Activiteitsrapport 3 (1 juli december 2009)

Transcriptie

1 BEHEERSEENHEID VAN HET MATHEMATISCH MODEL VAN DE NOORDZEE SUMO GROEP MOnitoring en MOdellering van het cohesieve sedimenttransport en evaluatie van de effecten op het mariene ecosysteem ten gevolge van bagger- en stortoperatie (MOMO) Activiteitsrapport 3 (1 juli december 29) Michael Fettweis, Dries Van den Eynde, Frederic Francken, Vera Van Lancker MOMO/4/MF/213/NL/AR/3 Voorbereid voor Afdeling Maritieme Toegang, Departement Mobiliteit en Openbare Werken, Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, contract MOMO BMM 1 Gulledelle B 12 Brussel België

2 Inhoudstafel 1. Inleiding Voorwerp van deze opdracht Algemene Doelstellingen ( ) Verminderen van de sedimentatie Efficiënter storten Taken (april 28 december 29) Publicaties (april 28 december 29) 6 2. Proefproject Verlagen topslib in haven van Zeebrugge : SPM concentratie metingen Overzicht van de metingen en gebruikte apparatuur Tijdreeksen Meetperiode 1 (november 26 februari 27) Meetperiode 2 (januari 28 juni 28) Meetperiode 3 (mei 29 juni 29) Statistische analyse SPM concentratie populatie Maxima, minima en gemiddelden Frequentiedistributie Storminvloed 2 3. Efficiëntie van stortlocaties: Alternatief voor B&W Zeebrugge Oost. Meteorologische effecten Methodologie Resultaten Conclusies Topslib: SPM concentratie metingen Efficiëntie stortlocaties: meteorologische effecten Aanbevelingen voor een optimaler stortbeleid Referenties 37 Appendix 1: Metingen te Blankenberge: tijdreeksen Appendix 2: Metingen te Blankenberge: tabellen Appendix 3: Lisst metingen te Blankenberge: tijdreeksen 2

3 1. Inleiding 1.1. Voorwerp van deze opdracht MOMO staat voor monitoring en modellering van het cohesieve sedimenttransport en de evaluatie van de effecten op het mariene ecosysteem ten gevolge van bagger- en stortoperatie. Het MOMO-project maakt deel uit van de algemene en permanente verplichtingen van monitoring en evaluatie van de effecten van alle menselijke activiteiten op het mariene ecosysteem waaraan België gebonden is overeenkomstig het Verdrag inzake de bescherming van het mariene milieu van de noordoostelijke Atlantische Oceaan (1992, OSPAR- Verdrag). De OSPAR Commissie heeft de objectieven van haar huidig Joint Assessment and Monitoring Programme (JAMP) gedefinieerd tot 21 met de publicatie van een holistisch quality status report Noordzee en waarvoor de federale overheid en de gewesten technische en wetenschappelijke bijdragen moeten afleveren ten laste van hun eigen middelen. De menselijke activiteit die hier in het bijzonder wordt beoogd, is het storten in zee van baggerspecie waarvoor OSPAR een uitzondering heeft gemaakt op de algemene regel alle stortingen in zee zijn verboden (zie OSPAR-Verdrag, Bijlage II over de voorkoming en uitschakeling van verontreiniging door storting of verbranding). Het algemene doel van de opdracht is het bestuderen van de cohesieve sedimenten op het Belgisch Continentaal Plat (BCP) en dit met behulp van zowel numerieke modellen als het uitvoeren van metingen. De combinatie van monitoring en modellering zal gegevens kunnen aanleveren over de transportprocessen van deze fijne fractie en is daarom fundamenteel bij het beantwoorden van vragen over de samenstelling, de oorsprong en het verblijf ervan op het BCP, de veranderingen in de karakteristieken van dit sediment ten gevolge van de bagger- en stortoperaties, de effecten van de natuurlijke variabiliteit, de impact op het mariene ecosysteem in het bijzonder door de wijziging van habitats, de schatting van de netto input van gevaarlijke stoffen op het mariene milieu en de mogelijkheden om deze laatste twee te beperken. Een samenvatting van de resultaten uit de voorbije perioden (22-24, en 26-28) kan gevonden in het Syntheserapport over de effecten op het mariene milieu van baggerspeciestortingen (Lauwaert et al., 24; 26; 28) dat uitgevoerd werd conform art. 1 van het K.B. van 12 maart 2 ter definiëring van de procedure voor machtiging van het storten in de Noordzee van bepaalde stoffen en materialen. Voor een uitgebreide beschrijving wordt verwezen naar de halfjaarlijkse rapporten Algemene Doelstellingen ( ) Het onderzoek uitgevoerd in het MOMO project kadert in de algemene doelstelling om de baggerwerken op het BCP en in de kusthavens te verminderen, door enerzijds de sedimentatie te verminderen in de baggerplaatsen en anderzijds efficiënter te storten. Een nauwe samenwerking tussen de BMM en het WLH is één van de vereisten om de doelstelling te kunnen realiseren Verminderen van de sedimentatie Vermindering van de sedimentatie zal kunnen bereikt worden door: een optimalisering van de vorm van de buitenmuur of een Current Deflecting Wall, zodat de wateruitwisseling tussen haven en zee vermindert. 3

