2021-04b. D21.248110 Rapport van Expload explosievenadviseurs Rapportage vooroeverbestorting

Rapport Zeeland Vooroeverbestortingen 3.0 Locatie Wemeldinge-Oost Projectgebonden Risicoanalyse Conventionele Explosieven Kenmerk Datum

: RAP0017353-WO-1.3 : 26/4/18

Postbus 85 . 4100 AB Culemborg . +31 (0) 345 778990 . info@expload.nl . www.expload.nl . IBAN: NL09ABNA0451910109 . BIC: ABNANL2A KvK 54955890 . BTW nr: NL851505971B01 . Algemene voorwaarden DNR 2011 . Expload is een handelsnaam van Expload B.V.

ALGEMENE GEGEVENS: Project Expload Projectnummer Projectnaam

: 170352000 : Zeeland- Vooroeverbestortingen 3.0 PRA

Opdrachtgever Naam Bezoekadres Postcode

: Rijkswaterstaat Zeeland : Poelendaelesingel 18 : 4435 JA MIDDELBURG

Postadres Postcode

: Postbus 556 : 3000 AN ROTTERDAM

Contactpersoon Telefoon

: Mevr. J. Prince : 0800-8002 / 06-53185671

Opdrachtnemer Naam Bezoekadres Postcode

: Expload : Irene Vorrinkstraat 29, : 4105 JA CULEMBORG

Postadres Postcode

: Postbus 85 : 4100 AB CULEMBORG

Contactpersoon Telefoon

: Dhr. M. Ribbens (Menno) : 0345-778990 / 06-16609942

Verzendlijst Opdrachtgever Archief Expload

Bron foto voorblad: www.rijkswaterstaat.nl/water/plannen_en_projecten/vaarwegen/oosterschelde/vooroeververdediging

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 2 van 63

INHOUDSOPGAVE: 1

INLEIDING ............................................................................................................................................ 5 1.1 1.2

1.3 1.4

1.5

2

HISTORISCH DIEPTEPUNT EN UITGANGSPUNTEN 3D MODELLEREN VAN DE BOVENGRENS VAN HET VERDACHT GEBIED

17 18

AFMETINGEN EN EXPLOSIEVE LADING VAN TE VERWACHTEN CE OP STORTLOCATIE WEMELDINGE-OOST. INVLOEDSFACTOREN UITWERKINGSFACTOREN 4.3.1 BRISANTIE EN SCHERFWERKING 4.3.2 SCHOKGOLFWERKING 4.3.3 GASDRUK / LUCHTDRUK 4.3.4 HITTE EN BRAND

19 20 21 21 23 23 27

ADVIES .............................................................................................................................................. 28 5.1

5.2 5.3 5.4

5.5

6

9 9 10 11 13 14

RISICO’S VAN EEN ONGECONTROLEERDE EXPLOSIE VAN EEN CE ..................................................................... 19 4.1 4.2 4.3

5

GEOGRAFIE BODEMOPBOUW BODEMHOOGTE, WATERDIEPTE EN TOE TE PASSEN MATERIALEN MOGELIJK AANWEZIGE CE MOGELIJKE AANWEZIGHEID VAN ZEEMIJNEN RISICO’S VAN ZEEMIJNEN

INVLOED VAN NAOORLOGSE WIJZIGINGEN WATERBODEM ............................................................................ 17 3.1 3.2

4

5 6 6 6 7 7 8 8 8 8

KENMERKEN ONDERZOEKSGEBIED PRA ...................................................................................................... 9 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

3

PROBLEEMSTELLING RELEVANTE WET- EN REGELGEVING 1.2.1 ARBOWET 1.2.2 VOORONDERZOEK 1.2.3 PROJECTGEBONDEN RISICOANALYSE ALGEMENE WERKWIJZE PRA OPDRACHT EN UITGANGSPUNTEN 1.4.1 OPDRACHT 1.4.2 UITGANGSPUNTEN DOELSTELLING EN ONDERZOEKSVRAGEN

RISICOZONE 5.1.1 INDRINGINGSDIEPTE STORTSTENEN IN HET STORTVAK WEMELDINGE-OOST 5.1.2 DIKTE ONVERDACHTE LAGEN BEHEERSMAATREGELEN OPSPOREN EN VERWIJDEREN VAN CE DETECTIETECHNIEK 5.4.1 PASSIEVE METAALDETECTIE 5.4.2 ACTIEVE METAALDETECTIE 5.4.3 PARAMETRISCH ECHOLOOD DETECTIE ADVIES

28 28 30 31 32 32 33 34 35 35

ANTWOORDEN OP ONDERZOEKSVRAGEN .................................................................................................. 36

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 3 van 63

7

BIJLAGEN ........................................................................................................................................... 39 7.1 7.2 7.3

7.4

BIJLAGE 1 : PROCESSCHEMA OCE BIJLAGE 2 : KAART MET OPSPORINGSGEBIEDEN BIJLAGE 3 : RESULTATEN ONDERZOEK ZEEMIJNEN 7.3.1 ALGEMEEN 7.3.2 SOORTEN ZEEMIJNEN EN ONTSTEKINGSINRICHTINGEN 7.3.3 ENGELSE EN NEDERLANDSE ZEEMIJNEN UIT WO-I 7.3.4 ENGELSE ZEEMIJNEN UIT WO-II 7.3.5 DUITSE ZEEMIJNEN UIT WO-II 7.3.6 HET RUIMEN VAN ZEEMIJNEN BIJLAGE 4 : RAPPORT DELTARES

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

40 41 42 42 42 46 48 51 58 63

Pagina 4 van 63

1

INLEIDING

1.1

PROBLEEMSTELLING

In de Oosterschelde verandert de ligging van geulen en platen continu, mede als gevolg van menselijk handelen zoals het baggeren van scheepvaartgeulen en de aanleg van dammen. Rijkswaterstaat houdt de ontwikkelingen in de waterbodem nauwgezet in de gaten om verschuivingen van waterkeringen te voorkomen en zo de veiligheid tegen overstromingen te borgen. Op de locatie Wemeldinge-Oost in de Oosterschelde is tijdens toetsingen in de jaren 2006 en 2011 geconstateerd dat de vooroever onvoldoende veiligheid biedt tegen overstromingen. De helling van de vooroever is te steil en dient afgedekt te worden met een laag staalslakken. Deze vooroeverbestorting zal worden uitgevoerd door Rijkswaterstaat als onderdeel van het project Vooroeververdedigingen 3.0. De verdediging van de oever zal worden opgebouwd vanaf de geulbodem in de stromingszone middels zijsteenstorters waarmee grote hoeveelheden staalslakken gedoseerd over de rand van het schip worden geschoven. Kraanschepen of kraanpontons worden ingezet op plaatsen waar het materiaal nauwkeuriger moet worden geplaatst. In de voorbereidingsfase van het project is een historisch vooronderzoek Conventionele Explosieven uit de Tweede Wereldoorlog (CE) uitgevoerd waaruit blijkt dat mogelijk CE aanwezig zijn in de waterbodem van de Wemeldinge-Oost als gevolg van bombardementen en het leggen van zeemijnen.

De mogelijk aanwezige CE kunnen in theorie in direct contact komen met staalslakken die worden gestort tijdens het aanbrengen van de vooroeververdediging. Dit kan een schokgolf/trilling veroorzaken die via het lichaam van het CE doorzet in de ontsteker of een mechanische belasting van de springstof 1 in het lichaam veroorzaakt. Deze effecten kunnen mogelijk leiden tot een ongecontroleerde explosie c.q. detonatie van het CE. De uitwerkingsverschijnselen (met name scherfwerking en luchtdruk) vormen een gevaar voor het betrokken personeel en omstanders op de oever of in het water. Deze invloed op de Arbo en openbare veiligheid maakt het noodzakelijk om verantwoord om te gaan met dit risico. Het aantreffen van een CE tijdens de uitvoering van de werkzaamheden is bovendien een financieel projectrisico. Het leidt tot stagnatie en daarmee gepaarde kostenverhogingen.

