environment  (ITE)  Committee  in  August  2015.  The  report and minutes were made 
publically available online on the same day (CCC, 2015b). The ITE were concerned with 
the  lack  of  public  engagement  around  the  study.  Therefore,  the  resulting  decision  was 
that: 
 
"the Council seek input from CERA, ECan, Ngai Tahu and the Avon Ihutai Estuary 
Trust  and  the  Christchurch  Estuary  Association  as  partners  and  stakeholders  on 
the technical report and its implications

2016 Stormwater Conference 

 
 
Consultation had not been a core part of the study due the speed of its commissioning 
and  its  status  as  'pre-feasibility'.  The  ITE  also  requested  'that  the recommendations be 
reported  back  to  the  next  Infrastructure,  Transport  and  Environment  Committee 
meeting',  which  meant  a  short  timeframe  to  gather  feedback  on  such  a  potentially 
controversial project.  
 
1.6 
CONSULTATION 
Previous  external  communications  during  the  preparation  of  the  report  had  included 
workshops with ECan for early evaluation and issues identification, information sessions 
with  Te  Ngāi  Tūāhuriri  Rūnanga  and  the  Avon-Heathcote  Ihutai  Estuary  Trust,  and  a 
memorandum  in  July  2015  to  the  Hagley-Ferrymead  and  Burwood-Pegasus  Community 
Boards informing them of the study. CERA was updated with copies of the draft and final 
report  as  they  were  received.  Feedback  was  also  received  through  the  Long  Term  Plan 
(LTP) process. 
In response to the ITE Committee's recommendations the Mayor's office prepared a letter 
to seek input from the nominated stakeholders. This letter stated Council staff would be 
in  touch  to  arrange  meetings  with  representatives  of  each  organisation  to  discuss  the 
study and receive feedback. This included the following organisations: 
•  CERA 
•  Environment Canterbury 
•  Christchurch Estuary Association 
•  Avon-Heathcote Ihutai Trust 
•  Ngāi Tahu 
LDRP  staff  organized  meetings  with  each  party  and  all  also  responded  with  written 
responses. As a result of these meetings unsolicited feedback was also received from the 
following: 
•  Avon- Ōtākaro Network 
•  Southshore Residents Association 
•  North Canterbury branch of Forest and Bird 
A meeting was also held with the Hagley/Ferrymead Community Board. 
Strongly worded responses were received but their direction was mixed with proponents 
for, against and neutral towards progression to a full feasibility study on a tidal barrier. 
Some  stakeholders  were  highly  opposed  a  hard  engineering  solution  and  considered  it 
represented a false security. The environmental effects were raised as a major concern, 
but paradoxically so were the concerns that the estuary would be fundamentally changed 
through sea level rise.  
Several  responses  suggested  a  city-wide  integrated  approach  to  flood  management 
would  be  more  pragmatic. Collaborative  approaches  between  Council  and  Crown  were 
suggested,  and  further  assessment  to  tease  out  all  other  potential  flood  mitigation 
2016 Stormwater Conference 

 
options, be they engineering or planning alternatives. The respondents wanted long-term 
and  sustainable  outcomes  and  it  was  felt  that  pursuing  just  this  one  option  was  too 
reactive.  
Generally,  there  was  a  level  of  concern  that  earlier  and  more  in-depth  consultation  did 
not occur.  
1.7 
PROJECT OUTCOME  
Once key stakeholder feedback had been recieved staff once again presented to the ITE 
committee,  this  time  in  October  2015  (CCC,  2015c).  This  paper  sought  a 
recommendation from Council as to whether to proceed to a full feasibility study for the 
tidal barrier. Based on the consultation and the advice from the consulting engineers, the 
staff recommendation was not to proceed to full feasibility.  
The  project  outcome  was  that  the  CCC  Councillors  voted  on  29  October  that  a  full 
feasibility study on a tidal barrier did not proceed, noting the feedback from a range of 
organisations that did not support the full feasibility study (CCC, 2015d). 
Councilors did resolve that the information in the pre-feasibility report on a tidal barrier 
be considered as one of the engineering options for flood protection in the development 
of the Council's Three Waters Strategy, and that the Council continue to work closely with 
CERA  on  the  options  for  flood  plain  management  as  part  of  the  technical  work  on  the 
future use of the Residential Red Zone. Therefore, the work involved in the pre-feasibility 
development will continue to be used, if not to be the basis for further investigations into 
the barrier. 
2  DISCUSSION 
The focus of this paper is not the hydraulic modelling or technical engineering involved in 
the pre-feasibility study. It is focussed on the process by which the study arose and how 
it was determined whether or not to proceed with a barrier, which provides an interesting 
insight for future flood risk mitigation opportunities in other areas.  
Christchurch is in many ways a climate change front runner, through the land subsidence 
as  a  result  of  the  Canterbury  Earthquake  Sequence  that  caused  the  city  to  effectively 
suffer  many  years'  worth  of  climate  change  overnight.  Therefore,  the  decision  making 
processes  in  Christchurch  are  likely  to  be  an  indicator  of  those  that  could  follow  across 
the rest of New Zealand. 
Commentary from the consultation submissions proposed a city-wide flood management 
strategy would provide a better option. There was the feeling that a full feasibility study 
would be premature, and that all options had not been considered. This show of interest 
in  a  considered,  wide-ranging  study  was  not  necessarily  expected  and  highlighted  the 
depth  of  concern  and  understanding  within  the  key  stakeholder  groups.  Previous 
consultation may easily have led the authors to predict that at least some segments of 
the  population  would  embrace  a  'quick-fix'  option  without  the  expense  and  time  of  a 
comprehensive review of all the available options.    
In  general  it  reflected  the  unwillingness  of  the  community  to  commit  to  an  expensive 
project  before  the  true  effects  of  climate  change  are  felt,  or  at  least,  very  well 
understood.   
2016 Stormwater Conference 