4 een aanpassing van de vorm van de toegangsgeul (bv verbreding, zachtere helling ) Efficiënter storten De efficiëntie van een stortplaats wordt bepaald door fysische (sedimenttransport i.f.v. getij, doodtij-springtij, wind, golven), economische en ecologische aspecten. Bij een efficiënte stortplaats is de recirculatie van het gestorte materiaal naar de baggerplaatsen zo klein mogelijk, is de afstand tussen bagger- en stortplaats minimaal en is de verstoring van het milieu verwaarloosbaar. Hieruit volgt dat er geen stortplaats kan bestaan die onder alle omstandigheden efficiënt is. Efficiënt storten zal kunnen betekenen dat in functie van de voorspelde fysische (wind, stroming, golven, sedimenttransport, recirculatie), economische (afstand, grootte baggerschip) en ecologische aspecten op korte termijn een stortlocatie zal worden gekozen. Om dit te bereiken is het volgende nodig: definiëren van een goede stortzones i.f.v. sedimenttransport, recirculatie baggerspecie, ecologie, economie, bathymetrie van de baggerplaatsen operationele voorspelling van de recirculatie van het gestorte materiaal door de operationele data uit hydrodynamische en sedimenttransportmodellen, real time meetstations, satellietbeelden, bathymetrie van de baggerplaatsen te integreren zodat een efficiënte stortlocatie kan bepaald worden Taken (april 28 december 29) Taak 1: Monitoring Taak 1.1: Slibconcentratie metingen: getijcyclus en langdurig Tijdens 4 meetcampagnes per jaar met de R/V Belgica zullen 13-uursmetingen uitgevoerd worden. De metingen zullen plaatsvinden in het kustgebied van het BCP. Tijdens de metingen zullen tijdsreeksen worden verzameld van de stromingen, de concentratie aan en de korrelgrootteverdeling van het suspensiemateriaal (LISST 1), de temperatuur en de saliniteit. De optische metingen (transmissometer, Optical Backscatter Sensor) zullen gecalibreerd worden met de opgemeten hoeveelheid materie in suspensie (gravimetrische bepalingen na filtratie) om te komen tot concentraties. Stalen van suspensiemateriaal zullen genomen worden met de centrifuge om de samenstelling ervan te bepalen. De tripode zal ingezet worden om stromingen, slibconcentratie, korrelgrootteverdeling van het suspensiemateriaal, saliniteit en temperatuur te meten gedurende een lange periode. Doel van deze metingen is het slibtransport in het gebied beter te begrijpen zodat een verband tussen de aanslibbing in de haven en de slibconcentratie erbuiten gelegd kan worden. Gelijkaardige metingen werden in de voorbije jaren reeds uitgevoerd ter hoogte van Blankenberge en de meetpaal MOW1; deze toonden aan dat zich regelmatig dicht tegen de bodem een laag met hoge slibconcentratie (>3g/l) heeft gevormd. Deze laag ontstaat door stormen en kan tot enkele dagen na de storm worden waargenomen. Sub-taak 1.2: Monitoring voor proefproject Verlagen topslib in haven van Zeebrugge Een verankerd meetstation (tripode) werd reeds op 28 januari 28 geplaatst ter hoogte van het strand van Blankenberge in het kader van het proefproject verlagen van topslib in haven van Zeebrugge. De meting zal doorgaan tot minstens 14 dagen na het einde van het proefproject, dat voorzien is tegen 15 mei 28. Doel van deze verankering is het monitoren van de slibconcentratie, het onderzoeken of een verpomping van vloeibaar slib over de havendam een verhoging van de natuurlijke slibconcentratie dicht tegen het strand veroor- 4