1

Overdrachts- en/of inleilading.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 5 van 63

1.2 1.2.1

RELEVANTE WET- EN REGELGEVING Arbowet

De Arbeidsomstandighedenwet (Arbowet) bevat regels voor werkgevers en werknemers om de gezondheid, de veiligheid en het welzijn van werknemers en zelfstandige ondernemers te bevorderen. Doel is om ongevallen en ziekten te voorkomen die door het werk kunnen worden veroorzaakt. De Arbowet is een kaderwet, d.w.z. dat het algemene bepalingen en richtlijnen bevat. Vanaf 1994 geldt vanuit de Arbowet de verplichting voor opdrachtgevers van werkzaamheden, om een risico-inventarisatie en -evaluatie (RI&E ontwerpfase) uit te voeren in de voorbereidingsfase van een project. Doel van de wetgever is vaststellen of er tijdens de uitvoeringsfase van een project risico´s kunnen optreden en zo ja, hoe deze risico’s kunnen worden weggenomen of naar een aanvaardbaar veiligheidsniveau kunnen worden teruggebracht door het treffen van beheersmaatregelen. De belangrijkste regelgeving met betrekking tot CE volgt uit artikel 4.10 van het Arbobesluit 2 : de zogenaamde Beoordelingsrichtlijn Opsporen Conventionele Explosieven (BRL-OCE). Dit besluit trad op 31 december 2006 in werking 3 . In de BRL-OCE werden proceseisen gesteld aan het opsporen van conventionele explosieven (OCE).

OCE omvat het geheel van organisatie en uitvoering van detecteren, lokaliseren, interpreteren, laagsgewijs ontgraven, identificeren van de vermoede explosieven, tijdelijk veiligstellen van de situatie, overdracht aan de EODD en het proces-verbaal van oplevering. Dit alles binnen het opsporingsgebied. De BRL-OCE is vanaf 1 juli 2012 vervangen door het Werkveld Specifiek Certificatie Schema OCE (WSCSOCE). Het volledige WSCS-OCE, met daarin alle wet- en regelgeving, is te downloaden op de website van de Vereniging voor Explosieven Opsporing (VEO).4 Het proces OCE conform de vigerende wet- en regelgeving is door Expload gevisualiseerd in het processchema in bijlage 1. Het vormt de leidraad voor dit onderzoek. 1.2.2

Vooronderzoek

Om in de RI&E te kunnen bepalen of er sprake is van risico’s als gevolg van mogelijk aanwezige CE in het projectgebied, moet een vooronderzoek worden uitgevoerd. Het vooronderzoek heeft tot doel om door middel van inventariseren en analyseren van historisch bronnenmateriaal (indicaties en contra-indicaties voor de mogelijke aanwezigheid van CE) te bepalen, waar binnen het gebied rekening moet worden gehouden met de mogelijke aanwezigheid van CE in of op de (water)bodem. Volgens artikel 4.10 van het Arbobesluit geldt geen certificatieplicht voor het uitvoeren van een vooronderzoek. Het in hoofdstuk 1.2.1 genoemde WSCS-OCE bevat richtlijnen voor de inventarisatie en beoordeling van bronnenmateriaal. Indien er sprake is van een feitelijk aantoonbaar verhoogde kans op aanwezigheid van CE, wordt beoordeeld of bepaalde gebieden binnen het onderzoeksgebied hierdoor moeten worden aangemerkt als verdacht gebied. Resterende gebieden worden als onverdacht aangemerkt.

2

Staatsblad 2006, nummer 142 Staatsblad 2006, nummer 715 4 http://www.explosievenopsporing.nl/downloads/ 3

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 6 van 63

De uitspraak onverdacht betekent overigens niet dat in het betreffende gebied geen CE kunnen worden aangetroffen, maar dat de mogelijke aanwezigheid niet kan worden onderbouwd met feitenmateriaal. Het vooronderzoek leidt tot waarschijnlijkheidsuitspraken op basis van een historische bewijslast; meer zekerheid omtrent de mogelijke aanwezigheid van CE kan worden verkregen middels een detectieonderzoek voorafgaand aan de uitvoering van het de uit te voeren werkzaamheden. 1.2.3

Projectgebonden risicoanalyse

Een RI&E in relatie tot mogelijk aanwezige CE wordt uitgevoerd in een projectgebonden risicoanalyse (PRA). Het eindresultaat van het vooronderzoek is een gedeeltelijke maar belangrijke input voor de PRA. In het vooronderzoek zijn de verdachte gebieden gedefinieerd en is de soort, subsoort en de verschijningsvorm (en) van de vermoedelijk aanwezige CE bepaald. In een PRA wordt bekeken welke activiteiten binnen de verdachte gebieden worden uitgevoerd. Er wordt beoordeeld welke effecten deze activiteiten kunnen veroorzaken en of deze onaanvaardbare invloed kunnen uitoefenen op de mogelijk aanwezige CE, waardoor deze ongecontroleerd tot uitwerking kunnen komen. Indien in de PRA wordt vastgesteld dat er risico’s door mogelijk achtergebleven CE zijn, zal worden aangegeven met welke beheersmaatregelen deze risico’s kunnen worden voorkomen. De PRA wordt opgesteld met de genoemde input uit het vooronderzoek en met omschrijvingen en tekeningen van uit te voeren projectwerkzaamheden. In het vooronderzoek dienen de soort, subsoort en verschijningsvorm(en) van vermoedelijk aanwezige CE bepaald te zij, om te kunnen bepalen welke effecten een ongecontroleerde uitwerking van een CE kunnen hebben. Soms worden de details over de CE in de PRA uitgewerkt als blijkt dat de benodigde specificatie in het vooronderzoek ontbreekt.

Indien beheersmaatregelen in de vorm van opsporing van CE noodzakelijk zijn, kan in de PRA tevens worden bepaald hoe de veiligheid met minimale opsporingskosten kan worden geborgd.

1.3

ALGEMENE WERKWIJZE PRA

De PRA begint met een definitieve afbakening van het verdachte gebied in horizontale en (zo mogelijk) verticale dimensies. Hierbij worden naoorlogse activiteiten in het projectgebied meegenomen als contra-indicaties van CE, want bij naoorlogse (water)bodemroerende werkzaamheden en maaiveldhoogtewijzigingen bestaat de mogelijkheid dat CE zijn verwijderd uit (delen van) het primair aangemerkte verdachte gebied. Tijdens de analyse wordt nadrukkelijk gekeken óf bij het naoorlogs grondverzet wel of geen CE zijn aangetroffen. Waar nodig worden vervolgens berekeningen gemaakt om de maximale indringingsdiepte van CE vast te stellen aan de hand van locatiespecifieke geotechnische gegevens als sondeercurves. In de berekening worden CE-specifieke factoren als gewicht, diameter, snelheid en invalshoek meegenomen. Vervolgens wordt geïnventariseerd welke processtappen van de voorgenomen (water)bodemroerende werkzaamheden een invloed kunnen uitoefenen op de werking van mogelijk aanwezige CE in het projectgebied. 5 Voor deze processtappen wordt vervolgens bepaald of er wel of niet sprake is van een aanvaardbaar risico.

5

Een invloed op de werking van mogelijk aanwezige CE kan optreden in zowel de voorbereidingsfase als in de uitvoeringsfase van het project. Bijvoorbeeld geotechnisch onderzoek respectievelijk het vergraven van grond.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 7 van 63

Om onaanvaardbare risico’s te voorkomen worden tenslotte beheersmaatregelen voorgesteld. In sommige gevallen zal opsporing van CE nodig zijn voordat de voorgenomen werkzaamheden veilig en verantwoord uitgevoerd kunnen worden. In andere gevallen kan het wijzigen van het plan, het aanpassen van een werkmethode of de inzet van extra beveiligd materieel een uitkomst bieden.

1.4

OPDRACHT EN UITGANGSPUNTEN

1.4.1

Opdracht

Het is belangrijk om inzicht te krijgen in een veilige en verantwoorde uitvoering van de vooroeverbestortingen in het kader van mogelijk aanwezige CE voor de hierna genoemde belanghebbenden: Rijkswaterstaat als opdrachtgever, de gemeente Kapelle als bevoegd gezag en aannemer(s) als uitvoerende partij(en). Rijkswaterstaat heeft Expload daarom opdracht verleend om een PRA uit te voeren. Op basis van het rapport PRA kunnen de belanghebbenden weloverwogen besluiten welke beheersmaatregelen genomen moeten worden om de voorgenomen werkzaamheden veilig te kunnen uitvoeren. 1.4.2

Uitgangspunten

Bij de opdrachtverstrekking is aangegeven dat tijdens de vooroeverbestortingen geen ontgraving van de waterbodem zal plaatsvinden en het gebruik van spudpalen niet is toegestaan. Indien deze uitgangspunten wijzigen, dienen de specifieke risico´s alsnog uitgewerkt te worden. Het niet toestaan van het gebruik van spudpalen is in het rapport nogmaals aangehaald als beheersmaatregel ter voorkoming van het risico dat de spudpaal een (ontsteker van een) CE dusdanig deformeert dat deze daardoor ongecontroleerd tot werking kan komen.

