39.20220127 Achtergrondrapport AB Kustonderzoek Haringvlietmonding eindversieAB

Bij voldoende stroming komt sediment los van de bodem en laat zich door de stroming meevoeren. Als de stroomsnelheden richting kentering weer afnemen, zakt het sediment weer uit en komt op de bodem terecht. In de Haringvlietmonding wordt de waterbeweging daarnaast ook nog sterk beïnvloed door het water dat vanuit het Haringvliet naar de Noordzee stroomt. In natte perioden, wanneer er veel water via de Maas en Rijn naar Nederland stroomt, worden de Haringvlietsluizen tijdens laag water opengezet om het overtollige water af te kunnen voeren. Tijdens droge perioden blijven de sluizen gesloten om de rivieren in Nederland bevaarbaar te houden. Van belang hierbij is dat het rivierwater vanuit het Haringvliet zoet is en zeewater zout. Deze twee soorten water komen in de Haringvlietdelta samen, waarbij het zoete water, wat een lagere dichtheid heeft, de neiging heeft zich aan het oppervlak over het zoutere zeewater heen te verspreiden. Ondertussen mengen beide watersoorten zich, waardoor er een geleidelijke overgang van zoet/brak naar zout ontstaat in de Haringvlietmonding. Afhankelijk van hoeveel water er vanuit het Haringvliet wordt gespuid, verschuift deze overgang ook. Tijdens hoge spuidebieten ligt deze overgang verder op zee, terwijl bij lage spuidebieten deze overgang dichter bij de kust ligt.

2.4.1

Golven

Golven die richting de kust bewegen (aanlandige golven) vervormen en verliezen geleidelijk hun energie. Door het grillige karakter van de bodem met geulen en platen is deze golfvoortplanting ruimtelijk gezien een ingewikkeld proces. Met computermodellen kan hieraan worden berekend. Het startpunt van de berekeningen zijn de golven zoals die door Rijkswaterstaat permanent worden gemeten op hun golfmeetstation genaamd ‘Europlatform’, ongeveer 50 km uit de kust. Figuur 5 toont het zogenaamde ‘golfklimaat’ op deze diep-water locatie.

23

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Figuur 5: Golfklimaat bij meetlocatie Europlatform

Een ‘golfklimaat’ beschrijft de golven op een locatie in een soort van taartdiagram, waarbij de lengte van de taartpunt weergeeft hoe vaak golven uit een bepaalde richting voorkomen. Middels kleuren wordt aangegeven hoe hoog die golven dan zijn. In bovenstaande figuur is af te lezen dat golven voornamelijk uit zuidwestelijke of noordelijke richtingen komen, overeenkomend met de windrichting van de overheersende wind hier in Nederland. Dit zijn ook de windrichtingen die horen bij de zwaarste stormen op de Noordzee. Dan komen ook de hoogste golfhoogtes voor van meer dan 5 m. Golven uit richtingen tussen noordoost en zuid komen veel minder vaak voor. Dat komt doordat het minder vaak waait uit deze richtingen. En als dat wel voorkomt, dan blaast de wind over een korte afstand over zee, waardoor de golven niet heel groot kunnen groeien. Met behulp van het computerprogramma SWAN, dat is ontwikkeld aan de Technische Universiteit Delft, is berekend hoe de golven bij Europlatform zich voortplanten naar de kust toe. Figuur 6 laat een voorbeeld zien van een dergelijke berekening. RWS-meetlocatie Europlatform (EP) en uitvoerlocaties Hinderplaat (HP) en Slijkgat (SG) zijn ook weergegeven.

Figuur 6: Berekende golfhoogtes in de kustzone

24

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

De berekening laat duidelijk zien hoe de golfhoogtes naar de kust toe afnemen. Dit is een gevolg van de dissipatie van golfenergie door bodemwrijving. Voor heel veel voorkomende golven op zee zijn dergelijke berekeningen gemaakt om voor de twee locaties in het studiegebied, het lokale golfklimaat te kunnen bepalen. Het resultaat van deze bewerking staat in Figuur 7.

Figuur 7: Golfrozen Hinderplaat (links) en Slijkgat (rechts)

De maximale golfhoogtes zijn zo in het midden van het studiegebied ongeveer de helft van die bij Europlatform en de richtingen waar de golven vandaan komen variëren ook minder. Bij de locatie ter hoogte van de Hinderplaat komen door de ligging ten zuiden van de Slufter en Maasvlakte iets minder golven uit het noorden. Door golfrefractie (golven buigen bij door de vorm van de Maasvlakte en door het ondieper worden naar de kust toe), komen hier nog wel relatief veel golven uit het noordnoordwesten. De locatie ter hoogte van het Slijkgat ligt zuidwestelijker en is daardoor minder afgeschermd door Slufter en Maasvlakte. Een ander type analyse van het golfklimaat betreft de golfenergieflux. Dat zegt iets over de aanwezige golfenergie op een bepaalde locatie en in welke richting die is gericht. Dit is relevant voor de dominante verplaatsingsrichting van zandbanken en platen. Deze is berekend voor beide locaties SG en HP voor zowel de periode vòòr aanleg van MV2 (2004-2011) en de periode erna (2011-2018). Uit deze berekeningen blijkt: •

Op locatie HP is de richting van de inkomende golfenergieflux 300 oN. Dit is over de periode 2004-2011 302oN en over de periode 2011-2018 299oN, een marginaal verschil dat ook het gevolg kan zijn van verschillen in het windklimaat over de genoemde tijdvakken. De absolute grootte van de golfenergieflux over beide perioden varieert minder dan 5% • Op locatie SG komt over de hele periode 2004-2018 de golfenergieflux uit 301oN, terwijl dit respectievelijk uit 302oN en 300oN is voor de periode voor en na aanleg MV2. De absolute grootte varieert minder dan 5%. Hoewel er verschillende windklimaten kunnen zijn geweest in beide periodes is de conclusie dat de aanwezigheid van MV2 geen significante verandering teweeg heeft gebracht in het golfklimaat in het studiegebied. Alleen in het gebiedje direct ten zuiden van de Slufterdamkust zal het golfklimaat wel zijn veranderd door de aanwezigheid van MV2. Hoe dat precies uitwerkt op de zandverspreiding richting Brielsche Gatdam is niet onderzocht.

2.4.2

Getijden

Er zijn een aantal technieken om naar berekende stroombeelden te kijken ten behoeve van morfologisch onderzoek: • •

25

Gedetailleerd beschrijving van de stroompatronen. Vaak wordt er specifiek gekeken naar de momenten van maximale vloedstroom, maximale ebstroom en de beide kenteringen. Het zegt iets over het grootschalige getijverhangsysteem in het gebied. Berekening van de getij-gemiddelde stromingen (reststromingen). Dit kan alleen als het doorgerekende getij “cyclisch” is, dat wil zeggen dat “begin” en “eind” gelijk zijn. Hiervoor bestaan rekenkundige hulpmiddelen. De Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

•

reststromingen geven een indruk van de netto verplaatsing van fijn sediment, hoewel verplaatsing van sediment niet in pas hoeft te lopen met die van water en dus altijd zorgvuldige analyse vergt. Het specifiek analyseren van verschillen in de waterbeweging nabij de bodem en aan de oppervlakte. Dit vraagt om het 3-dimensionaal rekenmodel dat we hier hebben toegepast. Het geeft informatie over hoe het rivierwater zich verspreid in het gebied en het geeft een beeld over de verspreiding van sediment waarbij zand vooral over de bodem wordt getransporteerd en fijner sediment vooral hoger in de waterkolom wordt verplaatst.

•

Berekenen van getijvolume (eb- en vloed) door bepaalde dwarsdoorsneden in het gebied. Dit vertelt iets over de dominantie van de vloed- of de ebstroming en daarmee geeft het een indruk van het de mogelijke verplaatsingsrichting van sediment. Door berekeningen te maken met en zonder rivierafvoer kan zo ook een onderscheid worden gemaakt tussen waterverplaatsingen door getij (het astronomische deel) en de rivierafvoer (het meteorologische deel). • Berekenen van de bodemschuifspanningen. Dit zegt iets over de waarschijnlijkheid dat in een bepaald gebied slib kan wordt afgezet op de bodem of worden weggespoeld. In het kader van dit morfologisch onderzoek zijn al deze gegevens geproduceerd en geanalyseerd. Hieronder worden alleen die aspecten beschreven die voor de morfologische analyses het meest relevant zijn. Stroombeelden Om inzicht te krijgen in de complexe stroming in de Haringvlietmonding is een aantal simulaties uitgevoerd met verschillende bodemliggingen en verschillende spuidebieten van de Haringvlietsluizen. Voor de berekeningen is gebruik gemaakt van een Delft3D rekenmodel. De software van Delft3D is ontwikkeld door Deltares; het model is ontwikkeld in opdracht het samenwerkingsverband tussen aannemers die MV2 hebben gerealiseerd (PUMA). Het model heeft rekencellen van ongeveer 20 m bij 20 m.