5 zaakt en het slibtransport in het gebied beter te begrijpen. De invloed van een verpomping over de havendam zal worden geschat door de natuurlijke variabiliteit van de slibconcentratie (voor en na het proefproject) statistisch te vergelijken met de variabiliteit tijdens het verpompen. De aanwezigheid van een hooggeconcentreerde sliblaag dicht tegen de bodem, zoals werd waargenomen tijdens vorige tripode verankeringen, kan een significant effect hebben op de aanslibbing in de haven van Zeebrugge. Het is daarom belangrijk om te weten of tijdens het proefproject een dergelijk bodemlaag aanwezig is of zich heeft gevormd ten gevolge van een storm of van de verpomping zodat een verband tussen de aanslibbing in de haven en de slibconcentratie erbuiten gelegd kan worden. Deze informatie is nodig om een uitspraak over de efficiëntie van het verpompen over de westelijke havendam te formuleren. Sub-taak 1.3: Quasi permanent meetstation Uit vorig onderzoek bleek dat een verdubbeling van de tripode de meest haalbare optie is voor een (quasi) continu registrerend meetstation. Het aankoopdossier voor een tweede tripode werd opgestart, er wordt voorzien dat de tripode gedurende 28 operationeel zal zijn. Eerste testen zullen worden uitgevoerd en de meetdata zullen worden geëvalueerd. Sub-taak 1.4: Slibverdeling op de bodem Bodemstalen zullen worden geanalyseerd om de korrelgrootte, het kalkgehalte en de organische fractie te bepalen. Bij de box core bodemstalen zal ook de densiteit bepaald worden. Met deze data kan de slibverdeling in de kustzone verder verfijnd worden en zal onderscheid gemaakt kunnen worden tussen actief slib (i.e. slib dat in de cyclus van afzetting en resuspensie is betrokken) en inactieve slib (oude lagen die dagzomen en enkel eroderen tijdens extreme situaties). Een gedetailleerde kennis van de samenstelling van de zeebodem is belangrijk voor een nauwkeurige kwantificering van de erosiefluxen in sedimenttransportmodellen. Taak 2: Modellering Sub-taak 2.1: Verfijnen slibtransportmodel Het gebruik van een numeriek sedimenttransportmodel vereist een regelmatige validatie van de modelresultaten met meetgegevens en een aanpassing van parameterwaarden. Er zal verder gewerkt worden aan een integratie van de resultaten uit het flocculatie onderzoek uit 27 in het 2D sedimenttransportmodel. Sub-taak 2.2: Alternatieve stortschema s i.f.v. omgevingsfactoren Onderzoek naar alternatieve stortschema s (getijgebonden, enkel bij bepaalde windrichting, ) zal uitgevoerd worden voor stortplaats B&W Zeebrugge Oost conform de aanbevelingen voor de minister geformuleerd in het syntheserapport 28. Het doel is om het effect van het getij (meteo) op de retourstroom naar de baggerplaatsen te bepalen en om de effecten van een verplaatsing van de stortplaats te evalueren. Overleg zal gebeuren met amt over mogelijke locaties van de stortplaats. Afhankelijk van de uitkomst kan een proefproject worden opgestart waarin monitoren en evalueren van de effecten van het storten van baggerspecie op de nieuwe stortplaats centraal staan. Sub-taak 2.2.1: 2D langdurige simulaties Simulatie van de effecten van getijgebonden storten op langdurige schaal zullen uitgevoerd worden met het 2D hydrodynamisch en sedimenttransportmodel van het BCP. Resultaten 5