1.5

DOELSTELLING EN ONDERZOEKSVRAGEN

De doelstelling van de PRA is het aanleveren van een risicoanalyse inclusief een advies voor de vervolgwerkzaamheden. Het advies geeft antwoord op de volgende onderzoeksvragen: A. Welke delen van het projectgebied dienen conform de richtlijnen vervat in het WSCS-OCE als verdacht te worden gekenmerkt? B. Welke typen en hoeveelheden CE kunnen aanwezig zijn? C. Is het mogelijk het verdacht gebied in te perken door naoorlogse wijzigingen in de waterbodem inzichtelijk te maken? D. Wat zijn de definitieve horizontale en verticale dimensies van het verdacht gebied? E. Welke risico’s kunnen ontstaan door de mogelijke aanwezigheid van CE? F. Welke beheersmaatregelen, met uitzondering van opsporing, zijn mogelijk om de werkzaamheden met betrekking tot de vooroeverbestortingen veilig en verantwoord te kunnen uitvoeren? G. Welke zones vereisen alsnog een nader (detectie)onderzoek voordat de voorgenomen werkzaamheden veilig en verantwoord kunnen worden uitgevoerd?

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 8 van 63

2

KENMERKEN ONDERZOEKSGEBIED PRA

2.1

GEOGRAFIE

Het onderzoeksgebied betreft het werkgebied in Wemeldinge-Oost waarbinnen het stortvak is gelegen (zie figuur 1). In het stortvak is voortschrijdende erosie van de vooroever vastgesteld. Binnen het stortvak zal Rijkswaterstaat bestortingen met staalslakken laten uitvoeren met zijsteenstorters, kraanschepen en/of kraanpontons.

Figuur 1: Locatie stortvak en werkgebied bij Wemeldinge-Oost. Het werkgebied is het onderzoeksgebied van Expload.

2.2

BODEMOPBOUW

De bodemopbouw is mede bepalend voor de diepte tot waar eventuele achtergebleven CE maximaal ingedrongen kunnen zijn. Het werkgebied bestaat voornamelijk uit zandtaluds, soms afgewisseld met kleilagen, die in het verleden zijn voorzien van staalslakken, basalt en lokaal een breukstenen kreukelberm. Deze laag is dusdanig “versleten” dat deze aan vernieuwing toe is.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 9 van 63

Figuur 2: Schets van het onderwatertalud.

2.3

BODEMHOOGTE, WATERDIEPTE EN TOE TE PASSEN MATERIALEN

Figuur 3 toont het ontwerpprofiel van de vooroeverbestorting. Rijkswaterstaat heeft in een e-mail van 1 maart 2018 aangegeven dat “uitsluitend rekening gehouden dient te worden met staalslakken met een sortering van 45-125 mm.”6 Dit vervangt de sortering va breuksteen en staalslakken van 45-180 mm uit het ontwerpprofiel in figuur 3.

Figuur 3: Ontwerpprofiel van het stortvak in Wemeldinge-Oost.

6

E-mail Paul van Westen (Rijkswaterstaat) aan Menno Ribbens (Expload) d.d. 1 maart 2018 om 12:03 uur.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 10 van 63

De diepteligging van de stortlocatie in Wemeldinge- Oost blijkt uit peilingen uit 2016, uitgevoerd door Rijkswaterstaat. Het werkgebied overlapt deels met het land en loopt door in het water tot een maximale diepte van circa -28 m NAP. De laag aan te brengen staalslakken begint op een diepte van circa -2,0m NAP en bedraagt circa -26,2 NAP op het diepste punt. De laagwaterstand ligt volgens online informatie van Rijkswaterstaat op -2m NAP.7 Dit betekent dat er in de huidige situatie sprake is van een waterkolom tijdens laagwater van 0m tot 24,2m in het onderzoeksgebied.

2.4

MOGELIJK AANWEZIGE CE

Expload heeft de risicoanalyse uitgevoerd op basis van het vooronderzoek van Bodac uit 2014. Het huidige onderzoeksgebied valt nagenoeg gelijk met het projectgebied uit het vooronderzoek van Bodac (zie figuur 4). In het vooronderzoek werd het projectgebied/de stortlocatie aangemerkt als: • Verdacht van de mogelijke aanwezigheid van afwerpmunitie (= vliegtuigbommen) met een gewicht tot en met 500lb in afgeworpen toestand tot niet nader bepaalde diepte in de huidige waterbodem; • Verdacht van de mogelijke aanwezigheid van zeemijnen type Reguläre Minen A (RMA) met een explosieve lading van 826kg in afgeworpen toestand; Het gebied, verdacht van zeemijnen, is in de figuur op de volgende pagina lichtgroen gekleurd. Het gebied, verdacht van afwerpmunitie, is rood gekleurd. De horizontale begrenzing van het van afwerpmunitie verdachte gebied is niet door Expload getoetst. In het rapport vooronderzoek op bladzijde 21 wordt verwezen naar een onderbouwing voor deze begrenzing op de CE-bodembelastingkaart. Op de kaart ontbreekt de onderbouwing.8

7

https://waterinfo.rws.nl Opmerking Expload: op bladzijde 20 wordt verwezen naar “afwerpmunitie tot een gewicht van 60lbs”. Hiermee wordt waarschijnlijk bedoeld: “afwerpmunitie met een gewicht tot en met 500 lb.” 8

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 11 van 63

Onderzoeksgebied Bodac

Huidig werkgebied Werkgebied uit vooronderzoek Bodac

Figuur 4: Projectie stortvak en werkgebied op fragment CE-bodembelastingkaart van Bodac.

Het rapport vooronderzoek noemt op bladzijde 19 een leemte in kennis met betrekking tot de mogelijke aanwezigheid van zeemijnen: “Het is bekend dat er grote aantallen Britse en Duitse zeemijnen zijn gelegd in en voor de Oosterschelde. Er is echter geen concrete informatie aangetroffen waaruit kan worden geconcludeerd dat de project-gebieden9 verdacht zijn op de mogelijke aanwezigheid van mijnen.” Deze uitspraak is niet geheel in lijn met de CE-bodembelastingkaart voor Wemeldinge-Oost, waar een gedeelte van de havenmonding als verdacht is aangemerkt op de mogelijke aanwezigheid van Duitse invloedsmijnen van het type Reguläre Mine A (RMA). Expload heeft de leemte in kennis met betrekking tot zeemijnen verder ingevuld door het uitvoeren van een aanvullend onderzoek naar zeemijnen in de Oosterschelde. De resultaten van dit onderzoek zijn opgenomen in bijlage 3. Paragraaf 2.5 bevat de belangrijkste bevindingen. De mogelijke aanwezigheid van zeemijnen is binnen de risicoanalyse van Expload als voornaamste gevaar beschouwd, omdat deze CE de grootste hoeveelheid springstof bevatten. De specifieke risico’s van dit wapensysteem zijn daarom ook in paragraaf 2.6 behandeld.

9

Het vooronderzoek is uitgevoerd voor vier projectgebieden, waaronder projectgebied Wemeldinge-Oost.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 12 van 63

2.5

MOGELIJKE AANWEZIGHEID VAN ZEEMIJNEN

Hier volgen de bevindingen uit bijlage 3, die relevant zijn voor het werkgebied Wemeldinge-Oost. Er zijn geen aanwijzingen dat Britse of Nederlandse mijnen in de Oosterschelde zijn gelegd tijdens WO-I (in tegenstelling tot de Westerschelde, waar dergelijke mijnenvelden wel aanwezig waren). In de eerste jaren van WO-II was de monding van de Westerschelde een doelengebied voor Engelse vliegtuigen van Bomber Command en Coastal Command, die invloedsmijnen legden van voornamelijk het type A Mk.1. Op 9 oktober 1940 werd de Engelse Admiraliteit bovendien geadviseerd om mijnen te leggen in de Oosterschelde bij Wemeldinge, in de monding van het Kanaal door Zuid-Beveland (zie het blauwe vlak in figuur I). Hierdoor zou het voor Duitse schepen nog moeilijker worden om de haven van Antwerpen te bereiken. De Engelse mijnenlegzone in de monding van het Kanaal door Zuid-Beveland lag ter hoogte van het huidige werkgebied van de vooroeverbestortingen. Het is daardoor mogelijk dat Engelse invloedsmijnen in het werkgebied terecht zijn gekomen. Ook kunnen Engelse contactmijnen in het onderzoeksgebied aanwezig zijn.

Het rapport vooronderzoek van Bodac maakt namelijk melding van het aanspoelen van een Engelse contactmijn op het strand van Wemeldinge in 1975.10 Duitse dagboeken bevestigen de conclusie uit het vooronderzoek van Bodac dat in de havenmonding van Wemeldinge Duitse invloedsmijnen van het type RMA zijn gelegd. Een kaart uit deze dagboeken toont mijnenveld E.64 met in totaal 14 RMA mijnen. De datum waarop deze mijnen zijn gelegd is niet precies bekend. In Nederland werd in de periode 1945-1951 actief gezocht naar zeemijnen. Expload heeft in de geraadpleegde bronnen geen concrete aanwijzingen gevonden van het ruimen van zeemijnen bij Wemeldinge-Oost in deze periode. Het valt derhalve niet uit te sluiten dat in het werkgebied Wemeldinge-Oost contact- en/of invloedsmijnen aanwezig zijn uit WO-II.