Hiermee is in een grote mate van detail de stroming door de geulen en over de platen te berekenen. In de verticaal is gebruik gemaakt van 8 dieptelagen. Met het rekenmodel is een zogenaamd morfologisch getij doorgerekend, waarvan de getijslag iets groter is dan gemiddeld getij. Een dergelijk getij is representatief voor een hele doodtij-springtij cyclus. Dit getij is “cyclisch” gemaakt waardoor rekenresultaten over een getij kunnen worden gemiddeld.

Figuur 8: Delft3D model rekengebied rond de Haringvlietmond

26

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Figuur 8 laat de omvang van het gemodelleerde gebied zien, dat veel uitgebreider is dan alleen het studiegebied zelf. Dat is nodig om een goede aan- en afstroming van het studiegebied te krijgen. Het feit dat in dit model de zandmotor langs de kust van Delfland niet is mee-gemodelleerd is niet relevant omdat deze mega-suppletie geen invloed heeft op het stroombeeld in de Haringvlietmond. Er zijn berekeningen uitgevoerd voor twee detail modelbodems: • De eerste modelbodem is gebaseerd op de werkelijke bodemligging van 2018, zoals ingemeten door Rijkswaterstaat (vaklodingen); • Voor de tweede modelbodem is een combinatie gemaakt van de bodemligging op zee uit het eerste model met de bodemligging in de Haringvlietmonding van 2003. Dit betreft dus een kunstmatige modelbodem, omdat hierin wel Maasvlakte2 is meegenomen (die er in 2003 in werkelijkheid nog niet was). Het doel van deze extra berekening is om in detail te kijken naar het stroombeeld in een situatie met en zonder Bokkegat. Details van beide modelbodems 2018 en 2003, respectievelijk zonder en met de getijgeul ”Bokkegat”, staan hieronder in Figuur 9. Er is uiteindelijk ook nog een berekening uitgevoerd voor de verwachte toekomstbodem in 2030. Resultaten van die berekening worden in hoofdstuk 4 gepresenteerd.

Bokkegat

Figuur 9: Modelbodem voor 2018 (links) en samengestelde modelbodem voor 2003 (rechts)

Voor de eerste berekening is aangenomen dat er geen spuidebieten vanuit het Haringvliet plaatsvinden, dus de waterbeweging is het gevolg van alleen getij. Aan het begin van de vloed, rond laag water, is er in de Haringvlietmonding een stroming met de wijzers van de klok mee. Deze wordt aangedreven door de stroming op zee, die dan zuidwaarts gericht is. Later gedurende de vloedperiode stijgt de waterstand op zee van Laag Water naar Hoog Water. In de omgeving van de Haringvlietsluizen blijft de waterstand wat achter, waardoor er een verhang ontstaat tussen zee en Haringvlietmond. Dit verhang drijft een stroming aan waardoor het gebied zich met zeewater vult. Figuur 10 toont de stroming tijdens vloed, zowel aan het begin van de vloedperiode als op een iets later moment. Er zijn vectoren te zien die de stroomrichting aangeven en de kleuren geven de stroomsnelheid aan. Donkerblauwe gebieden hebben te maken met stroomkentering: het stroomt er vrijwel niet. Overigens zijn niet alle berekende stroomvectoren getoond, omdat dan de figuur onleesbaar wordt. De inzet laat het waterstandsverloop in het Slijkgat in de tijd (in minuten) zien, waarbij de verticale streep het moment aangeeft waarvoor het weergegeven stroombeeld geldt. Witte gebieden in het studiegebied tonen gebieden die boven water liggen en dus niet meedoen met het stroombeeld.

In de linker figuur is het laagwater en valt de Hinderplaat droog; in de rechterfiguur is het (bijna) hoogwater en zijn grote delen van de Hinderplaat in het rekenmodel nat. Aan het begin van de vloed is de stroming op zee zuidwaarts gericht. De waterstand op zee is dan bijna Laag Water en de stijgsnelheid van de waterstand op zee is nog laag. Het water stroomt het gebied in over de zeewaarts gelegen, diepere gedeeltes van de Hinderplaat (“Hinder”) die nog wel onder water staan maar uiteindelijk wordt de stroming gedwongen om zich in de geulen (Slijkgat, Naamloze geul en Hindergeul) te concentreren langs de drooggevallen gedeeltes van de platen (linker figuur in Figuur 10).

27

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Figuur 10: Stroombeeld aan het begin van de vloedperiode (links) en aan het eind (rechts)

Later in de vloedperiode heeft op zee de kentering plaatsgevonden en is de stroming noordwaarts gericht (rechter figuur). Het getij stroomt langs de kop van Goeree, via het Slijkgat richting Haringvlietsluizen. Maar ook over de steeds verder onder water gelopen platen stroomt water de Haringvlietmond in. De stroming blijft echter geconcentreerd in de hoofdgeulen. Figuur 11 toont de berekende waterstanden in het gebied op het eind van de vloedperiode. De waterstanden zijn gegeven ten opzichte van de waterstand in het referentiepunt om de vervallen beter zichtbaar te maken.

Figuur 11: Waterstanden aan het eind van de vloedperiode (vergelijken met rechter figuur in Figuur 10)

De pijlen in bovenstaande figuur tonen de hoofdrichtingen van het verval. Voor relatief eenvoudige stromingssituaties blijkt er een evenwicht te zijn tussen aandrijving van de stroming door verval en een afremming door bodemwrijving. Het kijken naar hellingen in het wateroppervlak (niet zichtbaar met het blote oog) geeft dan een indruk van hoe het water wil stromen. Pas als er sprake is van ingewikkelder stromingsprocessen, zoals spiraalstroming en traagheid, gaat deze redenering niet meer op.

28

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Het gebied ten oosten van de Hinderplaat vult zich gedurende de vloedperiode voornamelijk via de route Slijkgat en over de onder water gelegen gedeeltes van de plaat. Maar ook stroomt er water langs de Haringvlietsluizen en langs de kust van Voorne noordwestwaarts via het voormalige Rak van Scheelhoek. Tegelijkertijd stroomt er water via de naamloze geul en over de platen naar het gebied ten oosten van de Hinderplaat. Waar beide stromingen samen komen, ontstaat een luwtegebied, wat ook wel een wantij wordt genoemd. Het noordelijke gedeelte, de omgeving van de Slufter en de Slikken van Voorne, vormen een redelijk op zichzelf staand gebied, die wordt gevuld via het Hindergat. Er vindt nauwelijks wateruitwisseling plaats met het zuidelijke deel van de monding, zodat ook hier sprake is van een wantij. Omdat uit de berekeningen blijkt dat de stromingen zich inderdaad richten op de richtingen van het grootste verhang in de waterstanden, is het interessant te kijken naar het eventuele schaduw-effect van MV2. Immers, als daar sprake van zou zijn, dan kan dat invloed hebben op de voorkeursrichting van de in- en uitgaande stromingen en daarmee op termijn op de aanwezigheid van bepaalde getijgeulen. Daartoe toont Figuur 12 de berekende waterstanden over een groter gebied.