6 zullen per seizoen en doodtij/springtij worden geïnterpreteerd. Deze simulaties laten ook toe om eventuele effecten op de slibhuishouding ter hoogte van de Belgische kust tengevolge van een consequent getijgebonden storten of een verplaatsing van de stortplaats gedurende een langere periode (1 jaar) te analyseren. Sub-taak 2.2.2: 3D korte termijn simulaties 3D simulaties van getijgebonden storten zullen worden uitgevoerd met het detailmodel van het gebied rond Zeebrugge. Het hydrodynamische model zal hiervoor moeten worden uitgebreid met een slibtransportmodule, zodat de recirculatie van baggerspecie vanuit de stortplaats naar de buitenhaven van Zeebrugge kan worden berekend. Resultaten van deze simulaties zullen toelaten om een beter inzicht te bekomen in de recirculatie van het baggermateriaal en dus ook in de economische meerwaarde die een relocalisatie van de stortplaats zal opleveren Publicaties (april 28 december 29) Hieronder is een lijst met rapporten, publicaties en deelnamen aan workshops en conferenties waar resultaten en data verzameld in het kader van het MOMO project werden voorgesteld: Activiteits-, Meet- en Syntheserapporten Fettweis, M., Van den Eynde, D. Francken, F., Van Lancker, V. 21. MOMO activiteitsrapport 3 (juli 29 december 29). BMM-rapport MOMO/4/MF/213/NL/AR/3, 38pp + app. Fettweis, M., Van den Eynde, D., Francken, F. Van Lancker, V. 29. MOMO activiteitsrapport 2 (januari 29 juli 29). BMM-rapport MOMO/4/MF/2912/NL/AR/2, 33pp + app. Lauwaert B., Bekaert K., Berteloot M., De Backer A., Derweduwen J., Dujardin A., Fettweis M., Hillewaert H., Hoffman S., Hostens K., Ides S., Janssens J., Martens C., Michielsen T., Parmentier K., Van Hoey G., Verwaest T. 29. Syntheserapport over de effecten op het mariene milieu van baggerspeciestortingen (vergunningsperiode 28-29). Report by BMM, ILVO, CD, amt and WL BL/29/1. 18pp. Lauwaert B., Bekaert K., Berteloot M., De Backer A., Derweduwen J., Dujardin A., Fettweis M., Hillewaert H., Hoffman S., Hostens K., Ides S., Janssens J., Martens C., Michielsen T., Parmentier K., Van Hoey G., Verwaest T. 29. Synthesis report on the effects of dredged material disposal on the marine environment (licensing period 28-29). Report by BMM, ILVO, CD, amt and WL BL/29/1. 73pp. Fettweis, M., Van den Eynde, D., Maggi, F. 29. MOMO activiteitsrapport 1 (april 28 december 28). BMM-rapport MOMO/4/MF/294/NL/AR/1, 24pp + app. Conferenties/Workshops: Fettweis, M., Houziaux, J.-S., Du Four, I., Van Lancker, V., Baeteman, C., Mathys, M., Van den Eynde, D., Francken, F. 29. Long-term influence of maritime access works on the distribution of cohesive sediments: analysis of historical and recent data. Poster, 1 Year VLIZ, 27 November 29, Oostende. Fettweis, M., Houziaux, J.-S., Du Four, I., Van Lancker, V., Baeteman, C., Mathys, M., Van den Eynde, D., Francken, F. 29. Towards an ocean of mud? Growing impact of marine engineering works on fine sediment dynamics. Presentation, 1 Year VLIZ, 27 November 29, Oostende. Fettweis, M., Francken, F., Van den Eynde, D. 29. Analysis of long-term SPM measure- 6

7 ments. QUEST4D workshop 29, 14 May, Antwerpen. Verwaest, T., Janssens, J., Vanlede, J., De Schutter, J., Mostaert, F., Fettweis, M., Van den Eynde, D., Francken, F., Van Lancker, V. 29. The impact of maritime access works on coastal turbidity in the Belgian coastal zone (southern North Sea). Liège Colloquium, 4-8 May, Liège. Van den Eynde, D., Fettweis, M. Francken, F., Janssens, J., Toorman, E., Van Lancker, V., Verwaest, T. 29. Modeling transport of mixed sediments on the Belgian Continental Shelf. INTERCOH conference 29, 3-8 May, Rio de Janeiro/Paraty, (Brazil). Fettweis, M., Nechad, B., Van den Eynde, D. 29. Comparison between SPM concentration from satellite images and in situ measurements from the Belgian continental shelf (southern North Sea). INTERCOH conference 29, 3-8 May, Rio de Janeiro/Paraty, (Brazilië). Fettweis, M. 28. Uncertainty of excess density and settling velocity of mud flocs derived from in situ measurements. Particles in Europe, European workshop on the in situ measurements of particle size and concentration in the aquatic environment October, Bologna, Italië. Doxaran, D., Babin, M., Ruddick, K., Park, Y., Fettweis, M. 28. Tidal variations of particle size distribution and optical properties in turbid coastal waters. Perspectives for ocean colour remote sensing. Particles in Europe, European workshop on the in situ measurements of particle size and concentration in the aquatic environment October, Bologna, Italië. Fettweis, M., Francken, F. Van den Eynde, D. 28. Persistent high SPM concentration layers in a coastal turbidity maximum area. 7 th International Conference on Tidal Environments, Tidalites- 28, September, Qingdao, China. Publicaties (tijdschriften) Fettweis, M., Francken, F., Van den Eynde, D., Verwaest, T., Janssens, J., Van Lancker, V. Storm influence on SPM concentrations in a coastal turbidity maximum area with high anthropogenic impact (southern North Sea). 21 Continental Shelf Research (in revision). Fettweis, M., Houziaux, J.-S., Du Four, I., Van Lancker, V., Baeteman, C., Mathys, M., Van den Eynde, D., Francken, F., Wartel, S. 29. Long-term influence of maritime access works on the distribution of cohesive sediments: analysis of historical and recent data from the Belgian nearshore area (southern North Sea). Geo-Marine Letters, 29(5), doi: 1.17/s