10

Rapport vooronderzoek, paragraaf 3.4. Bron: ruimrapport 19750734 van de Explosieven Opruimingsdienst Defensie.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 13 van 63

2.6

RISICO’S VAN ZEEMIJNEN

De explosieve hoofdlading van een zeemijn bestaat uit springstof die in vloeibare vorm in het mijnlichaam wordt gegoten en daarin afkoelt en uithardt. Deze uitgeharde springstoffen (TNT, Torpex, Hexaniet) zijn niet oplosbaar in water en blijven chemisch stabiel - en dus werkzaam - gedurende vele tientallen jaren, waardoor oude zeemijnen bij ondeskundig handelen nog steeds tot explosie kunnen komen. Invloedsmijnen De risico’s met betrekking tot het regulier in werking treden van WO-II invloedsmijnen zijn momenteel (2017) niet meer aanwezig. Deze mijnen werken op elektriciteit uit een actieve batterij (accu), die na 70 tot 100 jaar geen spanning meer kan leveren. Dit wordt bevestigd door het gegeven dat vaarwegen en havens na de oorlog intensief bevaren worden zonder dat zich na 1950 incidenten hebben voorgedaan door trillingen van schroeven en motoren of door magnetische en/of akoestische verstoring. De kans op het optreden van een ongecontroleerde explosie van een invloedsmijn door deze invloeden is dus nihil.

Figuur 5: Aangespoelde invloedsmijn (Terschelling 2016).

Daarentegen is er nog wel sprake van een risico door het deformeren van het ontstekingsmechanisme van de invloedsmijn. Dit zou bijvoorbeeld kunnen gebeuren door het gebruik van spudpalen, die de ontsteker van de mijn mechanisch kunnen deformeren, waardoor die alsnog ongecontroleerd tot uitwerking komt.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 14 van 63

Contactmijnen De gevaren van contactmijnen zijn nog wel grotendeels aanwezig, wat komt door een andere manier van ontsteking van dit type mijnen.

Figuur 6: Hoofdonderdelen contactmijn.

Figuur 7: Contactmijn in positie.

In tegenstelling tot de actieve (stroom voerende) batterij in de invloedsmijn, is de contactmijn uitgerust met Hertzhoorns die elk als een zgn. “passieve batterij” zijn uitgevoerd. Hiermee wordt bedoeld dat ze pas echt als batterij gaan werken - en dus stroom kunnen leveren – als de relatief dunne loodmantel van de hertzhoorn wordt verbogen, waardoor de glazen ampul breekt en het chroomzuur uit de ampul gaat optreden als elektrolyt in de passieve batterij, zodat die een stroom levert aan een elektrisch slagpijpje dat vervolgens de mijn tot explosie brengt.

Figuur 8: Hertzhoorn voor contactmijn.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 15 van 63

Resumerend kan worden gesteld dat WO-II invloedsmijnen anno 2017 niet meer regulier tot uitwerking kunnen komen, aangezien de accu van de mijn geen elektrische stroom meer heeft die het slagpijpje van de mijn tot explosie kan brengen. Door inwerking van zware kinetische energie (bijv. onder water heien en het uitzetten van studpalen) kan de invloedsmijn echter dusdanig mechanische worden gedeformeerd dat het slagpijpje – en daarmee de mijn – alsnog tot explosie komt. Voor wat betreft contactmijnen is het potentiele gevaar groter; naast de toevoer van zware kinetische energie, bestaat bij contactmijnen ook nog het gevaar van reguliere ontsteking. Als door aanvaring of anderszins contact wordt gemaakt met een van de Herzhoorns van de mijn en de glazen ampul met zuur breekt, kan er alsnog (vele decennia later) een elektrische stroom worden ontwikkeld die het elektrisch slagpijpje - en daarmee de mijn - tot werking laat komen. Het kan niet worden uitgesloten dat losgeslagen en gezonken contactmijnen in de Oosterschelde aanwezig zijn. Het storten van staalslakken is dus niet zonder gevaar.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 16 van 63

3

INVLOED VAN NAOORLOGSE WIJZIGINGEN WATERBODEM

3.1

HISTORISCH DIEPTEPUNT EN UITGANGSPUNTEN

Gebieden waar mogelijk CE aanwezig zijn, worden verdacht gebied genoemd. De verticale bovenlaag van verdachte gebieden kan als onverdacht worden beschouwd als gevolg van de invloed van naoorlogse gebeurtenissen. Een CE kan door erosie dieper zijn weggezakt maar niet hoger zijn komen te liggen. Met andere woorden: als er eerst sprake is geweest van erosie en vervolgens aanwas door veranderende waterstromen, dan kan worden aangenomen dat het CE op het historisch dieptepunt van de waterbodem ligt en niet hoger (zie figuur 9). Het historische dieptepunt is de verticale bovengrens van het verdacht gebied.

Huidige waterbodem

Onverdachte waterbodem Historisch dieptepunt waterbodem

Verdachte waterbodem

Figuur 9: Schematische weergave van het verdachte en onverdachte deel van de waterbodem na erosie en vervolgens aanwas door veranderende waterstromen.

Uitgangspunten Expload is in deze risicoanalyse uitgegaan van het volledig in de waterbodem wegzakken (verzanden) van de CE genoemd in paragraaf 2.4 in het stortvak over een tijdspanne van 73 jaar na WO-II. Een uitzondering zijn contactmijnen die niet zijn verzand maar op ‘drift’ zijn geraakt. Dit gebeurt als het anker van de mijn is doorgeroest en de holle ruimte in de mijn niet lek is geraakt. Het drijvend vermogen van de mijn is dan voldoende om door een waterstroom te kunnen worden verplaatst. Het is niet mogelijk om gericht verdachte gebieden aan te wijzen waar deze mijnen naar toe zijn gedreven, omdat dit geheel afhankelijk is van de waterstromingen. De aanwezigheid van op drift geraakte contactmijnen is een restrisico in de Nederlandse wateren dat op projectniveau alleen kan worden weggenomen door de waterbodem in het projectgebied volledig op contactmijnen te onderzoeken, ongeacht de invloed van naoorlogse gebeurtenissen. Verder is Expload er van uitgegaan dat de meest recente metingen van de waterbodem, verstrekt door Rijkswaterstaat, representatief zijn voor de huidige situatie.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 17 van 63

3.2

3D MODELLEREN VAN DE BOVENGRENS VAN HET VERDACHT GEBIED

Rijkswaterstaat heeft een studie verricht naar het verloop van de waterbodem in het werkgebied Wemeldinge-Oost over de jaren 1985 tot en met 2016 op basis van gereconstrueerde peildata. Doel van het onderzoek is het berekenen en in 3D visualiseren van het historisch dieptepunt.11 De dikte van de laag grond, die ná 1985 op de waterbodem terecht is gekomen door waterstromingen, is in figuur 10 visueel gemaakt op een zogenoemde verschilkaart. In rode gebieden is de waterbodem niet verondiept geweest. In groene gebieden is daarentegen sprake van een verschil van 1 meter of meer. 12

Figuur 10: Hoogteverschil tussen huidige waterbodem en Historische dieptepunt (verschilkaart).

Expload beschouwt de laag grond tussen de huidige waterbodem en het historisch dieptepunt als onverdacht van de mogelijke aanwezigheid van CE. De verschilkaart toont derhalve de bovengrens van het CE verdacht gebied.

De berekening is vastgelegd in het Excel document “Historisch dieptepuntanalyse Wemeldinge-Oost”. De berekening van het historisch dieptepunt en de totstandkoming van de verschilkaart zijn uitgevoerd en aangeleverd door Rijkswaterstaat. 11 12

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 18 van 63

4

RISICO’S VAN EEN ONGECONTROLEERDE EXPLOSIE VAN EEN CE

De mogelijke aanwezigheid van CE kan een risico vormen in de uitvoeringsfase van het project. Het risico bestaat dat er een ongecontroleerde explosie wordt veroorzaakt door waterbodemroerende werkzaamheden. In dit hoofdstuk zijn de invloeds- en uitwerkingsfactoren omschreven 4.1

AFMETINGEN EN EXPLOSIEVE LADING VAN TE VERWACHTEN CE OP STORTLOCATIE WEMELDINGE-OOST.

De mogelijk aanwezige soorten CE zijn genoemd in paragraaf 2.4. De explosieve lading varieert per CE. Onderstaande hoeveelheden kunnen in het algemeen worden aangehouden: -

Vliegtuigbommen 500 lb.