Figuur 12: Waterstanden aan het eind van de vloedperiode (gebied rondom MV2)

Het effect van MV2 op de waterstanden op zee is te herkennen aan de iets gebogen isolijnen rondom de westzijde van de landaanwinning. De getijstroming moet daar immers omheen, wat vòòr de aanleg hier uiteraard niet het geval was. Toch laten de isolijnen geen duidelijke extra weerstand zien als gevolg van de uitbouw. Grotendeels is dit het gevolg van de bewust gekozen gestroomlijnde vorm. Ook speelt mee dat de zeewaartse uitbouw relatief klein is ten opzichte van de afmetingen van de zuidelijke Noordzee. Rond hoog water, wanneer op zee de stroming langs de kust noordwaarts is gericht, is er een stroming in de Haringvlietmond tegen de wijzers van de klok in. Tijdens de eb periode, wanneer de waterstand op zee daalt, spelen dezelfde verschijnselen als hierboven beschreven zich in omgekeerde volgorde af. Zodra tijdens eb de waterstand gaat dalen, stroomt het water ten oosten van de Hinderplaat zowel langs de noordelijke kortsluitgeultjes als via het Voormalige Rak van Scheelhoek en uiteindelijk door het Slijkgat weg richting Noordzee. Ook blijft het water de ondieptes ten zuiden van de Hinderplaat opzoeken, waarschijnlijk doordat de stroming op zee in eerste instantie nog noordwaarts is gericht. Hoe meer de waterstand daalt, hoe meer de stroming zich concentreert in de geulen en zuidwaarts wegstroomt.

29

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

In Figuur 13 zijn op soortgelijke wijze figuren gepresenteerd aan het begin en eind van de eb periode.

Figuur 13: Stroombeeld aan het begin (links) en aan het eind (rechts) van de ebperiode

Later tijdens de ebfase, wanneer de stroming op zee is gedraaid naar een zuidelijke richting, waardoor ook het verval richting zuiden groter is geworden, richt de uitstroom van de Haringvlietmond zich meer op het Slijkgat (rechterfiguur). Ook het feit dat met een lagere waterstand de stroming zich weer meer in de geulen concentreert speelt hierbij een rol. Het water stroomt vanuit het gebied oostelijk van de Hinderplaat via de oostelijke uitlopers van de Hinderplaat en via het Voormalig Rak van Scheelhoek via het Slijkgat richting Noordzee. Ook is er nog steeds een stroming vanaf het gebied oostelijk van de Hinderplaat via het naamloze geultje naar zee. Het water bij de Slikken van Voorne kiest zijn weg vooral via het Hindergat naar zee. Het verschijnsel dat het water de weg kiest waarin het verval het grootst is, wordt getijordening genoemd. Uiteindelijk zullen (op de grote schaal) de geulen zich ook oriënteren op deze hoofdstroomrichtingen op zee, wat in het algemeen de karakteristieke geulenpatronen in getijde-delta’s verklaart. Op kleinere schalen is de stroming vaak veel complexer, zoals hier in de Haringvlietmond, waarbij de stroming ook wordt beïnvloed door de aanwezigheid van droogvallende platen en waarbij andere stromingsverschijnselen waaronder traagheid van het water een rol speelt.

Reststromingen Naast de vloed- en ebstromingen kan ook gekeken worden hoe het stroompatroon er gemiddeld over een getijperiode uitziet. Dit is mogelijk omdat het getij in het model een zogenaamd cyclisch getij is: de beginsituatie is hetzelfde als de eindsituatie. Door alle berekende stroomvelden te middelen (per rekenpunt) ontstaat dan een reststroombeeld zoals te zien in Figuur 14 (2018-modelbodem). Deze figuur laat de netto stroomrichting zien in de Haringvlietmonding. Over het algemeen zijn deze relatief klein (enkele cm/s) maar er zijn in de geulen duidelijk dominante stroomrichtingen. Dat geeft een indruk van de resulterende transportrichtingen van zwevend (fijn) sediment. De netto stroming in het Slijkgat is zuidoostwaarts gericht, richting de Haringvlietsluizen, terwijl voorlangs de kust van Voorne (voormalig Rak van Scheelhoek) de stroming zeewaarts gericht is. Dit laatste is ook het geval in de kortsluitgeultjes ten noorden van de Hinderplaat. Netto is er in de Haringvlietmonding een stroming tegen de wijzers van de klok in. De sterke noordwaarts gerichte vloed-dominantie over de Bollen van de Ooster heen, nabij de westkop van Goeree valt ook op. Hier wordt in hoofdstuk 3 nader op teruggekomen.

30

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Figuur 14: Getijgemiddelde dieptegemiddelde snelheden - 2018

Invloed van verdwijnen Bokkegat Op vergelijkbare wijze zijn in Figuur 15 en Figuur 16 de stroompatronen tijdens twee momenten bij vloed en twee momenten bij eb weergegeven voor de kunstmatig aangepaste 2003-bodem.

Figuur 15: Stroombeeld aan het begin van de vloedperiode (links) en aan het eind (rechts) - 2003

31

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Figuur 16: Stroombeeld aan het begin van de ebperiode (links) en aan het eind (rechts) voor 2003

Ten opzichte van de eerdere resultaten met de 2018-bodem valt de belangrijke rol van het Bokkegat op bij het vullen en ledigen van de Haringvlietmonding. Waar het voormalig Rak van Scheelhoek in 2018 mede zorgt voor het vullen en ledigen van het gebied oostelijk van de Hinderplaat via de route door het Slijkgat en langs de Haringvlietsluizen, wordt dit gebied in 2003 hoofdzakelijk gevoed via het Bokkegat. Ook de minder hoge Hinderplaat in de 2003 modelbodem, zorgt ervoor dat het water over een breder gebied kan in- en uitstromen en minder gedwongen wordt om via de geulen te stromen. Het verdwijnen van het Bokkegat heeft dus een grote invloed gehad op de manier waarop de getijstroming in het gebied plaatsvindt. In Figuur 17 is het netto stroomveld weergegeven met de bodemligging van 2003.

Figuur 17: Getijgemiddelde dieptegemiddelde snelheden voor de kunstmatige 2003-bodem

Een vergelijking met het reststroombeeld van 2018 geeft het volgende beeld: • •

32

Het Slijkgat, in 2003 breder en lokaal nog minder diep, heeft een oostwaarts gerichte reststroom (net als in 2018); Het Bokkegat, in 2018 niet langer aanwezig, zorgt in 2003 eveneens voor een netto aanvoer van water (en fijn sediment) de Haringvlietmonding in; Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

•

•

Het voormalige Rak van Scheelhoek, in 2003 bijna 2 keer zo breed als in 2018, laat in 2003 nauwelijks een netto stroming zien. Waar in 2018 deze geul helpt om het gebied ten oosten van de Hinderplaat te vullen, wordt in 2003 deze functie ingevuld door het Bokkegat. Daarnaast was de invloed van de Hinderplaat op het stroombeeld in 2003 kleiner vanwege zijn kleinere oppervlakte en hoogte; De stroming in de kortsluitgeultjes in het noordelijke gedeelte van de monding laat een vergelijkbaar zeewaartse netto stroomrichting zien.

Berekende bodemschuifspanning Als water over een bodem stroomt, dan wordt er energie overgedragen van de stroming op de bodem. De mate waarin kan inzichtelijk worden gemaakt met de bodemschuifspanning. Als deze groot is, zal de energieoverdracht leiden tot uitschuring van de bodem: sedimentdeeltjes komen dan in de waterkolom terecht en worden verplaatst. Als de bodemschuifspanning laag is, kunnen zwevende sedimentdeeltjes uitzakken en op de bodem blijven liggen. Figuur 18 toont de berekende maximale bodemschuifspanning die per rekenpunt gedurende het getij optreedt.

Figuur 18: Maximale bodemschuifspanning over de getijdecyclus (geen rivierafvoer)

Gebieden met grote bodemschuifspanningen zijn een indicatie dat daar veel erosie plaatsvindt, terwijl lagere bodemschuifspanningen gebieden aangeven met voornamelijk depositie. Hoe lang een bepaalde maximale (en minimale) bodemschuifspanning achtereen optreedt is ook van belang. Het getoonde voorbeeld laat zien dat de berekende maximale bodemschuifspanning in bijvoorbeeld het Rak van Scheelhoek redelijk hoge waarden heeft (0,1 – 0,5 N/m2). Desondanks is de bodem van deze geul slibbig. De verklaring daarvoor is dat de getoonde maximaal optredende bodemschuifspanningen maar zeer kort optreden gedurende het getij (maximaal half uur), waardoor sediment daar alsnog redelijk veel tijd heeft om ook weer uit te zakken. Uit de berekeningen blijkt dat vooral in de geulen hoge bodemschuifspanningen optreden, terwijl meer richting de Haringvlietsluizen de bodemschuifspanningen lager zijn. De hier getoonde resultaten gelden voor alleen getij, dus geen rivierafvoer. Zodra er water wordt gespuid nemen de bodemschuifspanningen bij het sluizencomplex toe waardoor lokaal afgezet slib weer zal worden opgewoeld en afgevoerd. In de literatuur worden kritische waarden gehanteerd van 0,2 N/m 2 voor erosie en 0,1 N/m2 voor depositie van slibdeeltjes.

