22 05 Reflectie Toekomst Haringvlietmonding Achtergrondrapport AB Kustonderzoek Haringvlietmonding
Tekst van het document
Onderzoek aanzanding kust Haringvlietmonding ACHTERGRONDRAPPORT Toekomstige morfologische ontwikkelingen Effecten waterveiligheid, ecologie, economie en leefbaarheid
Eindversie blok A en B 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Contactpersoon TANYA HUIZER Senior projectleider
M +31611798730 E tanya.huizer@arcadis.com
Dit project is uitgevoerd in opdracht van:
Dit project is uitgevoerd door:
2
Datum: 27 januari 2022
Arcadis Nederland B.V. Postbus 4205 3006 AE Rotterdam Nederland
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Inhoudsopgave 1
2
3
3
Inleiding
11
1.1
Achtergrond van het studiegebied
11
1.2
Wat is er al bekend?
12
1.3
Globale aanpak en leeswijzer
14
Recente morfologische ontwikkelingen
15
2.1
Typering en deelgebieden
15
2.2
Huidig beleid
16
2.2.1
Kustlijnhandhaving
16
2.2.2
Onderhoud vaargeul naar Stellendam
18
2.2.3
Spuien rivierwater Haringvlietsluizen
19
2.3
Introductie fysische processen
20
2.4
Analyse van de waterbeweging
23
2.4.1
Golven
23
2.4.2
Getijden
25
2.4.3
Overige stromingsverschijnselen
36
2.5
Analyse van bodemliggingsgegevens
37
2.5.1
Sedimentatie/erosie
37
2.5.2
Dwarsprofielen
41
2.5.3
Hypsometrische gegevens
45
2.5.4
Oppervlakte geulprofielen
47
Synthese morfologie
49
3.1
Inleiding
49
3.2
Analyse van maatgevende fysische mechanismen
49
3.2.1
Vooroever
49
3.2.2
Overgangsgebied MV2 - Hindergat
51
3.2.3
Gebied ten zuiden van Brielsche Gatdam
54
3.2.4
Gebied tussen Hinderplaat en MV2 kust
55
3.2.5
Hinderplaat-complex
57
3.2.6
Gebied tussen Hinderplaatcomplex en Haringvlietdam
60
3.2.7
Slijkgat en kust van Goeree
62
3.2.8
Samenvattend beeld – hele studiegebied
65
3.3
Beleidsrelevante deelgebieden
66
3.3.1
Slikken van Voorne
66
3.3.2
Kust van Voorne
67
3.3.3
Haringvlietdam
68
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
3.3.4
4
Kust van Goeree
68
Toekomstige morfologische veranderingen
69
4.1
Inleiding
69
4.2
Toekomstige morfologie bij “Brede kust van Voorne”
72
4.3
Toekomstige morfologie bij “Geul bij Groene Punt”
77
4.4
Toekomstige morfologie bij “Twee geulenstelsel”
81
4.5
Effect zeespiegelstijging op zeer lange termijn (2100)
85
5
Antwoorden onderzoeksvragen morfologie
86
6
Effectstudie kustveiligheid
94
6.1
Inleiding
94
6.2
Huidige situatie
94
6.3
Effecten op kustveiligheid
97
7
8
4
Effectstudie ecologie
113
7.1
Inleiding
113
7.2
Afbakening en morfologische ontwikkelingen in relatie tot ecologie
115
7.2.1
Scenario 1 Brede kust van Voorne
115
7.2.2
Scenario 2 Geul bij Groene Punt
116
7.2.3
Scenario 3 Twee geulenstelsel
118
7.2.4
Clustering van natuurwaarden
119
7.2.5
Overige uitgangspunten en aannames
121
7.3
Referentiesituatie en staat van instandhouding
123
7.4
Effecten op ecologie
142
7.5
Doorkijk naar scenario’s 2 en 3
156
7.5.1
Scenario 2: Geul bij Groene Punt
156
7.5.2
Scenario 3: Twee geulen systeem
156
Effectstudie economie & leefbaarheid
157
8.1
Inleiding
157
8.2
Huidige situatie
158
8.2.1
Toerisme en recreatie
158
8.2.2
Scheepvaart en visserij
167
8.2.3
Leefbaarheid
172
8.3
Morfologische ontwikkelingen en indicatoren economie & leefbaarheid
174
8.3.1
Scenario 1 Brede kust van Voorne
174
8.3.2
Scenario’s 2 en 3
175
8.4
Effecten op economie en leefbaarheid
176
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
8.4.1
Effecten toerisme en recreatie
176
8.4.2
Effecten scheepvaart en visserij
179
8.4.3
Effecten leefbaarheid
183
8.5
Doorkijk naar scenario’s 2 en 3
186
8.5.1
Scenario 2: Geul bij Groene Punt
186
8.5.2
Scenario 3: Twee geulen systeem
187
Referenties
188
Bijlage A Samenvatting bestaande literatuur: morfologie
193
Bijlage B Leefstijlvindermethode
200
5
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Tabellen Tabel 1: Suppleties langs de kust van Voorne sinds 1973
17
Tabel 2: Suppleties langs de kust van Goeree van 1966-2016
17
Tabel 3: Suppleties langs de Slufterdamkust en MV2 kust
18
Tabel 4: Oppervlakten in hectares per jaartal en voor verschillende dieptezones
46
Tabel 5: Oppervlakten van vijf geuldoorsneden voor 6 verschillende jaren (in m 2)
47
Tabel 6: Getijvolumes voor de Zuidelijke tak, Noordelijke tak, en totale doorsnede
48
Tabel 7: Netto sedimentatie per periode van 2003-2018
52
Tabel 8: Scenario 1: verwachte verandering in arealen van bepaalde diepte-klassen - 2025 en 2030
76
Tabel 9: Scenario 1: verwachte verandering in arealen van bepaalde diepte-klassen 2040, 2050 en 2060
77
Tabel 10: Scenario 2: verwachte verandering in arealen van bepaalde diepte-klassen 2025 en 2030
80
Tabel 11: Scenario 2: verwachte verandering in arealen van bepaalde diepte-klassen 2040, 2050 en 2060
81
Tabel 12: Scenario 3: verwachte verandering in arealen van bepaalde diepte-klassen 2025 en 2030
83
Tabel 13: Scenario 3: verwachte verandering in arealen van bepaalde diepte-klassen 2040, 2050 en 2060
84
Tabel 14: Verwachte verandering in arealen van bepaalde diepte-klassen 2025 en 2030
87
Tabel 15: Verwachte verandering in arealen van bepaalde diepte-klassen 2040, 2050 en 2060
87
Tabel 16. Overzicht van onderzoeksvragen kustveiligheid
94
Tabel 17: Overzicht van onderzoeksvragen ecologie
113
Tabel 18: Scenario 1: verwachte verandering in oppervlakte van bepaalde diepte-klassen – 2025, 2030, 2040, 2050 en 2060. 115 Tabel 19: Morfologische ontwikkelingen voor de verschillende locaties die zijn weergegeven in figuur 96 (scenario 1). 116 Tabel 20: Scenario 2: verwachte verandering in oppervlakte van bepaalde diepte-klassen – 2025, 2030, 2040, 2050 en 2060. 117 Tabel 21: Verschillen morfologische ontwikkelingen ten opzichte van scenario 1 in 7.2.1
118
Tabel 22: Scenario 3: verwachte verandering in oppervlakte van bepaalde diepte-klassen – 2025, 2030, 2040, 2050 en 2060. 118 Tabel 23: Verschillen morfologische ontwikkelingen ten opzichte van scenario 1 in 7.2.1.
119
Tabel 24: Overzicht van de relevante natuurwaarden voor relevante Natura 2000-gebieden. X = kwalificeert voor dit Natura 2000-gebied. Aanwijzingsbesluiten en veegbesluit zijn hierin meegenomen. 120 Tabel 25: Beschrijving van de relevante dieptezones voor de groepen aan de hand van de huidige situatie.
124
Tabel 26: Scenario 1: beschrijving van de mogelijke veranderingen als gevolg van de ontwikkelingen van de morfologie.
143
Tabel 27: Overzicht van de relevante natuurwaarden voor relevante Natura 2000-gebieden en de verwachte ontwikkeling in tijd voor scenario’s 1, 2 en 3.
149
Tabel 28: Overzicht van onderzoeksvragen
157
Tabel 29: Voorkeuren fysieke omstandigheden natuurbeleving per functie en gebruikersgroep
162
Tabel 30: Fysieke omstandigheden water- en strandbeleving per functie en gebruikersgroep (o.b.v. expert judgement) 164 Tabel 31: Scheepspassages bij de Goereesesluis in de jaren 2015-2020.