8 2. Proefproject Verlagen topslib in haven van Zeebrugge : SPM concentratie metingen Tussen 4 mei en 2 juni 29 werd een wetenschappelijk project uitgevoerd door amt in de haven van Zeebrugge (Albert II dok). Doel van het project was de mogelijkheid te onderzoeken om de topsliblaag met alternatieve baggermethoden te reduceren. Een stationaire cutterzuiger werd gebruikt om gedurende een aantal dagen op dezelfde locatie en dezelfde diepte te baggeren. De baggerspecie werd via een drijvende leiding over de havendam ten westen van Zeebrugge gepompt (zie Lauwaert et al., 29). In het kader hiervan werden tripode metingen uitgevoerd te Blankenberge om de invloed van het storten op de SPM concentratie dicht tegen het strand te monitoren. Het project was eerst gepland begin 27, dan uitgesteld tot 28, vooraleer het in mei 29 kon doorgaan. De tripode metingen werden ook tijdens de andere periodes uitgevoerd, zodat er een dataset van 24 meetdagen beschikbaar is, waarvan ongeveer 21 dagen zonder stortoperaties. In dit hoofdstuk worden de data verwerkt en de invloed van het storten besproken Overzicht van de metingen en gebruikte apparatuur In het kader van het topslib project werd de tripode (B) 6 keer verankerd gedurende 3 meetperiodes te Blankenberge, zie tabel 2.1, figuur 2.1 en foto s De tripode werd ingezet met een SonTek 3 MHz ADP, een SonTek 5 MHz ADVOcean (op 2 cm boven de bodem), een Sea-Bird SBE37 CT meetsysteem, twee OBS (OBS1 op.2 en OBS2 2 m boven de bodem), twee SonTek Hydra systemen voor de data acquisitie en de batterij voeding en een LISST 1C (Laser In-Situ Scattering & Transmissometer). Enkel tijdens de meetperiode 6 (4/5-2/6/29) werd effectief materiaal over de havendam gepompt. Tabel 2.1: Langdurige metingen met tripode te Blankenberge uitgevoerd in het kader van het topslib project. De nummering geeft de verankeringen aan. Begin Einde Lat/lon Duur Verankering Recuperatie 1a 8/11/26 27/11/ N Belgica Zeearend 14h3 9h E 26/23 1b 27/11/26 11h /12/26 1h /1/28 15h38 4 6/3/28 9h9 5 15/4/28 8h58 6 4/5/29 9h59 15/12/26 8h3 7/2/27 13h17 24/2/28 13h18 8/4/28 15h29 5/6/28 7h48 15/6/29 11h N E N E N E N E N E N E Zeearend Belgica 26/ Belgica Zeearend 26/ Belgica Zeehond 1 28/ Zeearend Belgica Belgica 28/9b 28/9 Zeearend DN23 DN23 1 recuperatie gebeurde op initiatief van de Zeehond 2 na interventie van DOVO duikers, tripode werd omvergeduwd op 7/4 tussen 21h49 en 21h59 8

9 De LISST werd tot februari 27 op ongeveer 1 m boven de bodem gemonteerd, vanaf 28 werd het toestel op 2 m boven de bodem bevestigd. Tabel 2.2 geeft de periodes weer, wanneer geen of slechte data werden verzameld door ADV, LISST of OBS1. Bij de LISST is dit te wijten aan technische problemen, bij de ADV vermoedelijk door slibaccumulatie die tot aan de meetcel reikte en bij de OBS1 (mei-juni 28) door begroeiing. Tabel 2.2: Langdurige metingen met tripode te Blankenberge. Opgelijst worden de periodes zonder (LISST) of met kwalitatief slechte (verstoorde) data bij ADV. Begin Einde ADV 12/11/26 7h47 13/11/26 15h7 LISST 8/11/26 14h3 27/11/26 9h4 ADV 28/1/27 7h47 31/1/27 22h27 LISST 5/1/27 16h37 7/2/27 13h17 ADV 1/2/28 22h38 2/2/28 22h38 LISST 28/1/28 15h38 11/2/28 13h48 4 ADV 9/3/28 3h1 1/3/29 12h9 LISST 3/4/28 23h48 5/6/28 7h48 5 ADV 6/5/29 1h9 1/6/299 2h19 6/5/29 8h9 5/6/29 9h9 OBS1 25/5/28 h 5/6/29 9h9 6 LISST 4/5/29 23h19 15/6/29 11h49 Figuur 2.1: Locatie van tripode tijdens de metingen te Blankenberge. De achtergrond is de over de periode gemiddelde SPM concentratie (mg/l) aan de oppervlakte afgeleid uit MODIS beelden. 9