± 125 kg springstof

-

Contactmijnen

150 – 300 kg springstof

-

Invloedsmijnen

500 – 700 kg springstof

De relatieve grootte van deze CE is afgebeeld in figuur 11.

Figuur 11: Schematisch overzicht grootte verschillende soorten CE.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 19 van 63

4.2

INVLOEDSFACTOREN

Handelingen, activiteiten die over het algemeen invloed kunnen hebben op CE zijn onderstaand aangegeven. De handeling die van toepassing is op de huidige analyse is rood omlijnd. A

Bewegen van het CE

B

Veroorzaken van grondtrillingen

C

Toucheren / deformeren van een CE of ontstekingsinrichting Toebrengen van extreme temperatuursverhogingen

D

E

Statische elektriciteit

F

Wijzigen van (lucht/water) omgevingsdruk

G

Blootstelling CE aan de buitenlucht

H

Wijzigen van het (aard)magnetisch veld

I

Veroorzaken van bepaalde geluidstrillingen

Het bewegen van een CE kan bij sommige ontstekers (b.v. chemisch lange vertraging) leiden tot een ongecontroleerde uitwerking van het CE. Als een trilling plaatsvindt met een versnelling van 1,0 m/s2 of groter, dan bestaat de mogelijkheid dat dit effect bij sommige ontstekers leidt tot een ongecontroleerde uitwerking van een CE. Het toucheren /deformeren van een CE of ontstekingsinrichting kan leiden tot een ongecontroleerde uitwerking van het CE. De ontsteker van een CE kan zeer gevoelig zijn voor temperatuursverhogingen (b.v. brand) waardoor het CE ongecontroleerd tot uitwerking komt. CE die worden geïnitieerd door middel van een elektrische spanning zijn tevens gevoelig voor statische elektriciteit. De spanning die vrijkomt bij statische elektriciteit kan voldoende zijn om een ongecontroleerde uitwerking te veroorzaken. Sommige ontstekers (barometrische en/of hydrostatische) werken op wijziging van luchtdruk of waterdruk. Deze ontstekers worden voornamelijk toegepast op dieptebommen en zeemijnen. Het vrij graven van een CE gevuld met witte fosfor kan brand, rook en zelfs een ongecontroleerde explosie van CE veroorzaken als de fosfor in contact komt met zuurstof uit te buitenlucht waardoor het tot ontbranding komt. Sommige CE (b.v. zeemijnen) zijn voorzien van ontstekers die werken op het verstoren van het (aard)magnetisch veld.

Door dit te wijzigen bestaat er een kans op een ongecontroleerde uitwerking van het CE. Sommige CE (b.v. zeemijnen) zijn voorzien van ontstekers die werken op akoestische (geluid) signalen. Door het veroorzaken van bepaalde geluiden bestaat er een kans op een ongecontroleerde uitwerking van het CE.

Figuur 12: Invloedsfactoren CE.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 20 van 63

4.3

UITWERKINGSFACTOREN

De meest risicovolle CE behoren tot de subcategorie: brisante CE. Dit houdt in dat de werking berust op het detoneren (exploderen) van springstof. Bij de detonatie van een met springstof gevuld CE komt een zeer grote hoeveelheid energie vrij en treedt een hoeveelheid effecten op die ernstige schadelijke uitwerking kunnen hebben op personen, levende have, goederen en infrastructuur. Afhankelijk van de soort CE waar men mee te maken krijgt, kunnen meer of minder specifieke uitwerkingsfactoren van toepassing zijn waaronder: ➢ Brisantie / Scherfwerking ➢ Schokgolfwerking ➢ Luchtdruk ➢ Hitte en brand 4.3.1

Brisantie en Scherfwerking

Bij detonatie van een explosief - al of niet voorzien van een buitenmantel - treedt onder invloed van de extreem hoge explosiedruk (≥ 100.000 bar) een alles vernielende brisante werking op, waardoor de (metalen) buitenmantel van het explosief verscheurt en laag voor laag van elkaar wordt afgeschoven. Vooral bij metalen omhulsels ontstaan zodoende vlijmscherpe scherven, waarvan de grootte varieert van enige millimeters tot scherven van wel een meter lengte bij een gewicht van enige tientallen kilo’s. Deze zware scherven kunnen onder invloed van hun kinetische energie (½M x V2), een paar kilometer ver weg vliegen en bij neerkomen aanzienlijke schade aanrichten. De scherfafstand is sterk afhankelijk van de omliggende materie waardoor de scherven zich een weg moeten banen.

20 á 30 cm lange scherven van een gedetoneerde bom

Naast primaire scherfwerking zoals hiervoor beschreven, is er ook secundaire scherfwerking; dit zijn scherven van materie in dicht in de buurt van een explosiepunt (straatklinkers e.d.) die eveneens worden weggeslingerd. Zowel primaire als secundaire scherfwerking kunnen dodelijk letsel veroorzaken in de directe omgeving van een explosiepunt. Binnen de stortlocatie Wemeldinge-Oost liggen de mogelijk aan te treffen CE onder de waterspiegel. Bij de risicobeoordeling dient daarom rekening te worden gehouden met de remmende werking van de aanwezige waterkolom op de uittredende scherven. Hiervoor wordt gerekend met het CE voorzien van de grootste explosieve inhoud. Expload heeft de Duitse RMA-zeemijn als uitgangspunt genomen. Deze mijn werd vanaf schepen gelegd en heeft een explosieve inhoud van 540 kg Hexaniet, equivalent aan 826 kg TNT bij een conversiefactor van 1,5. Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 21 van 63

In onderstaande grafiek wordt aangegeven bij welke waterkolom er volgens het NL-defensie voorschrift geen (lethale) scherfwerking, respectievelijk geen scherfwerking boven water optreedt. In de tabel is onderscheid gemaakt tussen scherven die geen lethale uitwerking hebben (rode markering) en scherven die het wateroppervlak niet bereiken (groene markering). De oranje lijn uiterst rechts geeft de explosieve inhoud (826 kg TNT equivalent) aan van de Duitse zeemijn type RMA, het grootste te verwachten explosief op de stortlocatie Wemeldinge-Oost.

Figuur 13: Afstanden scherfwerking bij een explosie van een 500 lb vliegtuigbom (oranje lijn) en zeemijn type RMA (blauwe lijn) in diep water.

Uitkomsten volgens figuur 13 voor een zeemijn type RMA met 826 kg TNT- equivalent : -

Waterkolom 0 meter tot 14,2 meter: Waterkolom vanaf 14,2 meter tot 15,8 meter: Waterkolom groter dan 15,8 meter:

Mogelijkheid op lethale scherven Wel scherven, geen lethale uitwerking Geen scherven

Uitkomsten volgens figuur 13 voor een 500 lb vliegtuigbom met 125 kg TNT-equivalent: -

Waterkolom 0 meter tot 8,6 meter: Waterkolom vanaf 8,6 meter tot 9,8 meter: Waterkolom groter dan 9,8 meter:

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Mogelijkheid op lethale scherven Wel scherven, geen lethale uitwerking Geen scherven

Pagina 22 van 63

In paragraaf 2.3 was reeds geconcludeerd dat er sprake is van een waterkolom van 0m tot -26,2m NAP in het werkgebied bij laagwater (-2m NAP). Er zullen daarom scherven boven het wateroppervlak uittreden bij een ongecontroleerde explosie van: • •

Een zeemijn in het gedeelte van het werkgebied met een waterbodem tot -17,8m NAP; Een vliegtuigbom in het gedeelte van het werkgebied met een waterbodem tot -11,8m NAP.

Het optreden van scherfwerking onder water als gevolg van de explosie van een zeemijn of vliegtuigbom wordt daarom als een onaanvaardbaar risico beschouwd in de gespecificeerde delen van het werkgebied. 4.3.2

Schokgolfwerking

Doordat bij detonatie van springstof de detonatiedruk (≥ 100.000 bar) eveneens druk op omringend medium uitoefent, ontstaat een schokgolf door dat medium. Deze schokgolf is vergelijkbaar met een aardbeving en zal vanaf het explosiepunt cirkelvormig uitdijen. Sterkte en bereik van de schokgolf worden bepaald door de heftigheid van de explosie, de afstand van het explosiepunt en de vastheid van de materie - lucht, grond of water - waarin de schokgolf optreedt. Hoe dichter de omringende materie, hoe verder de schokgolf zich kan voortplanten en daardoor op grotere afstand leidingen, fundamenten enz. kan vernielen of beschadigen. De wet van Pascal leert ons vervolgens dat water niet samendrukbaar is en dat schade door ondergrondse schokgolven zich op grote afstanden kan voordoen (denk aan tsunami’s). Wanneer een explosief onder het wateroppervlak detoneert ontstaat een schokgolf die zich voortplant door het water en door alle daarin aanwezige voorwerpen. De eerste schokgolf is het sterkst en zal de meeste schade aanrichten. Een schokgolf van een 826 kg zeemijn onder het wateroppervlak, kan op honderden meters van het explosiepunt heipalen en/of funderingen van constructies in het water vernielen of beschadigen, evenals onderwater kabels en pijpleidingen.