Vooral de daadwerkelijke kritische waarde voor het uitschuren van een slibbige waterbodem is sterk afhankelijk van de samenstelling en compactheid van het bodemsediment, waarvan hier niets bekend is. Stevig samengepakt sediment zal een hogere bodemschuifspanning kunnen weerstaan dan sediment wat minder is samengepakt. Ook speelt de variatie over de tijd, en de duur daarvan, van alle mogelijk optredende hydrodynamische

33

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

omstandigheden een grote rol bij de vraag of er slib of zand op de bodem kan blijven liggen. Om daar meer over te kunnen zeggen is veel onderzoek nodig, waarbij ook intensief zal moeten worden gemeten. Ook het voormalig Rak van Scheelhoek vertonen redelijk hoge waarden, maar deze treden maar zeer kort op gedurende het getij (maximaal half uur), zodat het sediment daar redelijk veel tijd heeft om ook weer uit te zakken. Rivierafvoer In paragraaf 2.4.2 is gekeken naar een situatie zonder Haringvlietafvoer. Dagen met een daggemiddelde afvoer onder 10 m3/s komen gemiddeld 25 keer per jaar voor. In ongeveer een kwart van de jaren komt dit nooit voor, maar er zijn ook droge jaren geweest dat dit tussen de 80 en 90 dagen per jaar is voorgekomen (2003 en 2011). Om te kijken naar het effect van de Haringvlietafvoer op de stroming in de monding, worden in deze paragraaf de resultaten gepresenteerd van een modelberekening met een 75-percentiel daggemiddelde Haringvlietafvoer van 650 m3/s. Deze waarde wordt 25% van de dagen, dus ongeveer 3 maanden per jaar, overschreden. Deze afvoer is in de modelberekening als spuidebiet voorgeschreven rond laag water, zolang de waterstand buiten onder de NAP +0,4 m blijft. Dit is de langjarig gemiddelde waterstand van het Haringvliet. Berekeningen zijn ook gemaakt voor 50% en 99% percentiel afvoeren maar deze worden hier niet gepresenteerd.

Waar relevant in de morfologische beschouwing wordt er gebruik gemaakt van de modelresultaten. Rond laag water wordt de stroming in de monding, met de klok mee, versterkt door het zoete spuidebiet uit het Haringvliet. Deze versterkt de stroming door het Slijkgat, terwijl de stroming door het voormalige Rak van Scheelhoek juist iets afneemt. In Figuur 19 is het stroombeeld aan het begin van de vloedperiode weergegeven (links) en tevens het netto stroombeeld als gevolg van het spuidebiet. Dit laatste is berekend door het verschil te berekenen in de stroming zonder en met spuidebiet. De effecten die in dit figuur zijn te herkennen zijn zowel ten gevolge van het spuidebiet zelf en een dichtheidsgedreven stroming die wordt aangedreven door het verschil in saliniteit ter plaatse van de Haringvlietsluizen (zoet) en op zee (zout). Let op de aangepaste kleurenschaal in de figuur rechts, omdat die stroomsnelheden in het algemeen veel kleiner zijn dan de getijstroomsnelheden.

Figuur 19: Stroombeeld aan het begin van de vloedperiode (links) en netto effect spuidebiet (rechts)

De (vloed-)stroomsnelheden in het Slijkgat nemen af omdat de vloedstroom op dit moment in de getijcyclus wordt ‘weggedrukt’ door het spuidebiet vanuit de Haringvlietsluizen. Anders dan in de situatie zonder spuidebiet, vult de monding bij opkomend tij niet alleen met water vanaf zee, maar nu ook vanuit het Haringvliet. De zeewaartse stroming in het voormalige Rak van Scheelhoek wordt op dit moment van het getij juist versterkt. Dit effect houdt volgens de berekeningen aan totdat de Haringvlietsluizen weer sluiten. In de oostelijke Haringvlietmond laat het model geen sterke gelaagdheid zien: het zoutgehalte is ongeveer gelijk boven en onder in de waterkolom (goede menging). Dit komt vooral doordat het zoete water in de berekeningen waarbij meerdere getijden achter elkaar zijn doorgerekend, blijft ‘hangen’ nabij de Haringvlietsluizen, waardoor in het geval dat er gespuid wordt, het zoete water uit het Haringvliet mengt met het al zoete water aan de zeezijde. Vanaf dat moment,

34

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

totdat de Haringvlietsluizen weer openen bij dalend tij, komt de stroming overeen met de situatie met permanent gesloten sluizen. In Figuur 20 is het stroombeeld en het netto-effect als gevolg van spuien weergegeven aan het eind van de ebperiode.

Figuur 20: Stroombeeld aan het begin van de ebperiode (links) en netto-effect spuidebiet (rechts)

Ten opzichte van de situatie zonder spuidebiet nemen de zeewaartse stroomsnelheden in het Slijkgat toe. Ook de oorspronkelijk richting de Haringvlietsluizen gerichte stroming in het voormalige Rak van Scheelhoek wordt door het spuidebiet tegengehouden, wat resulteert in zeewaarts gerichte stroming langs de kust van Voorne. Hoewel de netto stroomsnelheden hier groter zijn, stroomt het grootste deel van het spuidebiet via het Slijkgat naar zee. Illustratief is hierbij om ook om te kijken naar het getijvolume van de Haringvlietmond (dat is het watervolume van het gebied tussen laag en hoog water). Dit bedraagt ongeveer 100 miljoen m 3. In het geval van de 50-percentiel afvoer is het spuivolume ongeveer 7% van dit totaal. Bij een 75-percentiel afvoer neemt dit toe tot ongeveer 30%, terwijl bij een 99-percentiel afvoer dit zelfs meer dan 1,5 keer zo groot is. Dit geeft aan dat in het geval van een hoog spuidebiet de invloed van de rivierafvoer (veel) dominanter wordt dan de getijstroming. Tenslotte toont Figuur 21 het getijgemiddelde stroombeeld voor de 75% percentiel rivierafvoer (dus rivierafvoer plus getij). Het bovenbeschreven beeld is hier duidelijk in te herkennen.

Figuur 21: Getijgemiddelde dieptegemiddelde snelheden

35

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Netto debieten door geuldoorsneden Een andere manier om naar het netto-effect van de uitstroom van rivierwater te kijken is door de netto debieten door een aantal raaien en deelraaien te beschouwen. Figuur 22 toont waar het rivierwater naar toe stroomt bij drie verschillende spuivolumes (50, 75 en 99 percentielen). De getallen tonen het verschil van de berekende netto volumes voor een aantal dwarsraaien ten opzichte van de situatie waarin niet gespuid wordt. Een negatieve waarde geeft aan dat er door die raai puur als gevolg van het spuien (dus exclusief getijstroom) het debiet netto zeewaarts is gericht, terwijl een positieve waarde een oostwaartse richting impliceert.

Figuur 22: Verdeling van de spuivolumes over de Haringvlietmond (in 10 6 m3/getij) voor verschillende spuidebieten

Voor laag tot gemiddelde spuidebieten (links) valt op dat het voormalig Rak van Scheelhoek een groot deel van het spuidebiet afvoert, ongeveer 50% van het totale spuidebiet. Het Slijkgat trekt dan ongeveer 25% en de rest van het debiet stroomt over de platen en ondieptes langs de kust (bodemhoogte hoger dan NAP -2 m) richting zee weg. Dit zijn echter relatief kleine watervolumes ten opzichte van het getijdebiet. Bij de hogere rivierafvoeren (middelste en rechter figuren) is het beeld omgekeerd. Dan stroomt het meeste rivierwater (68%) via het Slijkgat naar zee en slechts 25% (75percentiel) of 20% (99-percentiel) via het voormalig Rak van Scheelhoek naar het noorden. De rest stroomt dan uit over de platen en ondieptes. Zodra er veel rivierwater wordt gespuid is kennelijk de weg met de minste weerstand die via het Slijkgat. Het is aannemelijk dat als gevolg van de aanzanding die ook na 2018 is doorgegaan, de weerstand voor het uitstromen van rivierwater via het rak van Scheelhoek nog verder is toegenomen waardoor het aandeel van het Slijkgat bij de afvoer van rivierwater zal zijn toegenomen. Zoals eerder opgemerkt, laat het getijgemiddeld stroombeeld zonder afvoer een stroming tegen de wijzers van de klok in zien.