10 Foto 2.1: 7/11/26, Belgica in het Kattendijkdok voor Hydro 6. Tripode is aan boord voor de 1 ste meetperiode te Blankenberge die op 8/11/26 startte (verankering 1a in tabel 2.1). Foto 2.2: 7/2/27, recuperatie van tripode met de Zeearend na beëindiging van de 1 ste meetperiode in februari 27 (verankering 2 in tabel 2.1). 1

11 Foto 2.3: 28/1/28, tripode is klaar om ingescheept te worden op de Belgica voor 2 de meetperiode te Blankenberge (verankering 3 in tabel 2.1). Foto 2.4: 8/4/28, recuperatie van tripode met de Belgica tijdens 2 de meetperiode (verankering 4 in tabel 2.1). De tripode werd op 7/4/28 omvergeduwd door de Vlaanderen I. Lichte beschadigingen werden vastgesteld bij de Lisst. 11

12 Foto 2.5: 5/6/28, recuperatie van de tripode met de Zeearend op het einde van 2 de meetperiode. De tripode was sterk begroeid na bijna 51 dagen in zee (verankering 5 in tabel 2.1). Foto 2.6: 15/6/29, recuperatie van tripode met werkschip DN23 (zie ook foto op voorpagina) na beëindiging van 3 de meetperiode (verankering 6 in tabel 2.1). 12

13 2.2. Tijdreeksen De tijdreeksen worden voorgesteld in appendix 1 en in appendix 3 (Lisst data). Per meetreeks wordt de diepte onder het wateroppervlak en getijamplitude; windsnelheid, richting en significante golfhoogte; saliniteit en temperatuur, ADV snelheid, richting ( is naar het N, 9 naar het E, 18 naar het S en 27 naar het W; eb heeft dus een richting van ongeveer 225 en vloed van 45 ) en altimeter; SPM concentratie op.2 en 2 m boven de bodem (meter above bed, mab); gemiddelde partikelgrootte, transmissie en valsnelheid. De wind data worden gegeven voor Zeebrugge en zijn afkomstig van voorspellingen van het UK Meterological Office (data om de 6 uur). Merk op dat de windrichting overeenkomt met wind uit het W, 9 uit het S, 18 uit het E en 27 uit het N. De golfdata (significante golfhoogte) zijn voor het station Bol van Heist en zijn afkomstig van MDK. De valsnelheid werd berekend volgens Fettweis (28), waarbij een fractale dimensie van 2 werd verondersteld Meetperiode 1 (november 26 februari 27) Deze meetperiode werd besproken in Fettweis et al. (27, 21) en wordt hier voor de volledigheid herhaald. De tripode werd tijdens de meetperiode twee keer uit het water gehaald om de data uit te lezen en de sensoren te kuisen, dit gebeurde op 27/11/26 en tussen 15 en 18/12/26 (zie tabel 2.1). De instrumentatie heeft verschillende stormen kunnen registreren. De eerste was al enkele uren na de verankering (significante golfhoogte H s >1.8 m), een tweede was er tussen november (H s tot 2.7 m); de rest van november was vrij rustig (uitzondering enkele korte periodes met significante golfhoogten >1.4 m op 22/11 en 25/11). Heel de eerste helft van december was gekenmerkt door een vrij strakke SW wind (tot 7 Bf) en significante golfhoogten van m. Vanaf 28/12 was een depressie uit het SW overgewaaid (H s >3 m op 31/12). Begin januari werd gekenmerkt door een storm uit het NE. De rest van januari 27 werd gekenmerkt door vooral stormen/strakke winden uit het SW, de significante golfhoogten waren tussen 1-14 januari rond m, tussen januari tot m en januari tot 1.8 m. Het saliniteit- en temperatuursverloop vertonen grote variaties. Hoge saliniteit en temperatuur (in de winter) wijst op een vooral Atlantische (Engels Kanaal) oorsprong van het water en is gekoppeld aan SW wind. Bij lage saliniteit en temperatuur is de invloed van de Schelde en andere zoetwaterbronnen belangrijk, meestal ging dit tijdens de meetperiode gepaard met noordelijke winden (NE-NW). De hoge saliniteit tussen 14/11-14/12/26 correleert aldus met de op dat moment overheersende SW winden. Ook de periode van 28 december 26 tot 23 januari 27 werd gekenmerkt door SW winden. De plotse daling in saliniteit 23/1/27 was het gevolg van een andere windrichting en dus meer aanvoer van Scheldewater naar de locatie. Tijdens november werd frequent een SPM concentratie van >3 g/l dicht tegen de bodem gemeten. Een maximum in de getijgemiddelde SPM concentratie trad op tussen november, dit maximum ging gepaard met een verstoring van het ADV signaal, tengevolge van vermoedelijk accumulatie van vloeibaar slib op de bodem. De hoogste SPM concentraties werden 1 dag na de storm geregistreerd door de OBS2. De minima in SPM concentratie gemeten door de OBS1 zijn hoog (8 mg/l) wat een bijkomende aanwijzing geeft dat zich op de bodem een vloeibare sliblaag (of een laag met hoge SPM concentratie) van 3 cm heeft bevonden. Zowel tijdens eb als tijdens vloed komen pieken in SPM concentratie voor. De 13