167
Tabel 32 Overzicht per regio van de gemiddelde dagelijkse bestedingen (zeilboot (ZB) of motorboot (MB)) per boot, en de totale gemiddelde dagelijkse bestedingen per boot en per opvarende (de Bruin, A.H. en Klinkers, P.M.A., 1994) 168 Tabel 33: Werk en economie cijfers Gemeentes Brielle, Hellevoetsluis, Nissewaard en Westvoorne
169
Tabel 34: NOVA-Afslagcijfers garnalen 2013-2017
169
6
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Tabel 35: Visafslagcijfers 2013-2017
170
Tabel 36: Inwoners Voorne-Putten en Goeree-Overflakkee (LISA & CBS)
172
Tabel 37: Ontwikkeling bedrijfsvestigingen en arbeidsplaatsen Voorne-Putten en Goeree-Overflakkee (LISA, 2021) 172 Tabel 38 Relevante morfologische indicatoren en de veranderingen in scenario 1 ten opzichte van de huidige situatie 174 Tabel 39: Relevante morfologische indicatoren en de veranderingen in scenario 2 en 3 ten opzichte van de huidige situatie. 175 Tabel 40: Doorkijk naar scenario 2 (indicatieve score t.o.v. scenario 1)
186
Tabel 41: Doorkijk naar scenario 3 (indicatieve score t.o.v. scenario 1)
187
Figuren Figuur 1: Studiegebied
11
Figuur 2: Conceptueel model van de aanpassingen op een buitendelta na afsluiting van het zeegat
13
Figuur 3: Baggervolumes Slijkgat 1983-2020
19
Figuur 4: Percentage van de tijd dat de daggemiddelde afvoer hoger is dan 1460 m3/s vanaf 1985
20
Figuur 5: Golfklimaat bij meetlocatie Europlatform
24
Figuur 6: Berekende golfhoogtes in de kustzone
24
Figuur 7: Golfrozen Hinderplaat (links) en Slijkgat (rechts)
25
Figuur 8: Delft3D model rekengebied rond de Haringvlietmond
26
Figuur 9: Modelbodem voor 2018 (links) en samengestelde modelbodem voor 2003 (rechts)
27
Figuur 10: Stroombeeld aan het begin van de vloedperiode (links) en aan het eind (rechts)
28
Figuur 11: Waterstanden aan het eind van de vloedperiode (vergelijken met rechter figuur in Figuur 10)
28
Figuur 12: Waterstanden aan het eind van de vloedperiode (gebied rondom MV2)
29
Figuur 13: Stroombeeld aan het begin (links) en aan het eind (rechts) van de ebperiode
30
Figuur 14: Getijgemiddelde dieptegemiddelde snelheden - 2018
31
Figuur 15: Stroombeeld aan het begin van de vloedperiode (links) en aan het eind (rechts) - 2003
31
Figuur 16: Stroombeeld aan het begin van de ebperiode (links) en aan het eind (rechts) voor 2003
32
Figuur 17: Getijgemiddelde dieptegemiddelde snelheden voor de kunstmatige 2003-bodem
32
Figuur 18: Maximale bodemschuifspanning over de getijdecyclus (geen rivierafvoer)
33
Figuur 19: Stroombeeld aan het begin van de vloedperiode (links) en netto effect spuidebiet (rechts)
34
Figuur 20: Stroombeeld aan het begin van de ebperiode (links) en netto-effect spuidebiet (rechts)
35
Figuur 21: Getijgemiddelde dieptegemiddelde snelheden
35
Figuur 22: Verdeling van de spuivolumes over de Haringvlietmond (in 106 m3/getij) voor verschillende spuidebieten 36 Figuur 23: Erosie-sedimentatiekaart 2003-2009 (6 jaar)
38
Figuur 24: Erosie-sedimentatiekaart 2009-2018 (9 jaar)
39
Figuur 25: Bodemligging 2009 (links) en 2015 (rechts)
40
Figuur 26: Veranderingen inhoud en oppervlakte Hinderplaat 2003-2018
40
Figuur 27: Oppervlakte platen met droogvalpercentages 2003-2018
41
Figuur 28: Gemeten bodemprofielen loodrecht op Brielsche Gatdam 2003 – 2018
42
Figuur 29: Dwarsprofielen op vier locaties dwars op de Hinderplaat
43
Figuur 30: Dwarsprofielen op vier locaties dwars op het Slijkgat (en kust van Goeree)
44
7
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Figuur 31: Dwarsprofielen dwars op de kust bij de overgang van MV2 richting Brielsche Gatdam
44
Figuur 32: Hypsometrische curves hele mondingsgebied inclusief kust Goeree 2003 – 2018
45
Figuur 33: Hypsometrische curves van de vooroever
46
Figuur 34: Dominante getijvolume versus de gemeten oppervlakte van de geuldoorsnede onder NAP -2 m
47
Figuur 35: actieve deel van de vooroever (profielen 2003 – 2018)
50
Figuur 36: Sedimentverplaatsingen vooroever
50
Figuur 37: bovenaanzicht strandhaak. Luchtfoto 2 maart 2021
51
Figuur 38: Kleinschalige volumeveranderingen van vastomlijnd gebied
52
Figuur 39: Maximale vloedstroming (links) en maximale ebstroming (rechts) Hindergat en naamloze geul
52
Figuur 40: Getijgemiddelde stroming Hindergat en naamloze geul
53
Figuur 41: Mogelijk maatgevende sedimenttransporten – gebied rondom Hindergat. A: Situatie na aanleg Slutterdepot; B: Situatie na aanleg MV2 53 Figuur 42: Mogelijk maatgevende sedimenttransporten – gebied voor Brielsche Gatdam
55
Figuur 43: Mogelijk maatgevende sedimenttransporten – gebied tussen Slufterkust en Hinderplaat
56
Figuur 44: Berekend stroombeeld maximale vloed (links) en maximale eb (rechts); rol van Naamloze Geul
56
Figuur 45: Berekende diepte-gemiddelde stromingsvectoren
57
Figuur 46: JARKUS profielen bij Groene Punt (RSP 10.15 km)
58
Figuur 47: Detail van de sedimentatie / erosie van Hinderplaat-complex 2015-2018 (links) en 2009-2012 (rechts)
58
Figuur 48: Mogelijk maatgevende sedimenttransporten –Hinderplaat
59
Figuur 49: Verondieping 1970 - 2015 over een raai getrokken door het Rak van Scheelhoek
60
Figuur 50: Details van sedimentatie/erosiekaarten 2015-2018 (links) en 2006-2009 (rechts) – sedimentatiegebied
61
Figuur 51: Vloedstroming (geen rivierafvoer) bij Kwade Hoek 2018 (links) en 2003 (rechts)
61
Figuur 52: Mogelijk maatgevende sedimenttransporten – vooroever kust van Voorne
62
Figuur 53: Luchtfoto van aanlandingsproces Bollen van de Ooster op kust van Goeree (februari 2021)
63
Figuur 54: Detail stroombeeld ter hoogte van de kop van Goeree (links: max vloed; rechts; max eb)
63
Figuur 55: Sedimentatie-erosie detail Kust van Goeree en Slijkgat 2006-2018
64
Figuur 56: Mogelijk maatgevende sedimenttransporten – Slijkgat
65
Figuur 57: Conceptueel model van de dominante sedimenttransporten
66
Figuur 58: Gekerfde duinen bij de Groene Punt
66
Figuur 59: Plaatareaal boven NAP -1 m voor 2003 (links), 2009 (midden) en 2018 (rechts)
67
Figuur 60: Voetafdrukken in het slib op het strand van Voorne
67
Figuur 61: Illustratieve schetsen van de drie tipping points
70
Figuur 62: schematische weergave geulwanden Groene Punt
72
Figuur 63: Mogelijk toekomstige bodem anno 2025 - Scenario 1
73
Figuur 64: Mogelijk toekomstige bodem anno 2030 - Scenario 1
74
Figuur 65: Mogelijk toekomstige bodem anno 2060 - Scenario 1
74
Figuur 66: Hypsometrische curves van de geschetste toekomstbodem – scenario “Brede kust van Voorne”
75
Figuur 67: Berekende stroomsnelheden 2030: links vloedstroom, rechts ebstroom
76
Figuur 68: Waargenomen en voorspelde veranderingen in oppervlakten van bepaalde dieptezones – scenario 1
77
Figuur 69: Mogelijk toekomstige bodem anno 2025 - Scenario 2
78
Figuur 70: Mogelijk toekomstige bodem anno 2030 - Scenario 2
79
8
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Figuur 71: Mogelijk toekomstige bodem anno 2060 - Scenario 2
79
Figuur 72: Hypsometrische curves van de geschetste toekomstbodem – scenario “Geul bij Groene Punt”
80
Figuur 73: Waargenomen en voorspelde veranderingen in oppervlakten van bepaalde dieptezones – scenario 2
81
Figuur 74: Mogelijk toekomstige bodem anno 2030 - Scenario 3
82
Figuur 75: Mogelijk toekomstige bodem anno 2060 - Scenario 3
83
Figuur 76: Waargenomen en voorspelde veranderingen in oppervlakten van bepaalde dieptezones – scenario 3
84
Figuur 77: Gemeten bodemveranderingen op ongeveer 1 km afstand van de Haringvlietdam
88
Figuur 78: Berekende maximale bodemschuifspanning in deelgebied Brielsche Gat: 2018 (link) en 2030 (rechts)
89
Figuur 79: Morfologie mondingsgebied Grevelingen anno 2012
91
Figuur 80: Debiet door spuisluizen tijdens Kier-variant proef januari 2019 (Deltares, 2019)
93
Figuur 81 Dijktraject Brouwersdam - Stellendam
95
Figuur 82: Referentieprofielen voor 2020, 2026 (25 meter kustachteruitgang) en 2031 (50 meter kustachteruitgang) 99 Figuur 83: Mogelijke toekomstige veranderingen in kustprofiel RSP 10.020 (Voorne) voor 2020, 2026 en 2031. Voor 2031 zijn er twee extreme situaties: ‘E1’ en ‘E2’. 101 Figuur 84: Mogelijke toekomstige veranderingen voor ‘Brede kust’ in kustprofiel RSP 10.020 (Voorne) voor 2031.