Bij een terugkeerperiode van 50 percentiel is het spuidebiet onvoldoende om dit significant te beïnvloeden en stroomt het water mee langs het Voormalig Rak van Scheelhoek. Bij hoge spuidebieten kan er als het ware gewoon niet meer water door het voormalig Rak van Scheelhoek en over de omliggende ondiepe gebieden wegstromen. Dan is de uitweg van gespuid rivierwater via het diepere Slijkgat energetisch gezien eenvoudiger, ondanks dat de uitstroomrichting van het Slijkgat minder goed gericht is op het grootschalige getijverhangsysteem op zee (de eerdergenoemde getijordening). Kennelijk is de hoge rivierafvoer niet in staat om de ‘noordelijke route’ langs de kust van Voorne bij wijze van spreken ‘open’ te houden. Dit is een belangrijke constatering voor de morfologische toekomstvoorspelling in hoofdstuk 4.

2.4.3

Overige stromingsverschijnselen

Naast golven, getijden en spuidebieten zijn er nog andere stromingsverschijnselen die hieronder kort worden behandeld. In de computermodellen van het getij is wind niet meegenomen (in de berekeningen voor de golfvoortplanting wel). Wind zorgt langs de kust voor windopzet en als die ruimtelijk varieert kunnen er verhangen in de waterstand ontstaan die weer een stroming kunnen veroorzaken. In een complex gebied als de Haringvlietmonding zal zich dit ook wel kunnen voordoen tijdens stormen, maar omdat dit incidentele en tijdelijke verschijnselen zijn, hebben ze op de morfologische trends naar alle waarschijnlijkheid weinig invloed. Naast stroming door ruimtelijk variabele windopzet kan wind een 36

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

stroming veroorzaken als gevolg van de schuifspanning die de bewegende lucht uitoefent op het wateroppervlak. Stroomsnelheden aan de oppervlakte kunnen daarbij oplopen tot 1 à 3 % van de windsnelheid, dus pas bij zware storm ontstaan hierdoor stroomsnelheden van enkele decimeters per seconde. Een heel zeldzaam verschijnsel is de meteo-tsunami. Op 29 mei 2017 vond dit fenomeen plaats langs de Nederlandse kust. Waar de standaard tsunami’s meestal het gevolg zijn van plotselinge bewegingen van een aardplaat (aardbevingen) worden de meteo-tsunami’s veroorzaakt door een plotselinge drukverandering in de atmosfeer. In dit geval waren deze het gevolg van een buienlijn die zich langs de kust voortbewoog van Zeeland naar Noord-Holland en even voor 6 uur Hoek van Holland passeerde. Deze zorgde met name in Rockanje voor schade. Aangezien dit fenomeen erg zeldzaam is, is het niet relevant om in deze studie te beschouwen. Daarnaast heeft ook menselijk handelen invloed op de stroming. Men kan dan denken aan scheepvaart van en naar de haven van Stellendam. Varende schepen veroorzaken hek- en boeggolven en ook de scheepsschroeven zorgen lokaal voor een stroming. Omdat deze waterbewegingen altijd tijdelijk en zeer lokaal van karakter zijn heeft dit geen invloed op de grootschalige morfologie van het gebied.

Alleen heel lokaal kunnen waterverplaatsingen door varende schepen invloed hebben op bijvoorbeeld oeverafkalving of geulwandinstabiliteit.

2.5

Analyse van bodemliggingsgegevens

In deze paragraaf wordt specifiek gekeken naar de morfologische veranderingen die zijn waargenomen in de periode vanaf 2003 (zijnde het eerste jaar na 2000 waarvoor dieptegegevens in het hele studiegebied beschikbaar zijn). Het is voor het maken van voorspellingen immers minder relevant om de verschillende processen te analyseren van de voorafgaande periode waarin het systeem zich in een verstoorde fase bevond (fase 2 in Figuur 2). Er zijn een aantal technieken om naar bodemliggingsgegevens te kijken: •

• • •

•

Sedimentatie/erosie kaarten van het gebied. Dit zijn verschilkaarten in de bodemligging van twee vaklodingen. Het laat zien waar gebieden dieper zijn geworden (erosie) en waar ondieper (sedimentatie). Patronen die daarin te herkennen zijn, laten iets zien over de verandering in de lay-out van bepaalde morfologische elementen. - paragraaf 2.5.1 Uit sedimentatie-erosiekaarten kan worden afgeleid hoeveel sediment er in een specifiek gebied is bijgekomen of weggegaan (kuberingen). Soms zegt dit ook iets over waar het sediment vandaan komt of naartoe is verplaatst. – paragraaf 2.5.1 Voor de verschillende vaklodingen (2003 – 2018) zijn overlays gemaakt van de dwarsdoorsneden. Dit leert iets over de vervorming van platen en geulen en de snelheid waarmee dit ruimtelijk gebeurt. – paragraaf 2.5.2 Hypsometrische curves zijn figuren die laten zien hoeveel oppervlakte van een specifiek gebied onder een bepaalde diepte (of hoogte) ligt. Door deze curves van verschillende jaren in 1 figuur te tekenen, ontstaat een beeld hoeveel hectaren van een bepaalde dieptezone in een bepaalde periode zijn bijgekomen of verdwenen. Dit is vooral relevant voor habitattypering. – paragraaf 2.5.3 Het berekenen van de oppervlakte onder laag water van geuldoorsneden.

Omdat er een lineair verband bestaat tussen het getijvolume door de geul en het oppervlak van de natte doorsnede, vertelt dit iets over de stabiliteit van een geul. -paragraaf 2.5.4.

In het kader van deze morfologische studie zijn deze gegevens allemaal geproduceerd. Hieronder worden alleen die resultaten getoond die bijdragen aan het verklaren van de waargenomen morfologische veranderingen.

2.5.1

Sedimentatie/erosie

Als de dieptes van een gebied die zijn opgemeten in twee verschillende jaren van elkaar worden ‘afgetrokken’, dan is het resultaat een sedimentatie/erosie kaart. Figuur 23 laat een voorbeeld zien voor de periode 2003 – 2009: in roodtinten staan de gebieden die in deze periode ondieper zijn geworden (dat wil zeggen sedimentatie); in blauwtinten de gebieden die dieper zijn geworden. Hoe donkerder de kleurtint, des te groter de bodemverandering. Opgemerkt wordt dat in de figuur de zuidelijke contour van MV2 is ingetekend, maar die was in deze periode nog niet gerealiseerd. Ook ontbreekt een stuk kust langs Goeree waar de gegevens uit 2003 voor ontbreken. De getallen in de figuren verwijzen naar kuberingen, waarover hierna meer. Wat opvalt is de verdieping van de vooroever met gemiddeld 10 cm per jaar. Dit was ook te zien voor 2003 en is te relateren aan de afsluitingswerken van de Haringvliet. Ten tweede is het vlekkerige patroon te zien ten zuiden van de Slufter. Dit heeft te maken met opschuivende kortsluitgeulen en zandbanken en is vergelijkbaar met de morfologische 37

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

dynamiek hier vòòr 2003. De langgerekte rode vlek ten noorden van het Slijkgat is lokale verondieping die te maken heeft met het oostwaarts opschuiven van de Hinder en de Hinderplaat. De ‘blauwe vlek’ eronder (pijl) laat zien hoe hier de voormalige getijgeul Bokkegat opschuift maar in de breedte wel steeds meer wordt ‘geknepen’.

Figuur 23: Erosie-sedimentatiekaart 2003-2009 (6 jaar)

De onderstaande Figuur 24 laat de bodemveranderingen zien voor de periode 2009-2018. De kleuren zijn iets feller, wat een grotere bodemaanpassing suggereert, maar het betreft hier een verschilperiode van 9 jaar in plaats van 6 jaar. Wat verder opvalt is dat de hoofdpatronen vrijwel hetzelfde zijn gebleven. Dat wil zeggen: doorgaande verdieping van de vooroever, een verder oostwaarts opschuiven van Hinderplaat en een kleinschaliger mozaïek van bodemveranderingen direct ten zuiden van de Slufter/MV2 kust. Opgemerkt wordt dat de ‘rode vlek’ bij het pijltje de stortlocatie aangeeft voor de baggerspecie uit het Slijkgat. De bodem op deze stortlocatie is 2-3 m ondieper geworden en er lijkt sprake van geringe verplaatsing van het gestorte sediment in noordwaartse richting (als gevolg van de aanwezige getijstromingen). Er zijn ook duidelijke verschillen in de patronen tussen beide periodes. Het Slijkgat is in de periode 2009-2018 dieper (pijl in Figuur 24). Dit komt vermoedelijk enerzijds door het aanhouden van een grotere baggerdiepte en anderzijds door natuurlijke processen in en rondom de geul. Ten aanzien van dit laatste: de kust van Goeree is breder geworden, dat wil zeggen zeewaarts opgeschoven richting de geul. Daardoor is de geul als het ware ook noordwaarts ‘geduwd’.