Boven water zal nagenoeg geen schade door schokgolf optreden, omdat lucht (boven water) meer samendrukbaar is dan water en de schokgolf dus veel eerder zal “doodlopen” in de samendrukbare lucht. 4.3.3

Gasdruk / Luchtdruk

Gasdruk is een direct gevolg van de snelle expansie van de hete, gasvormige reactieproducten die worden gevormd tijdens de detonatie. Bij detonatie van springstof onder water, zullen deze gassen onder het wateroppervlak een gasbel veroorzaken, die ernstige gevolgen kan hebben voor schepen. Deze gasbel oefent druk uit op het water, waardoor dit wordt verplaatst totdat de druk in de gasbel lager is dan de hydrostatische druk van het omringende water. Een heftige samentrekking van de gasbel volgt, waarna een tweede expansie met vrijwel gelijke snelheid van de gasbel plaatsvindt. Daarna kunnen meerdere expansies en samentrekking plaatsvinden, afhankelijk van de waterkolom. Elke expansie veroorzaakt een drukgolf die zich in alle richtingen naar buiten door het water verspreidt. Omdat water weinig samendrukbaar is zal de maximale druk van de initiële fase van de schokgolf veel hoger zijn dan wanneer deze plaatsvindt in grond of lucht. De piekdruk is daartegen korter van duur. De schokgolf wordt minder krachtig naarmate de gasbel opstijgt. De oorsprong van de schokgolf (in het Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 23 van 63

midden van de stijgende gasbel) kan echter de onderkant van een schip of ponton bereiken, waar het nog voldoende energie bezit om schokgolfschade te veroorzaken. De gasdruk zorgt er ook voor dat scherven die door brisantie zijn gevormd, met Vᴼ snelheden van meer dan 1000 m/sec worden weggeslingerd. De remmende factor op de snelheid van deze weggeslingerde scherven zal in water veel groter zijn dan in lucht, waardoor het effect van scherfwerking onder water beperkt blijft tot hooguit enkele tientallen meters. (Zie de grafiek in figuur 13). Het “bubble jet” effect Het zogenaamde bubble jet effect treedt op wanneer een springlading detoneert onder water. Wanneer de gasbel de waterspiegel bereikt op het moment van samentrekking veroorzaakt dit een waterzuil van enkele tientallen meters hoog (afhankelijk van de grootte van de gasbel).

Figuur 14 : “Onderwater explosie” zeemijn met duidelijke jet vorming.

De schade aan een schip of ponton kan aanzienlijk zijn als de gasbel samentrekt op het moment dat deze de onderzijde van het schip/ponton raakt. De samentrekkende gasbel vormt een “jet” met hoge energie die een gat in de romp van het schip kan slaan. De energie kan zelfs voldoende zijn om een schip boven of in de directe omgeving van het explosiepunt dusdanig te beschadigen dat het zinkt 13 . Het principe is afgebeeld in figuur 15 op volgende pagina.

13

De schade aan het schip is afhankelijk van de soort en hoeveelheid springstof in het CE, de waterdiepte én de constructie van het vaartuig. Richtlijnen om de schade aan een schip te berekenen ontbreken.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 24 van 63

Het breken of zinken van een schip door het optreden van gasdruk als gevolg van een explosie van een CE met de explosieve inhoud van een zware vliegtuigbom of zeemijn, wordt als een onaanvaardbaar risico bij de vooroeverbestortingen beschouwd.

Figuur 15 : Principe van het “bubble jet effect”.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 25 van 63

Bij de detonatie van een vliegtuigbom of zeemijn kan volgens het VS 9-861 14 schade of letsel ontstaan aan in het water aanwezige schepen respectievelijk zwemmers of duikers. Veiligheidsafstanden hiervoor worden berekend volgens onderstaande formules.

R=radius in meters, W=Netto TNT equivalent in kg. Binnen het project “Vooroeverstorting Wemeldinge-Oost” dienen derhalve de navolgende veiligheidsstralen te worden gehanteerd: Zwemmers of duikers Civiele scheepvaart Tankschepen

270 x 9,4 kg = 24 x 28,7 kg = 36 x 28,7 kg =

2.538 meter veiligheidsstraal 689 meter veiligheidsstraal 1.034 meter veiligheidsstraal

Schade of letsel aan schepen respectievelijk personen te water door het optreden van een schokgolf als gevolg van de explosie van een CE met de explosieve inhoud van een zware vliegtuigbom of zeemijn, wordt als een onaanvaardbaar risico bij de vooroeverbestortingen beschouwd. In de praktijk zijn bovengenoemde veiligheidsstralen niet realiseerbaar. In het defensievoorschrift VS9-861 is ook een tabel opgenomen met daarin de afstanden tot waarop schade kan ontstaan aan ondergrondse leidingen en /of fundamenten.

Dit houdt in dat een mogelijke detonatie van een CE dient te worden voorkomen en dat hiermee rekening dient te worden gehouden bij het bepalen van de beheersmaatregelen. Figuur 16: Afstanden met betrekking tot schade aan leidingen en fundamenten (bron: VS9-861).

De tabel beperkt zich tot een maximale hoeveelheid explosief gewicht van 500 kg TNT en gaat uit van natte klei als ondergronds medium. Het grootste te verwachten CE binnen stortlocatie WemeldingeOost betreft de Duitse RMA zeemijn met een explosieve inhoud van 540 kg Hexaniet (omgerekend 826 kg TNT) en het medium waarin zich een eventuele schokgolf zal voordoen is water, wat veel minder samendrukbaar is dan natte klei.

14

Bron : Defensievoorschrift VS 9-861 (EODD)

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 26 van 63

Bij het doorrekenen van de tabel -826 kg TNT en water i.p.v. natte klei - kan worden geconcludeerd dat bij een explosie van 826 kg TNT equivalent, schade aan fundamenten c.q. heipalen kan ontstaan op afstanden tot naar schatting 185 meter. Schade aan constructies in of bij de Oosterschelde door het optreden van een schokgolf als gevolg van de explosie van een zware vliegtuigbom of zeemijn, wordt als onaanvaardbaar risico beschouwd bij de vooroeverbestortingen Wemeldinge-Oost. 4.3.4

Hitte en Brand

Bij detonatie van springstof komen gassen vrij met een zeer hoge temperatuur, die op het springpunt gedurende een korte tijd kan oplopen tot wel 4000 C en een vuureffect veroorzaken bij contact met zuurstof in de lucht. De scherven die bij explosie door brisantie ontstaan zijn roodgloeiend en vormen een risico voor brandgevoelige infrastructuur. Bij een detonatie onder water is het optreden van hitte echter geen relevante factor in de risicoanalyse.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 27 van 63

5

ADVIES

5.1

RISICOZONE

De kans dat staalslakken in de waterbodem dringen en daar in direct contact komen met de ontsteker van een contactmijn - of de ontsteker van een invloedsmijn deformeert - is afhankelijk van twee factoren: 1. De indringingsdiepte van de staalslakken in de waterbodem; 2. De dikte van de onverdachte laag tussen de huidige waterbodem en het historisch dieptepunt (zie verschilkaart, figuur 10). Als de indringingsdiepte beperkt blijft tot de onverdachte laag, dan is er geen sprake van een kans op contact met de ontsteker en kan worden gesteld dat er in het kader van CE ook geen risico is. 5.1.1

Indringingsdiepte staalslakken in het stortvak Wemeldinge-Oost

Expload en Rijkswaterstaat hebben de indringingsdiepte van o.a. staalslakken laten berekenen door Deltares. Dit heeft geleid tot het rapport in bijlage 4. 15 Dit rapport bevat twee tabellen met de indringingsdiepte gerelateerd aan de diameter en het gewicht van slakken. In paragraaf 2.3 was reeds geconcludeerd dat: • De laagwaterstand -2 m NAP bedraagt; • Staalslakken met een maximale diameter van 125 mm zullen worden gestort in de diepere stroomzone vanaf circa -10 m NAP. Bij laagwaterstand is er in de stroomzone een waterkolom van minimaal 8 m. De bijbehorende indringingsdieptes uit het rapport van Deltares bedragen:16 Type bestorting Slakken Ø 125 mm

Diepte (m NAP) -10 of meer

Waterkolom (m) 8 of meer

Indringingsdiepte 0,2 m17

Figuur 17a: Berekende indringingsdiepten van de toe te passen materialen conform bijlage 4.