102
Figuur 85: Weergave van mogelijk te verwachten primaire duinontwikkeling naar 2060
103
Figuur 86: Berekend afslagprofiel - huidige situatie 2020
105
Figuur 87: Berekend afslagprofiel - referentie situatie 2031
106
Figuur 88: Berekende afslagprofielen – geul voor de kust 2026 en 2031 met twee extreme varianten
107
Figuur 89: Duinversterking bij situatie 2031-E2
108
Figuur 90: Berekende afslagprofielen – positieve situatie met bredere kust 2031
109
Figuur 91: Tijdsverloop van het restvolume voor gemeten profielen 2011 – 2015
110
Figuur 92: Tijdsverloop van het restvolume voor gemeten profielen 2011 – 2020
110
Figuur 93: Tijdsverloop van het restvolume voor gemeten profielen 2011 - 2031
111
Figuur 94: Schematische weergave van de gevolgde methodiek.
114
Figuur 95: Ligging van Natura 2000-gebieden (groen) in het effectgebied.
114
Figuur 96: Mogelijke toekomstige bodem anno 2060 voor scenario 1.
115
Figuur 97: Mogelijke toekomstige bodem anno 2060 voor scenario 2.
117
Figuur 98: Mogelijke toekomstige bodem anno 2060 voor scenario 3.
119
Figuur 99:Schematische weergave methodiek met daarin aangegeven welke delen in deze paragraaf worden behandeld (deel binnen de cirkel).
123
Figuur 100: Habitattypenkaart van de Natura 2000-gebieden Duinen Goeree & Kwade Hoek, Voordelta en Voornes Duin. 141 Figuur 101: Schematische weergave methodiek met daarin aangegeven welke delen in paragraaf 7.4 worden behandeld (deel binnen de cirkel).
142
Figuur 102: Aandeel leefstijlen onder de inwoners van Voorne-Putten
159
Figuur 103: Theoretische vaargeul in het Slijkgat
171
Figuur 104: Ontwateringsdiepte huidig klimaat Provincie Zuid-Holland (Provincie Zuid-Holland, 2019)
173
Figuur 105: Gedetailleerd stroombeeld aan de oppervlakte voor afgaand tij in combinatie met 50 percentiel spuidebiet 177 Figuur 106 Verlegging van de vaargeul aan de zeewaartse rand van het Slijkgat na 2006 (Demaritime, 2011)
179
Figuur 107 tijdsverloop sedimentatie - erosie (rood – blauw) aan de zeewaartse kant van het Slijkgat.
180
Figuur 108: Schematische weergave van een groeiend zoetwaterlens
186
9
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
10
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
1
Inleiding
1.1
Achtergrond van het studiegebied
Het mondingsgebied van het Haringvliet wordt begrensd door de Haringvlietdam in het oosten en de kusten van Maasvlakte-2 (MV2), Voorne en Goeree in respectievelijk het noorden, het noordoosten en het zuiden. De zeewaartse begrenzing wordt gelegd op NAP -12 m. Dat is de diepte waarboven de invloed van golven op de beweeglijkheid van de zeebodem merkbaar wordt (zoals te zien in Figuur 35). De wetenschap die de dynamiek van zeebodem, stranden en duinen onderzoekt heet morfologie. In het vervolg van dit rapport wordt daarom over morfologie gesproken als het gaat om de veranderingen in de vorm van de onder- en bovenwaterbodem. In dit gebied liggen de stranden van Goeree en Voorne, de bijzondere slikken en schorren voor de Brielsche Gatdam, de uitgestrekte strandvlaktes van de Kwade Hoek, de duinen die bescherming bieden aan het achterland en de vaargeul naar de haven van Stellendam: het Slijkgat. Figuur 1 toont het gebied met daarbij de aanduiding van namen en (in geel) kilometeraanduiding langs de kusten van Voorne en Goeree volgens het RijksStrandPalen-stelsel (RSP). Het geultje dat in de figuur wordt aangeduid als ‘kortsluitgeul’ wordt in dit rapport “Naamloze Geul” genoemd. De Hinderplaat die in dit onderzoek een belangrijke rol speelt, verwijst naar het platencomplex ten zuiden van deze Naamloze geul.
De platen en bodemvormen die te zien zijn tussen Hindergat en Naamloze geul (Figuur 37) worden in sommige referenties aangeduid als “noordelijke Hinderplaat”. Die aanduiding wordt hier niet gevolgd, omdat de platen en vele bodemvormen in dit gebied een andere genese kennen en gedomineerd worden door andere fysische mechanismen dan de (oorspronkelijke) Hinderplaat.
Naamloze geul
Figuur 1: Studiegebied
11
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Het gebied wordt actief beheerd, dat wil zeggen dat de kustlijn gehandhaafd wordt op vooral de koppen van Goeree en Voorne (Groene Punt). De duinen worden op veel plaatsen ‘dynamisch’ beheerd, wat inhoudt dat zand vanaf het strand vrij het achterland in mag stuiven. Ook het Slijkgat wordt actief beheerd en door middel van baggeren op diepte gehouden. Voor het overige is sprake van een natuurlijke morfo-dynamische ontwikkeling: zandbanken veranderen continu van vorm, zoals de Hinderplaat, en voormalige stroomgeulen worden langzaamaan ondieper zoals het Rak van Scheelhoek of verdwijnen helemaal zoals het voormalige Bokkegat. Het aanwezige sediment verplaatst onder invloed van golven en stroming wat leidt tot kortstondige morfologische veranderingen (bijvoorbeeld na een storm) of trendmatige veranderingen zoals de duidelijk waar te nemen sedimentatie in grote delen van het gebied.
In dit gebied zijn veel grote civieltechnische werken uitgevoerd die de morfologische ontwikkeling van het gebied in meer of mindere mate hebben beïnvloed: • Afsluiting Brielsche Maas en ontstaan Brielsche Meer (1950) • Afdamming Brielsche Gat en ontstaan Oostvoornse Meer (1966) • Aanleg Maasvlakte (1964 – 1971) • Afdamming Haringvliet en ingebruikname van de Haringvlietsluizen (spuisluizen) (1970) • Aanleg baggerspeciedepot “De Slufter”, dichtmaken Gat van de Hawk en baggeren van het Hindergat (1986/1987) • Aanleg tweede Maasvlakte (2008-2010) Als reactie op deze werken is de morfologie van het gebied wezenlijk verandert. De meest zichtbare effecten van de afsluiting van het Brielsche Gat en het veel grotere Haringvliet zijn: • Erosie van het zogenaamde ‘deltafront‘ (het gebied aan de zeewaartse kant van het mondingsgebied), • Opbouw van omvangrijke zandbanken aan de zeewaartse rand, • Opvullen van de voormalige getijgeulen, • Bijdraaien van de zeewaartse delen van die getijgeulen. Met deze morfologische aanpassingen is erg veel sediment verplaatst: ongeveer 50 miljoen m3 sediment is volgens peilingen afgezet in verschillende delen van het studiegebied (Elias et al., 2017). Dat is ongeveer een miljoen m3 sediment per jaar.