Aan de noordzijde van het Slijkgat schuiven ondieptes en platen naar het zuiden, waardoor de geul ingeklemd is komen te liggen tussen zandaanvoer van beide kanten. Bij een kleinere beschikbare breedte wordt een geul dan vaak iets dieper wat te zien is in de figuur. Wat verder opvalt in Figuur 24 is de sterke “sedimentatie” op de Groene Punt (aangegeven met pijltje in de figuur). Dit is het gevolg van de in 2009-2010 aangebracht duin- en strandsuppletie van respectievelijk 2,4 en 0,58 miljoen m 3 (zwakke schakel Groene Punt).

38

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Figuur 24: Erosie-sedimentatiekaart 2009-2018 (9 jaar)

Een analyse van de sedimentatie-erosiepatronen geeft geen inzicht in hoeveel sediment met die veranderingen gemoeid is. Daarvoor is het nodig om inhoudsberekeningen te maken van de bodemveranderingen: kuberingen. De getallen die in de voorgaande figuren staan geven de netto veranderingen van de sedimentinhoud over het betreffende tijdvak. De getallen horen bij de omkaderde kuberingsvakken. Deze vakken zijn precies dezelfde voor de verschillende meetjaren. Het bovenste cijfer geeft de netto verandering van het sedimentvolume over de hele periode (in miljoen m 3; + bij sedimentatie, - bij erosie); het onderste cijfer geeft de gemiddelde waarde per jaar. Hier wordt alleen ingegaan op de cijfers van het grote kuberingsvak: het kleinere vak wordt in paragraaf 3.2.2 nader toegelicht. In de periode 2003-2009 is sprake van een interne herverdeling van sediment van de vooroever naar de kust. Dit is nog steeds een reactie op de afsluiting van het Haringvliet (Elias e.a., 2019, bijlage A). In de periode na 2009 komt er netto sediment bij (namelijk 9,84 miljoen m3, of 1,09 miljoen m3 per jaar gemiddeld). Een deel van deze toename komt door de ongeveer 3 miljoen m3 zandsuppletie uit 2009-2010 rond de Groene Punt (verspreid over het tijdvak van 9 jaar is dat 0,3 miljoen m3/j – locatie aangeduid met pijltje in Figuur 24).

De resterende (afgerond) 7 miljoen m3 (0,8 miljoen m3/j) heeft een andere bron. De strandsuppleties die zijn uitgevoerd langs de kust van Goeree (Tabel 2) hebben net als de aanlanding van zandbanken vanaf de vooroever van de Grevelingenmonding (Bollen van de Ooster) aan de uitbouw van de kust van Goeree bijgedragen. Hierover is zeer recent gerapporteerd in een studie van Deltares (Elias, mei 2021, concept) waaruit blijkt dat deze sedimentbron gemiddeld over meerdere jaren (afgerond) 0,2 miljoen m 3/j bedraagt. Dit staat min of meer los van de uitgevoerde suppleties op de westkop van Goeree. Immers: als die suppleties niet waren uitgevoerd, dan zou het zand zijn ‘geleverd’ door de kust wat dan zou hebben geresulteerd in kustlijnachteruitgang. Het uitgevoerde baggerwerk in het Slijkgat resulteert in een afname van het sedimentvolume omdat het gebaggerde sediment is verplaatst naar buiten het kuberingsvak. Het gebaggerde volume bedroeg in de periode 2003-2009 gemiddeld 0,3 miljoen m3/j en daarna ongeveer 0,5 miljoen m3/j: een toename van 0,2 miljoen m3/j. Zonder deze bijdrage zou de netto sedimentatie in het kuberingsvak dus 0,2 miljoen m3/j meer zijn geweest.

Samenvattend: in tegenstelling tot de periode vòòr 2009 is er in de periode daarna sprake geweest van een natuurlijke sedimentatie van ongeveer 1 miljoen m3/j (namelijk 1,1 (resulterend) – 0,3 (kunstmatige suppleties Voorne) + 0,2 (baggerwerk Slijkgat)).

39

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

De invloed van de aanleg van MV2 De vraag rijst of de sterk toegenomen sedimentatie na 2009 te maken heeft met de aanleg van MV2 in 2009/2010. Rond die tijd verdween de voormalige getijgeul “het Bokkegat”. Dit proces is goed te zien in onderstaande figuur met de bodem uit 2009 links en de bodem in 2015 rechts. Het verdwijnen van het Bokkegat, restant van de grote getijgeul uit de tijd van voor de afsluiting van het Haringvliet, werd al voorspeld in o.a. Steijn 2000. Het betreft weliswaar een geleidelijk proces van vele jaren, maar na ongeveer 2012 werd de versmelting van Hinderplaat met de zuidelijker gelegen Garnalenplaat een feit, zoals in de bodem van 2015 hieronder goed is te zien. Deze samenvoeging van platen tot het huidige Hinderplaat-complex heeft zijn weerslag gehad op het stroombeeld (paragraaf 2.4.2) en het golfklimaat ten oosten van de Hinderplaat. De getij-gemiddelde stroomsnelheden nemen in het gebied voor de kust van Voorne af waardoor fijn sediment makkelijker kan bezinken. De geconstateerde toename van de sedimentatie na 2009 is dus niet per se het gevolg van de aanleg van MV2, maar het gevolg van morfologische aanpassingen die in gang zijn gezet na de afsluiting van het Haringvliet.

Dit is ook de conclusie in Van der Spek en Elias (2019) waarin wordt gesteld dat de grootschalige veranderingen nog steeds primair het gevolg zijn van de aanpassing aan de afsluitingen en niet door MV2. De landaanwinning heeft nu vooral een lokaal effect op de precieze wijze hoe zand vanaf de MV2 zuidkust naar binnen wordt verplaatst ter hoogte van de zuidpunt van de Slufter (Figuur 37).

Bokkegat

Figuur 25: Bodemligging 2009 (links) en 2015 (rechts)

Er zijn ook kuberingen gemaakt voor specifieke deelgebieden, zoals van alle platen die boven NAP -1 m uitsteken (Figuur 26). Links in onderstaande figuur geeft de rode contour aan welke plaatgebieden dat waren in 2018: het betreft voornamelijk de Hinderplaat. Voor alle jaartallen zijn apart de NAP -1 m dieptecontouren bepaald (dus geen vaste omlijning). In de rechterfiguur is te zien dat het volume sediment boven NAP-1 m in 2003 nog 0,5 miljoen m3 bedroeg en dat in 2018 ongeveer 3 miljoen m3 was: een toename van 2,5 miljoen m 3 in 15 jaar tijd (ongeveer 170,000 m3/j). De totale plaatoppervlakte boven NAP -1 m nam in diezelfde periode toe van 1,8 km2, naar 5,1 km2. Dit betekent dat de

Figuur 26: Veranderingen inhoud en oppervlakte Hinderplaat 2003-2018 40

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

gemiddelde “dikte” van het Hinderplaat-complex in 2003 nog 28 cm bedroeg en dat dit in 2018 ruim twee keer zoveel is geworden: 59 cm. Wat ook opvalt is dat volume en oppervlakte redelijk lineair in de tijd verlopen: er is weinig significante afvlakking of versnelling. Er is namelijk altijd een onnauwkeurigheidsmarge rondom de metingen, waardoor de ‘knikjes’ in de twee curves binnen de onnauwkeurigheidsmarge vallen. Als gevolg van de veranderingen in de plaatmorfologie veranderen ook de zogenaamde droogvalpercentages. Dat is de relatieve tijdsduur (bijvoorbeeld in een heel jaar) dat een bepaald oppervlakte van het plaatareaal droogvalt. Dit is onder andere belangrijk voor de in het gebied veel voorkomende groep van steltlopers die voor hun foerageren mede afhankelijk zijn van de platen. De beste foerageermogelijkheden zijn er op plaatgebieden die 30% – 70% van de tijd droogvallen. In onderstaande figuur staan de berekende droogvalpercentages voor de verschillende jaren. Dit is gedaan door op ieder punt in het hele gebied (inclusief stranden) het tijdsverloop van de waterstanden uit het hydrodynamisch model te vergelijken met de hoogte van dat punt. Hetzelfde is gedaan door niet naar dat ene getij uit het model te kijken maar naar langjarige waterstandsmetingen (HA10). Dat leidde niet tot een andere conclusie.