14 (meestal) grootste ebpiek is op het einde van de eb gelegen (er kunnen echter ook pieken optreden door resuspensie aan het begin van de eb), nadat de stroomsnelheid terug is afgenomen en is voornamelijk het gevolg van bezinking van suspensiemateriaal. Het feit dat tijdens eb de SPM1 piek over het algemeen iets later was dan de SPM2 piek ondersteund deze verklaring. De vloedpiek in SPM concentratie wordt echter opgemerkt direct na kentering en duidt op resuspensie van het bodemmateriaal door de toenemende stroming. De SPM concentratie piek is daarom op 2 m boven de bodem iets later dan dichter tegen de bodem. Na de novemberstorm vertoont de SPM concentratie in de waterkolom (SPM2) een typisch springdoodtij gedrag: lagere concentraties rond doodtij (rond 28/11/26) en hogere rond springtij (rond 5-6/12/26). De plotse stijging in SPM2 concentratie is verdacht en hoogstwaarschijnlijk het gevolg van een verstoring van het optische signaal van de OBS. Het waarom van de stijging in de SPM1 concentratie rond dezelfde periode (9-1/12) is niet duidelijk. De tweede helft van december (tot de 28) is gekenmerkt door weinig wind, weinig stratificatie en een tij gedomineerde variatie van de SPM concentratie. Een stratificatie in SPM concentratie treedt enkel op aan het einde van eb tijdens kentering. Opmerkelijk aan deze tweede decemberhelft is de afwezigheid van de doodtij-springtijcyclus in de SPM concentratie. Deze was vooral gedomineerd door het getij en de enkele stormen op het einde van de maand. De mediane partikelgrootte varieerde tussen 2-19 µm en de getijgemiddelde bedroeg ongeveer 6 µm in december 26 en 7-11 µm in januari 27. De verhoging in SPM concentratie na de storm van 31 december tijdens vloed (significante golfhoogten tot 2.7 m) is pas tijdens de volgende eb in het SPM signaal te zien, dit geeft een aanwijzing dat het materiaal niet lokaal werd geërodeerd, maar dat het van elders naar Blankenberge werd getransporteerd. Het effect van deze storm op de partikelgrootte is drastisch en duidelijk te zien in de nu veel lagere maxima in gemiddelde vlokgrootte, dit is ook de eerste twee dagen in januari zichtbaar. In januari is het springtij-doodtij signaal beter te zien in de SPM concentratie: hogere concentratie rond 5/1 en 22/1, lagere rond 13/1 en 29/1. Een SW storm rond 12/1 en 19-2/1 zorgt voor de vorming van een bodemlaag met hoge SPM concentratie. Door de verandering in windrichting vanaf 22/1 tot aan het einde van de meetperiode op 7/2/27 is er water met lagere saliniteit vermoedelijk afkomstig van vooral de Schelde, voor de kust komen te liggen. Dit ging gepaard met een plotse toename in SPM concentratie voor Blankenberge. De hoge minima in SPM1 laten ook hier vermoeden dat een bodemlaag met hoge SPM concentratie zich heeft kunnen vormen. Dankzij de geringe golfhoogten en windsnelheden is deze laag tot aan het einde van de meting blijven bestaan Meetperiode 2 (januari 28 juni 28) De meetperiode omvat 3 verankering: januari - februari, maart - april en april - juni (zie tabel 2.1). Tijdens de verankering van januari - februari 28 werd een storm geregistreerd tussen 3/1 en 2/2 met een significante golfhoogte tot 2.7 m. De rest van februari was gekenmerkt door rustig weer (H s < 1.5 m) met vooral SW en E wind. De SPM concentratie was relatief gering (maxima < 16 mg/l). Het SPM concentratieverloop vertoont een duidelijke variatie met eb en vloed en met doodtij-springtij. Tijdens de periode met vooral E- wind (dag 38-5) treden hoge variaties in saliniteit op tijdens een getij, met minima tijdens eb en maxima tijdens vloed. De gemiddelde saliniteit verlaagde van 34 tot ongeveer 31. Dit is waarschijnlijk het gevolg van de relatief grotere invloed van de afvoer van de Schelde tijdens E-wind. Tijdens de verankering van maart tot begin april was er meer wind. Tussen dag