Een aanzienlijk deel hiervan bestaat uit fijn sediment (slib) dat in het zeewater zit en in de stromingsluwe zones van de getijgeulen is afgezet, in het bijzonder het Rak van Scheelhoek. Alleen tijdens stormen, wanneer er zand vanaf de duinen en stranden van de kust van Voorne wordt afgeslagen, is er zand afgezet in de geul. Eenmaal afgezet als dunne laagjes zand kon dit zand niet meer terug naar de kust, zodat er in de eerste jaren na de afsluiting van het Haringvliet erosie langs grote delen van de kust van Voorne heeft plaatsgevonden (Van Vessem, 1996). Dit was aanleiding voor een strandsuppletie in 1986 die ter plaatse van Rockanje werd uitgevoerd als zandbanket tegen de duinvoet aan. Door de afsluiting van de Grevelingen (gereed in 1971) ontstond ook op de rand van het mondingsgebied van de Grevelingen een uitgestrekt platensysteem. Dit platensysteem, Bollen van de Ooster genaamd, heeft in de loop der jaren een vergelijkbare langgerekte vorm gekregen als de Hinderplaat lange tijd heeft gehad. Naast de ‘grote afsluitingen’, zijn in het noordelijk deel van het studiegebied landaanwinningen uitgevoerd, zoals de Maasvlakte in 1970, het baggerspeciedepot “De Slufter” in 1986 en Maasvlakte 2 in 2010 (gereed 2013). Deze landaanwinningen hebben invloed gehad op het lokale stroom- en golfbeeld en beïnvloeden daarmee ook de bodemligging van het gebied.
De vraag dient zich aan welke effecten deze morfologische veranderingen kunnen hebben op ecologie, waterveiligheid, scheepvaart, recreatie en gebiedsbeleving. Die effecten kunnen van invloed zijn op de toekomstperspectieven van het gebied.
1.2
Wat is er al bekend?
In de afgelopen decennia zijn verschillende morfologische onderzoeksrapporten verschenen waarin een beschrijving en verklaring wordt gegeven voor de waargenomen morfologische veranderingen. Er is in wetenschappelijke literatuur consensus over de oorzaak en de achterliggende fysische processen van de waargenomen morfologische veranderingen. Dat neemt niet weg dat voor sommigen die geen toegang hebben tot die literatuur het niet altijd evident is wat nu precies wat heeft veroorzaakt. Een weliswaar gedateerde maar complete reconstructie van hetgeen er is gebeurd in de Haringvlietmonding staat in Stam et.al. (2002) of Cleveringa (2006). Een meer recente beschrijving staat in Colina (2020), Elias et.al. (2017) en Vander Spek et.al (2021). Bijlage A van dit rapport geeft een korte weergave van deze documenten. Kort samengevat komen de beschrijvingen neer op het volgende: •
12
In een natuurlijke situatie zonder afdamming is er een dynamisch evenwicht tussen het zeewaarts uitbouwen van de vooroever door getij en rivierafvoer en het landwaarts opschuiven van de vooroever door golfwerking. De afdamming leidt ertoe dat één van deze twee “hoofdkrachten”, namelijk het getij, veel kleiner is geworden met als gevolg dat de golfwerking “wint”. Het resultaat is dat grote volumes zand vanaf de vooroever landwaarts worden verplaatst. Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
•
De processen die de verplaatsing en de vervorming van het Hinderplaat-complex hebben gestuurd zijn in de loop der decennia weliswaar veranderd, maar allemaal geïnitieerd door de afsluitingswerken en de daardoor gecreëerde onbalans tussen landwaartse “golfkracht” en zeewaartse “getijdenkracht”. Dit wordt geïllustreerd door het volgende conceptuele model (overgenomen uit Van der Spek en Elias, 2019). Hierin worden drie fasen onderscheiden. In fase 1 is er nog geen afsluiting en is er sprake van een dynamisch evenwicht tussen “golfkracht” en “getijdenkracht”. De oriëntatie van de geulen richt zich in deze fase op de hoofdstroming op zee (ook wel getij-ordening genoemd). In fase 2 (de verstoorde fase) is de afsluiting gerealiseerd en treden de grootste veranderingen op. Banken ontstaan, geulen slibben dicht en het getij vertoont meer een rondstromingspatroon. In de derde fase (de aanpassingsfase) is die rondstroming van het getij verdwenen en ontstaan kleinere systemen waarbij de sedimentatie in grotere delen van het gebied toeneemt. De Haringvlietmonding bevindt zich nu in deze derde fase.
Figuur 2: Conceptueel model van de aanpassingen op een buitendelta na afsluiting van het zeegat •
Vanaf medio jaren tachtig (fase 2 in bovenstaand model) lag de Hinderplaat niet meer “in lijn” met de slufterdamkust die daarvoor was aangelegd. Nevenstaande luchtfoto laat dit goed zien. Het kan zijn dat door deze “knik’ in posities de zandaanvoer vanaf de slufterdamkust het gebied in wijzigde, maar hoe precies is nooit onderzocht. In de jaren negentig was sprake van extreme spuidebieten door de Haringvlietsluizen als gevolg van extreme rivierafvoer en brak de toen nog aaneengesloten Hinderplaat in kleinere platen uiteen. Het is niet precies te zeggen of het uiteenvallen van de Hinderplaat destijds alleen werd veroorzaakt door die extreme spuidebieten of dat ook de veranderde zandaanvoer vanaf de slufterdamkust daar een rol in heeft gespeeld. Voor het huidige morfologisch onderzoek is dit ook minder van belang omdat hier vooral wordt gekeken naar de morfologische dynamiek die zich nu afspeelt in fase 3 van het aanpassingsproces.
•
Omdat meerdere platen meer “kopse uiteinden” hebben dan één enkele plaat en de verplaatsing van zandbanken bepaald wordt door de (oostwaartse) zandtransporten op die kopse uiteinden, verplaatsten de kleinere banken wel sneller oostwaarts. Na verloop van tijd groeiden ze weer aan elkaar en na het verzanden van een oude getijgeul (Bokkegat) groeide de Hinderplaat vast aan de voormalige Garnalenplaat. Voor de duidelijkheid: in dit rapport worden de verschillende platen en banken die nu liggen tussen Hindergat en Naamloze geul niet meer aangeduid als Hinderplaat. Die naam wordt gebruikt voor het omvangrijke platencomplex dat zich heeft gevormd voor de kust van Voorne en ten zuiden van Naamloze geul (zie Figuur 1).
•
•
13
Op de kop van Goeree landen zandbanken aan die afkomstig zijn van de vooroever van het mondingsgebied van de Grevelingen. Eenmaal aangeland op de kust verspreid het zand zich langs de NW kust van Goeree het studiegebied in. In eerdere studies werd dit nog geduid als horizontale zandgolven die “pulsgewijs” de Kwade Hoek hebben laten uitgroeien. Recent onderzoek (Elias, 2021) laat zien dat dit zand in langgerekte banken het gebied in komt en dat hierdoor inderdaad de Kwade Hoek is ontstaan in zijn huidige vorm. Voornoemde referentie beschrijft de kustuitbouw in detail. Op basis van zandbalansen wordt in die studie geconcludeerd dat er gemiddeld 175,000 m3/j aan sediment langs de kust van Goeree is afgezet. Dit zand is afkomstig van de Westkop van Goeree. Deze sedimentaanvoer is nog iets groter, omdat een deel van het aangevoerde sediment niet op de kust wordt afgezet, maar via de getijstromingen in het Slijkgat naar elders in het gebied worden getransporteerd. Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
•
In de laatste jaren lijken deze langgerekte banken minder ver het gebied in te lopen en is vooral de kust ter hoogte van Ouddorp op deze manier breder geworden. Tussen dit gebied en de Kwade Hoek is sprake van minder kustuitgroei dat mogelijk te maken heeft met het gedrag van de voor de kust liggende Slijkgat. Hier wordt in deze studie nader op terug gekomen.
•
Het kustvak voor de Brielsche Gatdam is feitelijk een ‘sedimentvang’ geworden. Er is vrijwel geen fysisch mechanisme dat aangevoerd sediment weer kan afvoeren. Zoals eerder gezegd zit slib in het zeewater en komt tot afzetting als het water rustig genoeg is (in vaktermen: als de kritische bodemschuifspanning voor depositie niet wordt overschreden). Het “kommetje” tussen Slufterkust, Brielsche Gatdam en kust van Voorne ontvangt daarnaast ook zand dat afkomstig is vanaf de zuidkust van MV2. Vòòr de aanleg van MV2 werd er zand aangevoerd vanaf de slufterdamkust. Het is niet bekend of de verspreiding van dit litoraal aangevoerde zand wezenlijk is veranderd door MV2 of niet. Beschikbare gegevens Met een regelmaat van 3 jaar wordt door Rijkswaterstaat binnen vaststaande vakken dieptemetingen uitgevoerd (de zogenaamde vaklodingen). Voor de Haringvliet zijn er opnames beschikbaar vanaf 1957. De meest recente opname dateert uit 2018. In het kader van het MWTL programma (Monitoring Waterstaatkundige Toestand des Lands) worden door Rijkswaterstaat ‘kustprofielen’ ingemeten op een onderlinge afstand van ongeveer 200 meter: de zogenaamde JARKUS raaien. Dwars op de kust loopt de meting ongeveer van de duinvoet (NAP +2m) tot NAP-5 m (dit verschilt per gebied). De metingen worden jaarlijks geanalyseerd en gerapporteerd in de “Kustlijnkaarten”.