De totale oppervlakte dat 30% - 70% droogvalt is in de periode van 2003 tot 2009 met ongeveer 100 ha toegenomen. Nog eens ongeveer 100 ha komt erbij in de periode 2009 - 2018 (totaal dan ca 700 ha). Het knikje in de curves komt overigens door het specifieke tijdsverloop van de eb in het gesimuleerde getij. Er zit namelijk enige “agger” in het tijdsverloop rond NAP -0,7 m.

Figuur 27: Oppervlakte platen met droogvalpercentages 2003-2018

Als alleen de los van de kust liggende platen worden beschouwd dan is ook sprake van een geleidelijke toename van het totale areaal in de droogvalklasse 30-70%: namelijk van 65 ha in 2003 naar 270 ha in 2018 (gemiddeld 14 ha/j erbij).

2.5.2

Dwarsprofielen

In de voorgaande paragrafen is vooral gekeken naar volumes en oppervlakte. Voor het begrijpen wat er is gebeurd is het ook belangrijk te kijken naar vervormingen van bodemprofielen en dat kan het beste door dwarsprofielen te tekenen van de bodemligging. Dat wordt gedaan langs vaste raaien. Er zijn raaien getrokken dwars op de Brielsche Gatdam (B1 tot en met B12), dwars op de Hinderplaat (H1 t/m H12), dwars op het Slijkgat (S1 t/m S24) en dwars op de kust van de overgang MV2 naar Slufterkust (MV1 t/m MV86). Deze laatste serie was primair bedoeld om de kleinschaliger morfologische veranderingen die hier plaatsvinden goed te kunnen bekijken. Van slechts enkele raaien worden hieronder de dwarsdoorsneden weergegeven en kort besproken. 41

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Brielsche Gatdam De dwarsprofielen voor één van de raaien staan hieronder weergegeven voor de periode 2003-2018. Duidelijk te zien zijn de verschillende banken en platen die doorsneden worden door de verschillende kortsluitgeulen. De doorgaande migratie van de bankjes richting Brielsche Gatdam (naar ‘rechts’) is duidelijk herkenbaar. De migratiesnelheid bedraagt gemiddeld 30 tot 50 m per jaar, afhankelijk van dwarsraai en zandplaat plaat. Deze verplaatsingssnelheid blijft gedurende de hele periode tamelijk constant.

Figuur 28: Gemeten bodemprofielen loodrecht op Brielsche Gatdam 2003 – 2018

Hinderplaat Het oostwaarts opschuiven van de Hinderplaat na de afsluiting van het Haringvliet is in vrijwel alle rapporten over de morfologie van dit gebied beschreven en verklaard. Ook de bodemgegevens van 2003 tot en met 2018 laten dit algemene beeld zien. Er zijn wel verschillen in het noordelijk, het middelste en het noordelijke deel van de huidige Hinderplaat. Dat komt deels door de algehele verondieping van het gebied waarin de Hinderplaat beweegt. Hierdoor zijn verschillende platen aan elkaar gegroeid met de huidige langgerekte en gekromde vorm als resultaat. De figuur linksboven in Figuur 29 toont de profielen over het zuidelijk deel van de Hinderplaat. In 2003 is nog duidelijk het diepere profiel te zien van het toenmalig Bokkegat: één van de restanten van het oude geulenstelsel in het gebied van vòòr de afsluiting van het Haringvliet. Stapsgewijs is deze geul vanuit zee opgevuld met zand afkomstig vanaf de vooroever. Rond 2015 is de geul geheel verdwenen uit het profiel. De vooroever is in de periode 2003-2018 met ongeveer 600 m opgeschoven. De figuur rechtsboven laat zien hoe de Hinderplaat op deze dwarsdoorsnede sinds 2009 hoger is geworden (met ongeveer 1,5 m tot net boven NAP +1m). In tegenstelling tot het grootschalige oostwaarts migreren van de Hinderplaat is daar op deze locatie geen sprake van: het hoogste punt blijft in sinds 2003 nagenoeg op dezelfde plek.

De dwarsprofielen in de figuur linksonder laten de oostwaartse verplaatsing zien van het noordelijk deel van de Hinderplaat (vanaf 2003 met gemiddeld 50 m/j) en het gestaag ondieper worden van het gebied tussen de Hinderplaat en de kust van Voorne. Dit laatste betreft het verondiepen van de overblijfselen van de voormalige getijgeul Rak van Scheelhoek. Dit proces startte direct na de afsluiting van het Haringvliet rond 1970 gaat nog steeds door (van 2003 – 2018 is de sedimentatiesnelheid 5 – 10 cm/j).

42

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Tenslotte de figuur rechtsonder die laat zien dat de Hinderplaat sinds 2009 hier ongeveer een meter hoger is geworden en dat het richting kust is verbreed (met ongeveer 1 km sinds 2009). Deze groei van de Hinderplaat of deze dwarsdoorsneden heeft tot gevolg dat rondstroming in het gebied (zoals beschreven in paragraaf 2.4) hier minder ‘ruimte’ heeft gekregen. Het gevolg daarvan is dat stroomsnelheden kunnen zijn toegenomen (het water moet immers door een kleiner ‘gat’). De opname van 2018 suggereert een geringe verdieping pal voor de kust. Dit het gevolg zijn van deze toenemende stroomsnelheden waardoor lokaal uitschuring kan plaatsvinden.

Figuur 29: Dwarsprofielen op vier locaties dwars op de Hinderplaat

Slijkgat en kust Goeree Figuur 30 toont de profielen voor vier raaien van zee (linksboven) tot nabij haven Stellendam (rechtsonder). De figuur linksboven laat zien hoe de kust van Goeree hier bijna 300 m breder is geworden. Tussen de duinvoet (NAP +2 m) en een diepte van ongeveer NAP -3 m is in totaal 1100 m3/m sediment bijgekomen na 2006. Hierbij wordt aangetekend dat in werkelijkheid het zandvolume in de verschillende kustdoorsneden ook afhangt van de fase waarin de zandgolven zich langs de kust verplaatsen. De ‘golfsgewijze uitbouw van de kust van Goeree had ook plaatsgevonden als er niet of minder was gesuppleerd: de aanvoer van zand was dan gerealiseerd door aanlanding van zandbanken vanaf de Bollen van de Ooster of van de kust zelf die dan in (onacceptabele) kustachteruitgang op de westkop had geresulteerd. Op bijna 3 km uit de kust is het Slijkgat nog niet goed te zien in het bodemprofiel, behalve in 2018 wanneer een smalle verdieping tot NAP -6,5 te zien is. Waarschijnlijk heeft die te maken met uitgevoerd baggerwerk op deze locatie. De figuur rechtsboven laat zien hoe ook de kust op deze doorsnede zeewaarts uitbouwt (6-10 m/j). Hierin is geen duidelijke trendbreuk te herkennen in de periode vanaf 2003. Het Slijkgat zelf verplaatst met deze kustuitbouw mee.

De lokale verdieping in het midden van de geul van 2015 tot 2018 kan te maken hebben met een verandering van stroombeeld als gevolg van morfologische veranderingen elders in het gebied. De dwarsprofielen linksonder laten juist een landwaartse verplaatsing zien van de geulwanden. Op ongeveer NAP -4 m is dit zelfs 40 m in de periode 2015-2018. Aan de noordkant van de geul zien we het effect van de uitbouw van een ondiepte die onderdeel uitmaakt van het huidige Hinderplaat-complex. Wat ook opvalt in deze profielen is het ontstaan van een ongeveer 2 meter hoge ‘rug’ in het middel van het Slijkgat. Dit is vaak een teken dat de vloed en ebstromen door de geul zich beginnen te splitsen: de vloedstroom concentreert zich dan aan de zuidkant en de ebstroom meer aan de noordzijde. Per saldo neemt het totale doorstroom oppervlak dan ook toe, omdat een geul meer ruimte vraagt als de vloed en ebstromen niet dezelfde doorsnede gebruiken (ook wel de efficiëntie van een geul genoemd).