Volgens het rapport van Deltares bedraagt de indringingsdiepte bij een waterkolom van 1 m ook 0,2 m. Als de staalslakken buiten het stortvak worden gestort in ondieper water, met een minimale waterkolom van 1 m, dan kan de indringingsdiepte van 0,2 m ook worden aangehouden. Bij het bepalen van de indringingsdiepte heeft Deltares gerekend met een soortelijk gewicht van 2.650 kg/m3. Het soortelijk gewicht van de toe te passen materialen varieert echter. Staalslakken hebben een soortelijk gewicht van maximaal 3.400 kg/m3. In aanvulling op het rapport in bijlage 4 is daarom ook (door Deltares) de indringingsdiepte bepaald voor een staalslak met de maximale dichtheid (3.400 kg/m3) op basis van een staalslak van 180 mm diameter. De indringingsdiepte wordt in dit worstcase scenario vergroot met 10 cm bij een waterkolom van 1 meter en circa 5 cm bij een waterkolom van 3 meter of meer.

15

Calculation of penetration depth of stones during rockdumping, 1201572-000-GEO-0002 van 24 november 2017. Uitgegaande van de worst case situatie “Penetration into seabed (Cu=1.5z kPa)” en laagwater. 17 Afgeleid uit figuur 3.1 uit het rapport van Deltares en afgerond naar één decimaal. 16

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 28 van 63

De volgende indringingsdiepte kan worden gehanteerd voor een absoluut worstcase scenario, gevormd door de indringing van een staalslak in de waterbodem met het maximale soortelijke gewicht: Steensoort

Waterkolom (m)

Slakken Ø 125 mm tot Ø 180 mm

1 tot 3 3 of meer

Diepte bij laagwater (m NAP) tot -5 vanaf -5

Maximale indringingsdiepte 0,3 m 0,25 m

Figuur 17b: Maximale indringingsdiepten van de toe te passen materialen in een worstcase scenario.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 29 van 63

5.1.2

Dikte onverdachte lagen

De figuur hieronder laat de verschilkaart uit paragraaf 3.2 zien. De figuur laat ook zien waar er sprake is van een onverdachte, naoorlogse ophooglaag dikker dan 0,25 m (groene zones). In de gele zones is sprake van een minder dikke ophooglaag. Eenzelfde figuur is gemaakt met een ophooglaagdikte van 0,25 m voor de zone met een waterdiepte kleiner dan -5 m. Er is geen verschil in deze ondiepe zone. Deze figuur is daarom niet ingevoegd. De delen van de waterbodem in het werkgebied waar er geen sprake is van een voldoende dikke naoorlogse ophooglaag zijn rood omkaderd. Deze delen zijn aangemerkt als risicozones.

Figuur 18: Risicozones waar de naoorlogse ophooglaag minder dik is dan de maximale indringingsdiepte van staalslakken in de waterbodem.

In bovenstaande figuur is zichtbaar dat de verschilkaart van Rijkswaterstaat, afgebeeld in geel en groen, niet het volledige werkgebied dekt. De ontbrekende dekking in het watergedeelte van het werkgebied is door Expload aangemerkt als risicozone, omdat bewijs van een naoorlogse ophooglaag dikker dan 0,25-0,3 m vooralsnog ontbreekt. Het is Expload niet precies bekend waar de grens tussen land en water ligt. Op de luchtfoto-ondergrond (uit 2015) zijn de delen die overduidelijk land zijn, buiten de afbakening van het risicogebied gelaten.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 30 van 63

5.2

BEHEERSMAATREGELEN

In de risicozones in figuur 18. waar tijdens de uitvoering van de vooroeverbestortingen een ongecontroleerde explosie van een CE kan optreden, zal buiten het uitsluiten van het gebruik van spudpalen, een aanvullende beheersmaatregel moeten worden opgesteld om de vooroeverbestortingen veilig uit te kunnen voeren. De gedeelten van het werkgebied waar geen aanvullende beheersmaatregel moet worden getroffen is groen afgebeeld in figuur 19.

Figuur 19: Afbakening van de gebieden waarvoor wel/geen beheersmaatregel moet worden genomen.

In paragraaf 4.3 is aangegeven dat benodigde veiligheidsstralen – om onaanvaardbare risico’s bij het optreden van schokgolven te voorkomen – in de praktijk niet realiseerbaar zijn. Ook de risico’s van een onder water optredende drukgolf kunnen niet worden afgevangen door het nemen van beschermende maatregelen. Dit houdt in dat een mogelijke detonatie van een CE dient te worden voorkomen door het opsporen en verwijderen van CE.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 31 van 63

Alternatieve aanvullende beheersmaatregel: Als alternatief kan worden overwogen om extra zand op de waterbodem aan te brengen, voorafgaand aan de vooroeverbestortingen. Door de naoorlogse toplaag in de zones met een waterdiepte tot en vanaf -5 m NAP te vergroten tot respectievelijk 30 en 25 centimeter zijn CE-opsporingswerkzaamheden niet langer noodzakelijk. Het is Expload onbekend of deze alternatieve beheersmaatregel technisch haalbaar is.

5.3

OPSPOREN EN VERWIJDEREN VAN CE

Indien de beheersmaatregel “opsporen en verwijderen van CE” prevaleert boven het aanbrengen van een extra laag zand, adviseert Expload de mogelijk aanwezige CE in de risicozones te verwijderen tot een diepte van tenminste 30 cm minus de waterbodem in de zone met een waterdiepte tot -5 m NAP en tenminste 25 cm minus de waterbodem in de zone met een waterdiepte vanaf -5 m NAP voor aanvang van de vooroeverbestortingen. Eerder is geconcludeerd dat de volgende CE in het werkgebied aanwezig kunnen zijn: Afwerpmunitie t/m 500lb Onderwatermunitie (zeemijnen)

waterbodem in werkgebied tot -11,8m NAP waterbodem in gehele werkgebied

De opsporingsgebieden zijn afgebeeld op de kaart in bijlage 2:

5.4

DETECTIETECHNIEK

Om tot de doelstelling uit paragraaf 5.3 te komen, worden hierna drie detectietechnieken besproken. Het explosieven opsporingsbedrijf kan hieruit een keuze maken. De risico’s tijdens de opsporing dienen in een projectplan te worden opgenomen.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 32 van 63

5.4.1

Passieve metaaldetectie

Met deze methode is het mogelijk ijzerhoudende voorwerpen op te sporen die een verstoring veroorzaken in het bestaande aardmagnetisch veld. Deze verstoring wordt gemeten met behulp van een magnetometer. Doordat deze magnetometer zelf geen signaal uitzendt wordt dit een passieve detectie genoemd.

Figuur 20: Principetekening passieve ferro-detectie, afwijking aardmagnetisch veld.

Het voordeel van deze vorm van detectie is dat een groot detectiebereik in de diepte kan worden gehaald. Naar gelang de grootte van de verstoring die het object veroorzaakt in het aardmagnetisch veld, is het mogelijk om bij gunstige meetomstandigheden – weinig verstoring in de natuurlijke achtergrond - een 500 kg (1000 lb) vliegtuigbom te lokaliseren tot een diepte van ca. 5 meter onder de meetsonde. meetsondes naast elkaar worden geplaatst kan in één detectieslag een bredere baan worden gedetecteerd, waardoor de meetsnelheid wordt verhoogd. De resultaten van de detectie zijn direct na het uitlezen van de computer-datalogger grafisch zichtbaar te maken. Het nadeel van deze vorm van detectie is dat ze ook verstoringen op het aardmagnetisch veld meet die worden veroorzaakt door ijzerhoudende objecten in de omgeving (aanwezige bestorting, staalslak, infrastructuur, schepen etc.). De mogelijkheid bestaat dat deze aanwezige elementen een dusdanige “verstoring” opleveren dat de detectieresultaten niet meer te interpreteren zijn en daardoor onbruikbaar voor het elimineren van mogelijke CE.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 33 van 63

5.4.2

Actieve metaaldetectie

Met deze methode is het mogelijk alle soorten metalen op te sporen. Door de detector wordt een “eigen” magnetisch veld gecreëerd dat wordt verstoord door een metaalhoudend object. Doordat de detector een signaal uitzendt wordt dit actieve detectie genoemd. De detector detecteert alleen objecten die een verstoring veroorzaken binnen het opgewekte magnetisch veld. Dit veld is (afhankelijk van de stroomsterkte en de grootte van de detectorspoel) beperkt. Het voordeel van deze vorm van detectie is dat het alle soorten metalen detecteert en er geen negatieve invloed van verstorende elementen (infrastructuur, schepen etc.) optreedt indien deze zich buiten het opgewekte magnetisch veld bevinden. Het nadeel van deze vorm van detectie is dat het opgewekte magnetisch veld beperkt is in grootte. De in de branche gebruikte actieve detectoren hebben een meetbereik tot maximaal 0 - 2 m onder de spoel van de detector.