Die vormen de basis voor de keuze van het jaarlijks suppletieprogramma. Ten behoeve van de betonning en het onderhoud van de vaargeul door het Slijkgat worden metingen uitgevoerd in de vaargeul naar de haven van Stellendam. Er worden jaarlijks luchtfoto’s gemaakt waarmee de compositie is gemaakt van Figuur 1. Andersoortige metingen, zoals het meten van stroomsnelheden, golven, of het nemen van bodem- en watermonsters, maken geen onderdeel uit van de reguliere meetcampagnes.
In sommige geraadpleegde bronnen worden ook voorspellingen gegeven zoals bijvoorbeeld in Colina (2020), Steijn (2006), Cleveringa (2006) of Stam et al. (2002). In grote lijnen komen deze voorspellingen erop neer dat het gebied nog lange tijd zal sedimenteren. Het deelgebied voor de Brielsche Gatdam wordt gevoed met zand afkomstig van de MV2 zuidkust en met slib dat met het vloedwater uit zee wordt aangevoerd. De (trage) verlanding van dit gebied is een onomkeerbaar proces. Het inmiddels uitgestrekte Hinderplaat-complex zal steeds groter worden en in luwte-gebieden zal er ook steeds meer slib worden afgezet. Dit is nog steeds een reactie op de afsluiting van het Haringvliet (fase 3 in Figuur 2). Uiteindelijk zal dit proces wel minder snel gaan naarmate de sedimentatie vordert, maar dit kan nog wel vele jaren doorgaan. De uitbouw van de kust van Goeree gaat ook gestaag door volgens de voorspellers, omdat er vanaf de Westkop van Goeree wel zand het gebied in komt wat er niet meer uitgaat. Met die uitbouw van de kust zal het Slijkgat steeds meer worden ‘geknepen’, waardoor het onderhoud van de vaargeul steeds meer inspanning zal vergen.
1.3
Globale aanpak en leeswijzer
Het doen van morfologische voorspellingen is geen sinecure. Er is bijvoorbeeld niet een computermodel dat dit kan doen. In plaats daarvan probeert de deskundige (de ‘morfoloog’) te achterhalen welke fysische mechanismen dominant zijn en hoe alle processen onderling op elkaar ingrijpen. De beschrijving van hoe alles met elkaar samenhangt wordt wel een ‘conceptueel model’ van de werkelijkheid genoemd. Het vormt de basis voor het voorspellen van de toekomstige morfologie, inclusief het inschatten van onzekerheidsmarges. Het maken van zo’n conceptueel model gebeurt aan de hand van een gedetailleerde analyse van de beschikbare meetgegevens en met inzet van rekenmodellen waarmee specifieke aspecten van de fysische werkelijkheid kunnen worden geanalyseerd. In deze studie is dat een hydrodynamisch rekenmodel waarmee in detail is gekeken naar het driedimensionale stroombeeld dat wordt veroorzaakt door getij en rivierafvoer (spuidebiet). In dit achtergrondrapport wordt verslag gedaan van het morfologisch onderzoek (hoofdstukken 2 tot en met 5) en wordt gekeken naar de effecten die de toekomstige veranderingen hebben op waterveiligheid (hoofdstuk 6), ecologie (hoofdstuk 7) en economie en leefbaarheid (hoofdstuk 8). Deze rapportage is geschreven voor mensen die passie en interesse hebben in kustmorfologie maar die niet zelf deskundig hoeven te zijn in dit specialistische vakgebied.
In het rapport wordt gebruik gemaakt van tekstvakken om bepaalde aspecten van de analyse nader uit te leggen. Het is voor het volgen van de verhaallijn niet noodzakelijk om deze tekstvakken te lezen.
14
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
2
Recente morfologische ontwikkelingen
2.1
Typering en deelgebieden
In het studiegebied zijn naast de stranden, strandvlakten en duinen enkele duidelijke geulen en ondiepten zichtbaar (zie tekstvak volgende pagina voor nadere uitleg van morfologische elementen). De belangrijkste zijn (van noord naar zuid – zie Figuur 1): • • • • • •
•
Het Hindergat is een gekromde kortsluitgeul direct ten zuiden van de Slufterkust. De oppervlakte van deze geul onder NAP-1,6 m is vrij constant in de vaklodingen van 2002 tot en met 2018: 800 m 2. Diverse kleinere banken en platen zonder naam ten zuidwesten van de schorren voor de Brielsche Gatdam. Een kortsluitgeul door deze banken heen direct ten noorden van de Hinderplaat oppervlakte onder NAP -1,6 m van ongeveer 630 m2 sinds 2009. Voor 2009 was de geul ongeveer de helft kleiner. De Hinderplaat met een totale inhoud boven NAP-1 m van bijna 3 miljoen m3 (bij een totaal oppervlak van 5 miljoen m2) in 2018. De Garnalenplaat die dieper ligt dan de Hinderplaat en de ondiepte markeert tussen de Hinderplaat en het Slijkgat. Het Slijkgat die in 2018 twee gedeelten kent: een naar de kust van Goeree krommend zeewaarts gedeelte en een naar het noorden uitbochtend oostelijk gedeelte. In het overgangsgebied tussen beide geuldelen ligt een ondiepe rug van ongeveer 2 meter hoog ten opzichte van het doorgetrokken bodemprofiel. De natte doorsnede onder NAP2 m is in dit gebied ongeveer 3000 m2 en vrij constant over de periode 2003-2018. De Bollen van de Ooster die in 2018 nog duidelijk van de kust zijn gescheiden door een kleinere kortsluitgeul (ook wel Schaar genoemd).
In het gebied zijn de volgende deelgebieden te onderscheiden: • Slikken van Voorne (strand Maasvlakte – Groene punt) Dit is het gebied gelegen tussen de Slufterkust, de Brielsche Gatdam en de kust van Voorne tot aan de Groene Punt. Ongeveer de helft van dit gebied ligt boven NAP. In het gebied is al sinds de afsluiting van het Brielsche Gat sprake van sedimentatie. Uitzondering hierin is de Groene Punt waar de kustlijn sinds de afsluitingswerken met enkele m/j achteruitgaat (onder andere de reden waarom de beide bunkers die in WOII nog in de duinen lagen inmiddels in zee te zien zijn). • Groene punt – Haringvlietdam Dit is het rechte stuk van de kust van Voorne tussen Groene Punt en de aanzet tot de Haringvlietdam: tussen RSP 10 km en RSP 16 km (zie gele cijfers in Figuur 1). Hier is sprake van een duinkustlandschap, een strand en daarvoor een dieper gedeelte waar voor de afsluiting van de Haringvliet de grote getijgeul rak van Scheelhoek liep. Sinds de afsluiting is hier sprake van sedimentatie die voornamelijk uit slib bestaat afgewisseld met dunne laagjes zand. Deze zandlaagjes zijn vermoedelijk afgezet tijdens stormen waarbij zand vanaf duin en strand richting dieper water werd getransporteerd. • Haringvlietdam In een aantal fasen werd in de periode 1957-1970 gewerkt aan de bouw van de dichte dam en het sluizencomplex.
Na de oplevering in 1970 ontstonden aan weerszijden van het sluizencomplex diepe ontgrondingskuilen waarvan de overblijfselen zichtbaar zijn in het huidige bodemprofiel. Bij de afbraak van de ringdijk om de toenmalige bouwput is ongeveer 3,6 miljoen m3 specie in het Rak van Scheelhoek gestort. Het sluizencomplex telt 17 openingen van ruim 56 m breed met elk twee beweegbare schuiven. Het complex is sinds 2018 naast spuimiddel ook stormvloedkering. Aan de zuidzijde ligt een aparte sluis voor de scheepvaart, de Goereese Sluis, die uitkomt in de buitenhaven (haven van Stellendam). • Haven van Stellendam – Duinen van Goeree Dit deelgebied loopt vanaf het havenhoofd langs de strandvlakte de Kwade Hoek, langs de kust van Goeree tot en met de kop van Goeree, hier begrensd door de RSP 17 km (“paal 17”) (Figuur 1). Het gebied kenmerkt zich door een breed duingebied, strandvlaktes met primaire duinvorming, brede stranden en voor de kust het Slijkgat met daarin de vaargeul naar de haven van Stellendam.