43

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Tenslotte is in de figuur rechtsonder het effect te zien van het onderhoudsbaggerwerk: er is sprake van een relatief smal profiel dat reikt tot ongeveer NAP -6 m of NAP-5,5 m; vrij constant over de jaren. De verondieping aan de noordzijde van de vaargeul laat een vrij constant beeld zien: in elke periode van 3 jaar wordt het ongeveer 30 cm ondieper. Dit zou tot gevolg kunnen hebben dat lozing van veel rivierwater door de Haringvlietsluizen thans grotere stroomsnelheden genereert dan zeg 20 jaar geleden. Dit kan ook aanleiding zijn voor plotselinge verondieping van de vaargeul als tijdens dergelijke condities de relatief steile wanden van de gebaggerde vaargeul instabiel worden.

Figuur 30: Dwarsprofielen op vier locaties dwars op het Slijkgat (en kust van Goeree)

Overgang Maasvlakte 2 en Slufterkust Tenslotte twee dwarsprofielen dwars op de kust bij de overgang van MV2 richting Brielsche Gatdam (Figuur 31). Op de onderstaande linkerfiguur is goed te zien dat het Hindergat een ongeveer 200 m brede geul is met een diepte tot onder NAP -6m. Opvallend is dat hier het profiel van de geul over de hele periode 2003-2018 nagenoeg hetzelfde is gebleven: zowel qua positie, breedte als diepte. Aan de zuidkant van deze kortsluitgeul (links in de figuur) is verondieping te zien na 2012. Hier bouwt een zandplaat op van honderden meters breed en ongeveer een meter hoog (tot rond NAP -1m). Wat ook uit deze profielen en die van aanliggende dwarsraaien blijkt zijn de vele kleinere en kortstondiger vormen in het profiel. Dat bevestigt dat in dit gebied veel kleinere morfologische eenheden vormen, vervormen en zich verplaatsen. Iets verder ‘het hoekje om’ geeft alweer een iets ander beeld (zie rechter figuur). Op deze locatie is geen sprake van verondieping aan de zuidzijde van de geul in de beschouwde periode. Wel is de maximale diepte van het Hindergat hier met 2 m afgenomen in de periode 2003-2006.

Figuur 31: Dwarsprofielen dwars op de kust bij de overgang van MV2 richting Brielsche Gatdam 44

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

2.5.3

Hypsometrische gegevens

Voor de effectbepaling is het naast inhoud en oppervlakten ook belangrijk te kijken naar eventuele veranderingen in verschillende diepte- en hoogtezones. Dat kan het beste worden geïllustreerd met zogenaamde ‘hypsometrische curves’, zoals hieronder in Figuur 32 voor het grootste deel van het studiegebied. Het zijn onderschrijdingscurves, die laten zien hoeveel oppervlakte van het gebied onder een bepaalde diepte ligt. De figuur laat bijvoorbeeld zien dat van de totale 10.000 ha er ongeveer 8000 ha onder NAP 0m ligt. Door oppervlakte tussen bepaalde dieptes van elkaar af te trekken ontstaat een beeld van de oppervlakte tussen twee dieptes. Zo ligt bijvoorbeeld anno 2018 ongeveer 2800 ha tussen NAP -1 m en NAP -3 m. Vergelijking van deze curves voor verschillende jaren geeft in één oogopslag de grootschalige veranderingen in het gebied. Schuift de curve in de tijd voor bepaalde dieptezones naar links (of omhoog), dan betekent dat sedimentatie. Er komt dan immers minder oppervlakte onder een bepaalde diepte, of omgedraaid: méér oppervlakte boven een bepaalde diepte (dus ondieper, dus sedimentatie). Zo is vooral na 2009 het gebied dat boven NAP ligt met ongeveer 200 ha toegenomen (waarna het tot 2018 vrij constant is gebleven). Verschuift de curve in de tijd naar rechts (of naar beneden), dan gebeurt het omgekeerde: er is dan op die dieptes sprake van verdieping.

Zo is bijvoorbeeld de oppervlakte dieper dan NAP-5 m (dat is vooral de vooroever) in de hele periode toegenomen met ongeveer 200 ha.

Figuur 32: Hypsometrische curves hele mondingsgebied inclusief kust Goeree 2003 – 2018

Onderstaande tabel geeft voor het hele gebied (totale oppervlakte 10000 ha), de veranderingen in de oppervlakte van enkele specifieke dieptezones. Ook hieruit blijkt dat de oppervlakte van de ondiepere zones gestaag zijn toegenomen. Het gebied boven NAP -1 m is in de hele periode 2003-2018 met maar liefst ongeveer 500 ha toegenomen, vooral van het intergetijde platenareaal (los van de kust).

45

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

Tabel 4: Oppervlakten in hectares per jaartal en voor verschillende dieptezones

Dieptezone z<-10 -3>z>-10 -1>z>-3 +1>z>-1 +1>z>-1 (platen) +1>z>-1 (strand) +2>z>+1 z>+2

2003 331 4292 2910 1015 168 848 506 873

2006 370 4171 2900 1063 247 817 439 983

2009 393 4053 2959 1079 305 775 519 924

2012 386 3923 2911 1203 372 830 555 950

2015 380 3854 2902 1246 414 832 550 996

2018 359 3789 2801 1418 514 904 567 993

Detail van de vooroever Er zijn hypsometrische curves gemaakt voor verschillende deelgebieden, zoals van de vooroever in Figuur 33. In dit gebied is de sedimentinhoud over de periode 2003-2018 met bijna 1 miljoen m3/j afgenomen. Deze grootschalige erosie vond plaats tussen ongeveer NAP -3 m en NAP -8 m, zijnde het gebied waar de golven die in een gemiddeld jaar voorkomen invloed hebben op de bodem. Dit betekent dat de vorm van de vooroeverbodem in deze dieptezone nauwelijks is veranderd. Vrijwel het hele vak is bijna 1 meter dieper geworden. Dit betekent niet dat de vooroever als “morfologische element” dieper is geworden. Het gebied waarover de sedimentinhoud is berekend heeft immers vaste grenzen voor elk meetjaar. Dit deel van de vooroever is feitelijk onvervormd oostwaarts opgeschoven. Dit gaat niet op voor het ‘diepere deel van de actieve vooroever’, ongeveer tussen NAP -8 m en NAP -12 m (Figuur 35), waar de invloed van de gevolgen kleiner is vanwege de grotere diepte. Alleen de meest hoge golven beroeren hier de bodem. Omdat die golven weinig voorkomen duurt het langer voordat dit deel van de onderwaterbodem ook mee opschuift richting het oosten.

Figuur 33: Hypsometrische curves van de vooroever

46

Datum: 27 januari 2022

ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B

2.5.4

Oppervlakte geulprofielen

Uit verschillende studies is gebleken dat de doorstroomoppervlakte van een getijgeul, A c, ongeveer lineair evenredig is met het volume water, P, dat elk getij door die dwarsdoorsnede stroomt: A c = constante * P (Stive et.al., 2010). Het oppervlak wordt meestal onder het niveau van NAP bepaald (gemiddelde zeespiegelstand). De waarde van de constante is ongeveer 80*10-6 m-1. De aanwezigheid van golven of specifieke asymetrieën in de getijstroming hebben invloed op de constante en ook op de lineairiteit van de relatie. Voor de geulen in het Rijn/Maasmondgebied hebben Van de Kreeke en Haring (1979) veel onderzoek gedaan. Zij constateren dat de invloed van eventuele rivierafvoer op de waarde van de constante gering is (behalve voor typische getijrivieren, waar in het studiegebied geen sprake van is. Anderen, zoals Gerritsen et.al, (1990) hebben gekeken naar de invloed van golven op de evenwichtsoppervlakte. Zij constateren dat de Figuur 34: Dominante getijvolume versus de gemeten oppervlakte oppervlakte van de doorsnede iets grote is van de geuldoorsnede onder NAP -2 m (ongeveer 10%) bij geulen die onder invloed staan van golfwerking. Tenslotte blijkt uit een analyse van o.a. Steijn voor de Westerschelde dat geulen een iets grotere dwarsdoorsnede hebben als de vloed- en de ebstromen door de geul verschillende banen hebben (interne getijdominantie).