/ Waterbodem

Figuur 21: Principetekening actieve detectie metaaldetectie, zelf gecreëerd magnetisch veld

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 34 van 63

5.4.3

Parametrisch echolood

Een parametrisch echolood is een detectietechniek welke in de hydrografie gebruikt wordt om door middel van het “verzenden en ontvangen van terugkaatsende geluidsgolven” onderwater “diep” de bodem in te kijken.

Figuur 22: Detectiegegevens Parametrisch echolood (2 gedetecteerde pijpleidingen).

Het voordeel van deze vorm van detectie is dat er geen last wordt ondervonden van verstorende elementen. Het nadeel van deze vorm van detectie is dat het alle aanwezige objecten detecteert (b.v. steen, verschillende grondlagen etc.).

5.5

DETECTIE ADVIES

Contactmijnen zijn gemaakt van ijzer. De contactmijnen zijn zowel met een actief als passief detectiesysteem te detecteren. Invloedsmijnen bevatten doorgaans een beperkte hoeveelheid ferrometalen, waardoor de detecteerbaarheid met passieve en actieve metaaldetectie beperkt is tot maximaal 2 m onder de meetsonde. De detecteerbaarheid van invloedsmijnen wordt aanzienlijk vergroot met een passieve of actieve metaaldetectietechniek in combinatie met een parametrisch echolood. Expload adviseert de opsporing van CE uit te voeren middels metaaldetectie in combinatie met een parametrisch echolood. Bij de inzet van een combinatie van detectietechnieken dienen de datasets te worden gecorreleerd. Ook wordt aanbevolen om het opsporingsgebied in twee richtingen in te meten, waarbij de meetlijnen haaks op elkaar staan. Door de correlatie en de dubbele inmeting wordt de kans verhoogd dat invloedsmijnen worden gemeten. De diepte waarop invloedsmijnen gedetecteerd kunnen worden is op basis van proefmetingen binnen verglijkbare projecten vastgesteld op maximaal 2 meter onder de meetsondes.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 35 van 63

6

ANTWOORDEN OP ONDERZOEKSVRAGEN

A.

Welke delen van het projectgebied dienen conform de richtlijnen vervat in het WSCS-OCE als verdacht te worden gekenmerkt?

Het projectgebied dient geheel als verdacht te worden beschouwd.

B.

Welke typen en hoeveelheden CE kunnen aanwezig zijn?

• •

Afwerpmunitie (= vliegtuigbommen) met een gewicht tot en met 500 lb. in afgeworpen toestand; Zeemijnen: zowel contactmijnen als invloedsmijnen uit WO-II.

Aantallen CE zijn redelijkerwijs niet volledig te herleiden uit het vooronderzoek.

C.

Is het mogelijk het verdacht gebied in te perken door naoorlogse veranderingen in de waterbodem inzichtelijk te maken?

Ja. In bijlage 2 is het gedeelte van het stortvak groen afgebeeld waar geen sprake is van een verhoogde kans op aanwezigheid van CE in de bovenste 30 cm van de waterbodem in de zone met een waterdiepte tot -5 m NAP en in de bovenste 25 centimeter waterbodem in de zone met een waterdiepte vanaf -5 m NAP.

D.

Wat zijn de definitieve horizontale en verticale dimensies van het verdacht gebied?

De horizontale dimensies van het verdacht gebied komen overeen met de grens van het projectgebied en lopen buiten het projectgebied door. De verticale dimensie van het verdacht gebied kent een bovengrens. De verticale bovengrens is gelijk aan het historisch dieptepunt van de waterbodem. De ondergrens van het verdacht gebied is niet bepaald. De ondergrens is niet gelijk aan de huidige waterbodem over de gehele oppervlakte van het werkgebied. In delen van het werkgebied is sprake van een onverdachte laag grond/slib die na WO-II is ontstaan. Dit is afgebeeld op de verschilkaart in figuur 10.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 36 van 63

E.

Welke risico’s kunnen ontstaan door de mogelijke aanwezigheid van CE?

Een ongecontroleerde explosie van een CE kan plaatsvinden als een contactmoment onder water optreedt, d.w.z. als staalslakken of een spudpaal in direct contact komen met het CE. Dit kan een schokgolf/trilling door het lichaam veroorzaken dat doorzet in de ontsteker of mechanische belasting van de springstof (overdrachts- en/of inleilading) in het lichaam van het CE. Dit kan leiden tot een ongecontroleerde detonatie van het CE. De uitwerkingsverschijnselen van een detonatie zijn: brisantie (scherfwerking), gasdruk, schokgolf en hitte. De risico’s van de gasdruk en de schokgolf zijn onaanvaardbaar bij het CE met de grootste explosieve inhoud. Dit is gemotiveerd in paragrafen 4.3.1 en 4.3.3. Expload heeft als uitgangspunt de Duitse zeemijn type RMA genomen. Deze mijn werd vanaf schepen gelegd en heeft een explosieve inhoud van 540 kg Hexaniet.

F.

Welke beheersmaatregelen, met uitzondering van opsporing, zijn mogelijk om de vooroeverbestortingen veilig en verantwoord te kunnen uitvoeren?

Expload en Rijkswaterstaat hebben de indringingsdiepte van stortstenen en staalslakken in de waterbodem laten berekenen door Deltares (zie bijlage 4). Uit toepassing van de resultaten van Deltares blijkt dat een stortsteen in direct contact kan komen met een vliegtuigbom of zeemijn als de dikte van de naoorlogse toplaag van de waterbodem: -

Kleiner of gelijk is aan 30 cm in de zone met een waterdiepte tot -5 m NAP

-

Kleiner of gelijk is aan 25 cm in de zone met een waterdiepte vanaf -5 m NAP

In de delen van het werkgebied waar de laagdikte groter is, is geen aantoonbaar verhoogde kans op het optreden van een ongecontroleerde explosie en kunnen de oeverbestortingen daarom regulier plaatsvinden. De gebieden waar de naoorlogse toplaag onvoldoende dik is, zijn aangemerkt als risicozones en afgebeeld op de kaart in bijlage 2 met de term “opsporingsgebied”. In deze gebieden zou, indien technisch mogelijk, een extra zandpakket kunnen worden aangebracht 30 cm in de zone met een waterdiepte tot -5 m NAP en 25 cm in de zone met een waterdiepte vanaf -5 m NAP. Voor het gehele projectgebied geldt dat er als beheersmaatregel geen gebruik mag worden gemaakt van spudpalen.

Kenmerk: RAP0017353-WO-1.3

Pagina 37 van 63

G.

Welke zones vereisen alsnog een nader (detectie)onderzoek voordat de vooroeverbestortingen veilig en verantwoord kunnen worden uitgevoerd?

Indien de beheersmaatregel genoemd onder F. technisch niet haalbaar of niet wenselijk is, dient opsporing van de mogelijk aanwezige, in bijlage 2 gespecificeerde CE plaats te vinden tot de op de kaart aangegeven dieptes voor aanvang van de vooroeverbestortingen. De opsporingsgebieden zijn afgebeeld in deze bijlage. Expload adviseert de opsporing van CE uit te voeren middels metaaldetectie in combinatie met een parametrisch echolood. Zie paragraaf 5.4 voor uitleg.

Nota bene: Het onderzoeksgebied van Expload is het werkgebied zoals aangegeven door Rijkswaterstaat bij de opdrachtverlening. De noodzaak tot het nemen van beheersmaatregelen geldt in de uitvoeringsfase van de vooroeverbestortingen alleen voor de overlap tussen het stortvak en de opsporingsgebieden. In het huidige projectstadium zijn de horizontale grenzen van het stortvak nog niet precies bekend. Als namelijk door (nog uit te voeren) lodingen blijkt dat door voortgaande erosie ook staalslakken buiten het in dit rapport aangegeven stortvak moeten worden gestort, dan worden de grenzen van het stortvak aangepast door de opdrachtgever. Expload adviseert om in een dergelijke situatie de grens van het stortvak uit dit onderzoek te vervangen door de nieuwe grens van het stortvak. Dit onderzoek is uitgegaan van een maximaal gewicht voor staalslakken van 125-180 mm. Dit is gebaseerd op het huidige ontwerp van de vooroeverbestortingen. Als in het definitieve uitvoeringsontwerp staalslakken worden toegepast met een diameter > 180 mm, dan kan sprake zijn van een grotere maximale indringingsdiepte in de waterbodem. Dit kan weer invloed uitoefenen op de omvang van de risicozones / opsporingsgebieden. Expload adviseert om in een dergelijke situatie de indringingsdiepte opnieuw vast te stellen en de opsporingsgebieden uit bijlage 2 aan te passen.