15
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Onder een geul wordt verstaan een langwerpige verdieping van de bodem waardoor water stroomt. Het is duidelijk dieper dan zijn omgeving. Een geul heeft drie delen: een toestromingsgebied waar water zich als het ware verzamelt en toestroomt, een langgerekte geulsectie en een uitstromingsgebied waar het water weer uitwaaiert. Als er één overheersende stroomrichting is, dan ligt er in het uitwaaiergebied meestal een ondiepte: de drempel. In dwarsrichting wordt een geul vaak begrensd door de gemiddelde laagwaterlijn, maar als de geul door dieper gebied loopt, dan wordt ook wel NAP -2m aangehouden of de plaats waar de vorm van het diepteverloop een knik laat zien. Actieve geulen doen nog mee met de grootschalige waterbeweging (Slijkgat, Hindergat); verlaten geulen zijn soms nog wel zichtbaar, maar voeren geen water meer (zoals Rak van Scheelhoek). Er zijn verschillende soorten geulen (in afnemende mate van omvang): • Ebgeulen. Door deze geulen stroomt meer water naar zee tijdens de ebfase van het getij dan dat er tijdens de vloedfase de andere kant op stroomt. Deze eb-dominantie wordt in geval van het Slijkgat versterkt door de rivierafvoer (richting zee) via de Haringvlietsluizen. • Vloedgeulen. Dit zijn geulen met een vloedoverschot.
Ze bevinden zich in mondingsgebieden vaak aan de kant waar het getij “op zee vandaan komt”, hier is dat van zuid naar noord, dus aan de zuidkant (langs kust van Goeree) • Kortsluitgeulen zijn geulen die vaak van belang zijn bij de rondstroming van het getij achterlangs een ondiepte. • Zwinnen en muien zijn geulen langs kusten waar relatief veel golfwerking optreedt. De stroming gaat dan achter de brekerbanken langs (zwin) of tussen de brekerbanken door naar zee (mui). • Prielen en kreken worden vooral in aanslibbingsgebieden gevonden. Ze hebben louter een lokale ontwateringsfunctie. Ondiepten vullen het mondingsgebied op waar geen geulen zijn. Banken liggen (altijd) onder water; platen kunnen droogvallen. Ondiepten worden soms getypeerd naar hun vorm: • sikkelvormige banken liggen vaak bij het uiteinde van geulen, maar soms tref je ze aan bij het aanlanden van een zandbank zoals de Bollen van de Ooster op de kust van Goeree • zaagtandbanken (hier niet relevant) • langgerekte brekerbanken (hier minder relevant, want vooral op open kusten) • uitgestrekte vlakke banken, of Gronden • platen waarvan hoogste gedeelten droogvallen tijdens laag water (zoals Hinderplaat) • hoger gelegen slikken (intergetijdengebied) en schorren (begroeide hoger gelegen delen) zijn slibrijk zoals voor de Brielsche Gatdam.
De kustzones zelf kennen stranden, waarvan het deel tussen laagwater en hoogwater aangeduid wordt als nat strand en het deel van hoogwater tot duinvoet als droog strand (het ‘droge strand’ zal wel nat worden tijdens stormen). Verder kent de kustzone duinen en strandvlaktes waar zich soms primaire duinvorming (strandwallen) kunnen voordoen zoals de Kwade Hoek op Goeree. Ook zijn er soms strandhaken als zand langs een kust wordt getransporteerd door de brandingsstroom en dan niet verder kan (zoals de strandhaak ten zuiden van de Slufterkust).
2.2
Huidig beleid
Voor de morfologie is het belangrijk te weten welke actieve ingrepen de mens doet. Hier betreft dit vooral de kustlijnhandhaving, het vaargeulonderhoud en het spuiregime Haringvlietsluizen. Bij het voorspellen van de toekomstige morfologische ontwikkelingen (hoofdstuk 4) is aangenomen dat dit beleid onverminderd doorgaat (de ‘referentiesituatie’).
2.2.1
Kustlijnhandhaving
Structurele kustachteruitgang wordt sinds 1990 bestreden door middel van zandsuppleties. Het zand hiervoor wordt op zee op veilige afstand van de kust weggehaald en op de te suppleren kustvakken gestort. Om te kunnen bepalen of een bepaald kustvak een suppletie nodig heeft worden er jaarlijkse kustmetingen uitgevoerd (de zogenaamde Jarkus metingen). Er wordt dan uitgerekend of de kustlijn landwaarts van de basiskustlijn (BKL) ligt of naar verwachting komt te liggen. De jaarlijks door Rijkswaterstaat gepubliceerde Kustlijnkaarten zijn de basis voor het vaststellen van het jaarlijkse suppletieprogramma. In 2021 wordt een strandsuppletie uitgevoerd op de kop van Goeree (1,1 miljoen m 3). Met de kustlijnhandhaving wordt beoogd ‘een veilige, aantrekkelijke en economisch sterke kust’ te behouden, zoals beschreven in de Beleidslijn Kust (Min I&W, 2015). Dus hoewel zandsuppleties bijdragen aan de kustveiligheid, dient het meerdere doelen en wordt dit beleid op landelijk niveau gemaakt en uitgevoerd. Langs de kust van Voorne zijn sinds 1973 de volgende suppleties uitgevoerd (tabel 1). De plaatsbepaling volgt de zogenaamde Rijksstrandpalenlijn (in Figuur 1 zijn enkele RSP-posities aangegeven). De Groene Punt ligt grofweg tussen RSP 9km en RSP 11 km. Op dit traject is de intensiteit van aangebrachte suppleties, waaronder ook duinverzwaringen, het grootst.
Sinds ruim 10 jaar zijn er in het kustvak Voorne geen suppleties meer uitgevoerd.
16
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Tabel 1: Suppleties langs de kust van Voorne sinds 1973
Langs de kust van Goeree zijn de suppleties uit onderstaande tabel uitgevoerd. Hier valt op dat de meeste suppleties plaatsvonden op de kop van Goeree, grofweg tussen RSP 14 km en RSP 17 km. De zeedijk op Goeree genaamd “Het Flaauwe Werk” was een zwakke schakel in de kustverdediging. Als noodmaatregel werd er eerst een zandsuppletie uitgevoerd waarna de dijk zelf is versterkt. De huidige (2021) strandsuppletie tussen RSP 13 km en RSP 17 km is qua omvang vergelijkbaar met die uit 2005. Tabel 2: Suppleties langs de kust van Goeree van 1966-2016
17
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Tot slot toont onderstaande tabel de uitgevoerde suppleties langs de Slufterkust en Maasvlakte 2 (MV2)-kust. De relatief grote suppleties die in de jaren negentig langs de slufterdamkust zijn uitgevoerd hadden deels te maken met de keuze voor ‘uitgestelde aanleg’. Dat houdt in dat het strand en de vooroever werden aangevuld met zand al naar gelang de morfologie zich hier ontwikkelde. Pas eind jaren negentig was sprake van een min of meer stabiele situatie waarbij de aangebrachte suppleties nodig waren om de jaarlijkse zandverliezen te compenseren. De getallen voor de suppleties voor MV2 in de tabel vertekenen het beeld enigszins, omdat de getallen voor 2009 puur te maken hebben met de aanleg zelf. Vanaf 2014 blijken er op meerdere plekken suppleties nodig om het profiel in stand te houden. Dit is niet ongebruikelijk omdat kustprofielen zich eerst moeten vormen en daarvoor is het nodig om regelmatig zand bij te storten (net als bij de aanleg van de Slufterdamkust). Hoewel de omvang van de strandsuppleties de suggestie wekken dat er veel zand wordt afgevoerd naar elders is dit in werkelijkheid vooral een herprofilering van de kustprofielen. Alleen zuidoostwaarts gericht brandingstransport langs het kustvak tussen ongeveer KP7.000 en KP 10.000 is relevant voor de zandbalans van het studiegebied (zie figuur hiernaast voor de MV2-kilometeraanduiding).