 
It  was  also  interesting  that  once  key  stakeholder  engagement commenced there was a 
great deal of discomfort amongst respondents that consultation did not begin earlier. This 
was by no way a deliberate act by the project team, as the manner of commissioning and 
the  nature  of  the  project  meant  that  it  was  felt  consultation  was  not  warranted  until 
sufficient  details  of  the  project's  potential  were  known.  However,  it  demonstrates  how 
strongly  the  community  feels  about  the  potential  effects  of  climate  change,  and  the 
growing  desire  for  an  increased  level  of  discourse  between  local  authorities  and  other 
organisations in regards to flood risk planning.  
3  CONCLUSIONS  
The  Tidal  Barrier  Pre-Feasibility  Study  project  was  an  interesting  and  engaging 
engineering exercise. It has been considered for many decades as a potential mitigation 
option for some of Christchurch's draining and flood issues. However, although it proved 
to be a feasible option, it is an expensive one. Although it may have been anticipated that 
residents  may  wish  for  an  engineering  response  to  the  problem,  in  fact  the  general 
opinion was that wider discussion and a more strategic approach were preferred, even if 
this  were  to  take  a  longer  time.  Therefore,  this  project  has  provided  some  thought-
provoking  outcomes  for  the  wider  audience  in  decision  making  around  flood  risk  and 
climate change. 
It still may be that a tidal barrier could be considered at some later point in the century 
once  the  effects  of  sea  level  rise  are  clearer.  However,  the  community  and  elected 
members of Council have made it quite clear that this point is not now.  
ACKNOWLEDGEMENTS 
The authors would like to acknowledge the hard work of the GHD team to deliver the tidal 
barrier  project  in  tight  timeframes,  as  well  as  Jacobs  Ltd  and  Beca  Ltd  for  their  peer 
review  inputs.  They  would  also  like  to  acknowledge  the  Council  staff,  including  Sarah 
Kelly as communications advisor, Keith Davison as Unit Manager, and the Land Drainage 
Recovery Programme team staff who contributed to the delivery.   
REFERENCES 
Beca Limited. (2015) 'Christchurch Tidal Barrier Cost Estimate Peer Review' Available 
from: http://cera.govt.nz/sites/default/files/common/independent-assessment-of-
horizontal-rebuild-work-and-costs-april-2015.pdf 
Christchurch City Council (CCC). (2015a) 'Land Drainage Recovery Programme Summary 
Report' Available from: http://www.ccc.govt.nz/services/stormwater-and-
drainage/stormwater-projects/reports/ 
Christchurch City Council (CCC). (2015b) 'ITE 6 August 2015 Confirmed Minutes' 
Available from: 
http://resources.ccc.govt.nz/files/TheCouncil/meetingsminutes/agendas/2015/Aug
ust/ITE6August2015ConfirmedMinutes.pdf 
Christchurch City Council (CCC). (2015c) 'ITE 8 October 2015 Confirmed Minutes' 
Available from: http://www.ccc.govt.nz/assets/Documents/The-Council/Meetings-
Agendas-Minutes/minutes/2015/October/Minutes-ITE-8-October-2015.pdf 
Christchurch City Council (CCC). (2015d) 'Council 29 October 2015 Open Minutes' 
Available from: http://www.ccc.govt.nz/assets/Documents/The-Council/Meetings-
2016 Stormwater Conference 

 
Agendas-Minutes/agendas/2015/October/Council-29-October-2015-Open-
Minutes.PDF 
Canterbury Earthquake Recovery Agency (CERA). (2015) 'Independent Assessment of 
Horizontal Rebuild Work and Costs' Available from: 
htp://cera.govt.nz/sites/default/files/common/independent-assessment-of-
horizontal-rebuild-work-and-costs-april-2015.pdf 
GHD Limited. (2013). 'Investigations into the River and Tidal Flood Protection needs in 
Christchurch Estuary and Sumner Stage 1' Produced for Christchurch City Council, 
Christchurch. 
GHD Limited. (2015) 'Avon-Heathcote Tidal Barrier Pre-Feasibility Study' Available from: 
http://www.ccc.govt.nz/environment/water/flooding/council-and-technical-reports/ 
Harris, S. (2013) 'Climate Change Case Study: Assessment of the impacts of sea level 
rise on floodplain management planning for the Avon river' Prepared for the NZ 
Climate Change Office, Wellington.  
HR Wallingford. (1970) 'Christchurch, New Zealand: Model studies of flood alleviation' 
Hydraulics Research Station, Berkshire, Wallingford. 
Jacobs Limited. (2015) 'Avon Heathcote Tidal Barrier Pre-Feasibility Study - Review of 
Final Report' Available from: 
http://www.ccc.govt.nz/environment/water/flooding/council-and-technical-reports/  
Scott, EF. (1963) Economic Report on the Estuary of the Avon and Heathcote Rivers and 
it Effects the Land Drainage Problem of Christchurch, Christchurch Drainage Board, 
Christchurch. 
 
 
2016 Stormwater Conference