Uit uitgevoerde berekeningen blijkt dit ongeveer 110.000 m3/j te zijn. Dat is iets minder dan de zandaanvoer vanaf de slufterdamkust maar wel in dezelfde orde van grootte. Dit lijkt misschien vreemd omdat de oriëntatie van de slufterdamkust op de inkomende golven toch wezenlijk anders is dan de oriëntatie van de MV2-zuidkust. De verklaring hiervoor ligt in karakteristieken van de zogenaamde “S-phi curves”, die de relatie aangeven tussen langstransport en kust oriëntatie. Het langstransport langs de MV2 kust wordt bepaald door de golven uit zuidwestelijke tot westelijke richtingen, terwijl dat bij de Slufterdamkust werd bepaald door golven uit westelijke tot noordwestelijke richtingen. Uit de berekeningen blijkt vervolgens dat de langstransporten van dezelfde orde van grootte zijn (min of meer toevallig dus). Tabel 3: Suppleties langs de Slufterdamkust en MV2 kust
2.2.2
Onderhoud vaargeul naar Stellendam
De vaargeul naar de haven van Stellendam loopt door de getijgeul het Slijkgat. Deze haven staat bekend als ‘getijdenhaven’, hetgeen betekent dat de grotere schepen (kotters) alleen met hoogwater door de vaargeul kunnen varen. Sinds begin jaren tachtig wordt er gebaggerd in het Slijkgat. Voorheen werd het baggeren gecombineerd met zandwinning, maar daar is mee gestopt omdat de keuze is gemaakt om sediment “in het systeem” te houden. Gebaggerd sediment wordt sindsdien gestort op de diepere vooroever (ongeveer op NAP -10 m) op een speciaal daarvoor aangewezen locatie. 18
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Ten aanzien van het onderhouden van een veilige vaarroute door het Slijkgat zijn in het verleden de volgende afspraken gemaakt: •
Tot 1985 onderhield RWS een 200 meter brede vaargeul op NAP -4,0 m diepte. De breedte van de bermen (diepte -4m) was tot 1994 400m en werd daarna 200m. • Na 1985 was de onderhoudsdiepte NAP-5 m, waarbij de extra diepte van 1 m ten opzichte van NAP-4 m werd gefinancierd door de Gemeente Goeree-Overflakkee. • In 2002 werd besloten tot het onderhouden van een 100 meter brede kerngeul met aan weerszijden een plateau op NAP -4 m van elk 50 m breed. Het Havenbedrijf heeft met ingang van 2005 het Slijkgat onderhouden, aanvankelijk op de bestaande diepte van 5,0m en vanaf 2009 op 5,5m. Dit conform het Aldersakkoord (2001) waarin een uitvoeringstermijn voor de afspraken stond van 3 tot 10 jaar. Dit akkoord geldt voor onbepaalde tijd. In zijn algemeenheid geldt dat hoe meer er door baggeren wordt afgeweken van de natuurlijke diepte, er meer onderhoudsbaggerwerk nodig is. De natuur werkt namelijk ‘harder’ als er meer van een evenwichtssituatie wordt afgeweken. Dit verschijnsel is te herkennen in de trends van de jaarlijkse baggervolumen (Figuur 3). Naarmate er in de loop der jaren een groter dwarsprofiel werd onderhouden, nam ook het onderhoudsvolume toe.
De relatief grote jaarlijkse variaties in Figuur 3 hebben vermoedelijk te maken met planningen van het baggerwerk, variaties in rivierafvoer, en het regelmatig verleggen van de vaargeul als gevolg van morfologische veranderingen langs de geul. Desalniettemin laat de lineaire trendlijn voor de periode 1983 tot 2008 zien dat de baggerhoeveelheden ongeveer gelijk zijn gebleven: gemiddeld 300,000 m3/j. De (gestippelde) trendlijn door de gegevens van 2008 tot 2020 laat wel een duidelijk stijgende trend zien met gemiddeld een verdubbeling tot ruim 600,000 m 3/j rond 2020. Mocht deze lineaire trend zich doorzetten dan zou het onderhoud rond 2030 zelfs rond de 1 miljoen m 3/j kunnen bedragen. Zonder nader onderzoek is niet te zeggen of dit ook daadwerkelijk gaat gebeuren.
Figuur 3: Baggervolumes Slijkgat 1983-2020
2.2.3
Spuien rivierwater Haringvlietsluizen
Bij hoge rivierafvoeren wordt een deel van het zoete rivierwater via het Haringvliet en de Haringvlietsluizen afgevoerd naar zee. De gemiddelde afvoeren variëren sterk per jaar en ook per seizoen. Gemiddeld over de periode 1985 – 2020 was de gemiddelde dag afvoer 675 m3/s. In de laatste 20 jaar was dit veel lager in 2017 met gemiddeld 180 m3/s een veel hoger in 2013 met een daggemiddelde afvoer van ruim 930 m3/s. Ook tussen de seizoenen kunnen grote verschillen optreden. Zo was de daggemiddelde afvoer in de winter van 2018 ruim 2150 m 3/s (gemiddelde gedurende 3 maanden), terwijl dit in het jaar ervoor (2017) slechts 62 m 3/s was. In hetzelfde jaar 2018 was er overigens in de herfst helemaal geen afvoer van rivierwater door de Haringvlietsluizen. De afvoerverdeling over het jaar en tussen de jaren fluctueert dus sterk. Als alle afvoeren in de periode 1985 – 2020 worden samengevoegd ontstaat er een kansverdeling van de daggemiddelde afvoer. Daaruit blijkt bijvoorbeeld dat een daggemiddelde afvoer van meer dan 75 m3/s gemiddeld 57% van de tijd voorkomt. Dat een daggemiddelde afvoer van 1460 m3/s slechts 10% van de tijd voorkomt en van 3460 m3/s slechts 1 % van de tijd. Om een idee te krijgen of er sprake is van een trendmatige verandering in de afvoer toont Figuur 4 het percentage van de tijd voor elk jaar dat de
19
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
daggemiddelde afvoer 1460 m3/s is. De keuze voor deze afvoer (10% langjarig gemiddeld) is enigszins arbitrair maar toont een licht dalende trend. Of die trend te maken heeft met klimaatverandering en of deze doorgaat is onbekend.
Figuur 4: Percentage van de tijd dat de daggemiddelde afvoer hoger is dan 1460 m3/s vanaf 1985
Het zoete rivierwater mengt in de Haringvlietmonding met het zoute zeewater. Het zoutgehalte van het water kan worden uitgedrukt in %PSU: dit bedraagt 32% voor zout zeewater en 0% voor puur zoet water. Omdat zoet water lichter is dan zout water is de invloed van rivierwater op de saliniteit het sterkst aan de oppervlakte. Met behulp van computermodellen is gerekend aan de saliniteit in het mondingsgebied van de Haringvliet bij verschillende rivierafvoeren. Gekoppeld aan de grote fluctuatie van de rivierafvoer fluctueert ook de saliniteit van het water aan de oppervlakte sterk. In de winter van 2018, bijvoorbeeld, varieerde de saliniteit tussen de 4% (vrijwel zoet) en 20 % (brak) met een wintergemiddelde van 11% (‘zoet/brak’). Maar in de winter van 2017 met de veel lagere rivierafvoeren in die winter varieerde de saliniteit aan de oppervlakte tussen de 21% en 29%, dus ‘brak/zout’. Sinds enkele jaren wordt door Rijkswaterstaat gekeken welk beheer van de sluizen het beste past bij het genomen “Kierbesluit”, waarbij zeewater vanuit het mondingsgebied tijdens vloed de Haringvliet in kan stromen. Het doel hiervan is om vismigratie mogelijk te maken en om de harde grens tussen zout en zoet water op de haringvliet door middel van een brakke zone minder scherp te maken (verbeteren ecologische waarden).
Bij lage rivierafvoeren worden de sluizen bij opkomend vloed gesloten om te veel zoutintrusie te vermijden.
2.3
Introductie fysische processen
De morfologie op een bepaald moment is het resultaat van daar aan voorafgaande morfologische veranderingen. Als er al sprake is van een evenwicht, dan is dat een dynamisch evenwicht: oftewel de morfologie blijft veranderen. Sommige aanpassingen van de bodem kunnen heel lang duren, vooral als er grote sedimentverplaatsingen mee gemoeid zijn, zoals bij de opbouw van de Hinderplaat en het landwaarts opschuiven ervan. Andere aanpassingen gebeuren sneller en zijn soms ook door de mens geïnitieerd (zoals het baggeren van de vaargeul in het Slijkgat). De verschillende aanpassingen hebben dus hun eigen tijd en ruimtelijke schalen en onderling beïnvloeden ze elkaar ook. Zo heeft het langzame opvullen van het Rak van Scheelhoek invloed op de migratiesnelheid van het Hindergat. En om alles nog ingewikkelder te maken: de bodemvormen veranderen ook de stroming van het water en daarmee weer de morfologie zelf. Het is één samenhangend fysisch systeem. De huidige morfologie is dus een weergave van de voorafgaande morfologische veranderingen die op hun beurt weer worden veroorzaakt door ruimtelijke verschillen in sedimentverplaatsing. Als bijvoorbeeld in een bepaald gebied meer sediment wordt afgevoerd dan aangevoerd, dan treedt daar doorgaans verdieping (erosie) op. De bodem ‘levert’ als het ware het verschil in sedimentvolume.
Hetzelfde gaat op als er meer sediment in een bepaald tijdvak binnenkomt dat eruit gaat; dan blijft het sediment achter en hoogt de bodem op. Bij morfologie gaat het dus om ruimtelijke verschillen in sedimentverplaatsingen. Sediment wordt onder water verplaatst door de beweging van datzelfde water (de hydrodynamica) of boven water door de beweging van de lucht (aerodynamica). Er is een interactie tussen boven en onder water, want als een gebied hoog genoeg komt te liggen dat het droogvalt, dan neemt de wind het over. Zo ontstaan op brede strandvlaktes bijvoorbeeld 20
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
primaire duinen. Stuifgaten in de voorste duinenrij kunnen ervoor zorgen dat zand verder het duingebied in wordt geblazen (zoals op de Groene Punt het geval is). De veranderingen in het mondingsgebied zelf worden echter door de beweging van het water bepaald. Om de veranderingen in morfologie te begrijpen is het dus belangrijk eerst de verschillende mechanismen achter sedimenttransport te begrijpen. Hoe het water precies door het gebied stroomt hangt af van de vorm van de bodem. Dus als de bodem verandert omdat de waterbeweging sediment netto heeft verplaatst, verandert daarmee ook de waterbeweging. Het een staat niet los van het ander; alles beïnvloed elkaar en dat op verschillende tijdschalen. Sommige aanpassingen vergen nu eenmaal meer tijd dan andere, omdat de morfologische aanpassingen bijvoorbeeld op een kleine schaal afspelen, of omdat er op een bepaalde plek veel energie in de waterbeweging zit (bijvoorbeeld de brandingszones). Morfologische veranderingen zijn dus eigenlijk nooit klaar: een statisch evenwicht komt zelden voor in de natuur en soms kunnen extreme omstandigheden als een storm of extreme rivierafvoer, die beiden weersafhankelijk zijn, de ontwikkelingen een andere kant op sturen
21
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
Als gevolg van de aantrekkingskracht van water, het draaien van de Aarde en de bewegingen van hemellichamen (vooral de Maan) ten opzichte van de Aarde, ontstaan getijden. Dit zijn heel lange golven (honderden km’s lang) die over de oceanen verplaatsen en ondiepe zeeën zoals de Noordzee binnenlopen. Getijdenbeweging is te herkennen aan het verschil in waterstanden, zoals hoog water en laag water, en aan stroomsnelheden, zoals vloedstromingen en ebstromingen. Het ene getij is het andere niet; het getij is het sterkst enkele dagen na Nieuwe en Volle Maan (springtij) en het kleinst ongeveer een week daarna (doodtij). Voor sedimentverplaatsingen zijn de volgende aspecten soms van belang: •
Vloed- of ebdominantie geeft de resulterende richting aan van de stroming als op 1 plek alle snelheden over het getij worden gemiddeld. • Getij-asymmetrie verwijst naar de ruimtelijke of temporele verschillen in de vloed- en ebbeweging. Het is een ingewikkeld onderwerp maar wel belangrijk voor de resulterende sediment verplaatsingen en geulontwikkelingen. • Reststromen, zijn de resulterende stromingen in een gebied als op elk punt alle snelheden gedurende 1 getijcyclus gemiddeld worden. Het zegt vaak iets over de resulterende verplaatsing van bodemsediment. Het getij op open zee, is onafhankelijk van de veranderingen die aan een kust afspelen. Dit grootschalige getijverhangsysteem is bepalend voor de oriëntatie van de getijgeulen op de Voordelta. De vloedgeulen zoals het Slijkgat, liggen aan de zuidzijde van de mondingsgebieden, terwijl de ebgeulen meer centraal naar buiten lopen. Dit verschijnsel heet getijordening. Naast het primaire proces van getijdenwerking treden in een getijdengeul soms secundaire (afgeleide) stromingsprocessen op. In een geulbocht leidt de centrifugale kracht (goed in een auto te voelen bij het ingaan van een bocht) tot een geringe scheefstand in het water in de geul. Dit geeft een kleine stroming (cm/s) dwars op de geulas. Omdat deze dwarsstroming wordt ‘meegenomen’ door de hoofdstroming, ontstaat er een soort spiraalstroming.
Bij brede ondiepe geulbochten kunnen zelfs meerdere van dergelijke dwarscirculaties ontstaan. De waterbeweging en sedimenttransporten op de naast een geul gelegen ondieptes worden bepaald door: • •
•
•
•
•
22
Getijstroming volgt niet alleen de as van een geul maar kan ook een component daar dwars op hebben (uitredend of instromend). Zandtransporten kunnen oplopen tot 50 – 200 m3/m/j. Golfasymmetrie heeft te maken met het feit dat windgedreven golven die van zee naar de kust lopen veranderen qua vorm zodra ze in ondieper water de bodem “voelen”. Het water beweegt heen en weer tijdens het voorbijgaan van een golf (de orbitaalbeweging), waarbij er een asymmetrie ontstaat in die heen en weer gaande stroming. Op ondieptes zijn golven vaak wat gepiekter dan op zee, wat betekent dat de kustwaartse stroming onder de piek van de golf vaak wat groter is dan de zeewaartse retourstroomsnelheid onder het dal van de golf. Dit geeft een netto sediment in de richting van de kust die kan oplopen tot 5-20 m3/m/j. Massatransport heeft te maken met het feit dat de waterbeweging onder een golf niet geheel sluitend is: dat wil zeggen als je een waterdeeltje onder een golf volgt, dan verplaatst deze zich in de richting van de golf. Ook dit heeft met de vervorming van de golven te maken naarmate ze over ondieptes richting de kust lopen. Bij het strand wordt deze stroming vaak tegengewerkt met een retourstroming, maar als er achter een ondiepte geen strand maar een dieper gebied ligt (zoals achter de Hinderplaat), dan is die ‘tegenkracht’ veel kleiner en kan zandtransport tot wel 10 – 100 m3/m/j optreden.
Brandingsstromen ontstaat als golven onder een hoek aankomen op de kust (of een bank) en daar breken. Zeker door de grote turbulentie die onder brekende golven optreedt kan dit zandverplaatsingen opwekken van 50 tot 500 m3/m/j. Er is een zekere lengte nodig om een brandingsstroom ‘op gang te brengen’, meestal enkele honderden meters afstand. Bij kleine banken is er dus zelden sprake van een brandingstroom, maar op de langere banken is dat vaak wel het geval. Driftstromen (wind) worden veroorzaakt door de luchtwrijving van de wind over het wateroppervlak. Voor wat betreft sedimentverplaatsingen is dit alleen relevant bij grote ondieptes (km’s lang en ondieper dan 2 m) en bij sterke windsnelheden (6 Beaufort of hoger). Dichtheidsstromen ontstaan als water met verschillende dichtheden elkaar ‘ontmoeten’. Dit is relevant voor de waterbeweging in het studiegebied in verband met de afwatering van rivierwater via de Haringvlietsluizen.
Datum: 27 januari 2022
ONDERZOEK AANZANDING KUST HARINGVLIETMONDING BLOK A & B
2.4
Analyse van de waterbeweging
Om inzicht te krijgen in de waterbeweging in de Haringvlietmonding, is gebruik gemaakt van computermodellen. Computermodellen worden vaak gebruikt om meer inzicht te verkrijgen bij complexe vraagstukken. Een bekend voorbeeld is het KNMI, die computermodellen gebruikt om inzicht te krijgen over wat het weer wordt voor de komende dagen. Deze modellen berekenen hoe de lucht stroomt (wind), hoe de lucht opwarmt en afkoelt onder invloed van zon en wind (temperatuur), waar water verdampt en vervolgens condenseert in de lucht (wolkenvorming) en waar er vervolgens te veel vocht in de atmosfeer aanwezig is (regenvorming). Op een vergelijkbare manier hebben wij gebruikgemaakt van computermodellen die berekenen hoe golven zich voortplanten vanaf de zee naar de kust toe en waterbewegings-modellen die berekenen hoe het water in de kustzone stroomt en hoe zoet en zout zich mengt onder invloed van getij en rivierafvoeren en spuidebieten. Als eerste is gekeken naar de golven. Golven worden opgewekt door de wind. Dit hoeft niet noodzakelijk de wind vlak voor de kust te zijn, maar dit kan ook verder op de Noordzee zijn, of zelfs ver weg op de oceaan. Zolang deze golven geen obstakels tegenkomen, zoals landmassa's, kunnen deze zich over grote afstanden voortbewegen.
Zodra de golven de ondiepe kustzone bereiken, draaien ze bij, verliezen ze energie via bodemwrijving en breken ze uiteindelijk voor de kust. Met die golfbeweging wordt sediment in beweging gebracht of in de waterkolom gehouden. Een tweede aspect is het getij. Onder invloed van de zon en de maan is het langs de Nederlandse kust twee keer per dag hoog water en twee keer per dag laag water. De duur tussen twee hoogwaters is niet precies 12 uur, maar ongeveer 12 uur en 25 minuten. Hierdoor schuiven de tijdstippen van hoog en laag water dagelijks ongeveer 50 minuten op (2 keer 25 minuten). Eens in de 14 dagen is het verschil tussen hoog water en laag water maximaal; dit noemt men springtij. Evenzeer is eens in de 14 dagen het verschil minimaal. Dit wordt doodtij genoemd. Het getij op zee veroorzaakt ook een stroming langs de kust. Net als dat de hoog en laag waters zich afwisselen, wisselen ook de stroomsnelheden en -richtingen periodiek. Denk hierbij aan eb, vloed en kentering. Men spreekt vaak van eb bij laag water, maar de eb-stroming vindt plaats gedurende de periode tussen hoog en laag water. De vloedstroming vindt plaats tussen laag en hoog water. Het moment tussen eb en vloed, of tussen vloed en eb, als het nauwelijks stroomt, noemt men de kentering. Net als de golven, brengt ook de stroming sediment in beweging.