15 (11-14/4) werden significante golven (H s ) gemeten tot 2.5 m bij een overheersende W- SW-wind. Dit ging gepaard met een stijging van de saliniteit (tot 34) en maar een kleine stijging van de SPM concentratie. De W-SW-wind heeft marien water aangevoerd met een lage SPM concentratie. De volgende stormen zijn gekoppeld met NE-NW-W-winden en deden zich voor tussen 17-26/4: dag 76 is H s tot 1.8 m, dag 8-82 tot 3.m en op dag 84 tot 2.7m. Stijging in de SPM concentratie werd tussen dag 76-8 en vooral vanaf dag 81 tot 89 opgemeten. Tijdens deze periode was de getijgemiddelde SPM concentratie tussen 6-1mg/l en de minimale tussen 25-5 mg/l op 2 cm boven de bodem, dit wijst waarschijnlijk op het voorkomen van een vloeibare sliblaag. De saliniteit daalt tijdens NE-N winden, wat op een hogere aanvoer van zowel Schelde als Rijnwater wijst. April wordt niet gekenmerkt door veel golven. De stijging in SPM concentratie tussen 1-7/4 is daarom een effect van doodtij-springtij. Op 7/4 (dag 97) werd de tripode omvergeduwd en zijn de data dus moeilijker vergelijkbaar met de vorige reeks. Tijdens de 2 de helft van april, mei en begin juni is er weinig wind (<4 Bf) en golven (H s <1.3 m). De SPM concentratie volgt hier ook het doodtij-springtijsignaal, waarbij de hoogste SPM concentratie optreden rond dag , Er treedt in mei een duidelijke verschuiving op tussen het SPM1 (.2 mab) en het SPM2 (2 mab) signaal. Zo treden de hoogste SPM concentraties op.2 mab vanaf dag 132 op tijdens doodtij, terwijl op 2 mab de hoogste waarden rond springtij werden gemeten. Dit duidelijke verschil tussen beide signalen werd nog niet op andere momenten vastgesteld en wijst vermoedelijk op een verhoogde afzetting van slib en de vorming van een fluffy laag tijdens doodtij. Door de geringe meteorologische invloed werd dit signaal niet verstoord door golven. Dit fenomeen is gekend uit modelsimulaties, maar werd nog niet met de tripode opgemeten. De mediane partikelgrootte varieerde gedurende de meetperiode tussen 2 µm en 19 µm met een getijgemiddelde waarde tussen 4 en 12 µm. Uit de meetreeks blijkt een duidelijke correlatie tussen SPM concentratie en vlokgrootte: bij hoge concentraties is de vlokgrootte geringer en bij lage concentraties hoger. De valsnelheid is hoger bij lagere SPM concentraties dan bij hogere Meetperiode 3 (mei 29 juni 29) De tripode werd ene keer verankerd samen met de start van de topslibproef. De tripode is na het beëindigen van de stortingen nog 14 dagen in het water gebleven (zie tabel 2.1). De maand mei was gekenmerkt door afwisselend W-SW en E-NE wind. Tijdens 2 periodes werden significante golfhoogten van >15 cm gemeten. De windrichting had een duidelijke invloed op de saliniteit. Tijdens de SW wind begin mei (4-11/5) was de variatie in saliniteit tijdens een getij hoog (3-33), met het draaien van de wind naar het E-NE stabiliseerde de saliniteit zich op ongeveer 31. Door omstandigheden kon de meting niet voor de baggerwerken beginnen. Niettemin is de hoge SPM concentratie op.2 m boven de bodem met getijgemiddelde waarden van 5-15 mg/l heel opvallend. Deze hoge waarden blijven aanwezig tot ongeveer 1 week na het stopzetten van de proef, pas nadien daalt de SPM concentratie en zijn de getijgemiddelde waarden kleiner dan 5 mg/l. We kunnen hier aannemen dat zich tijdens deze periode een vloeibare sliblaag of een laag met heel hoge SPM concentratie heeft gevormd. Het SPM concentratieverloop op 2 m boven de bodem is duidelijk verschillend van de dynamiek dicht tegen de bodem. Uit de data blijkt duidelijk de sterke invloed van doodtijspringtij. 15

16 2.3. Statistische analyse SPM concentratie populatie Statistiek kan gebruikt worden om toevallige veranderingen in een populatie te analyseren en te karakteriseren, zoals bv. de effecten van stormen en menselijke ingrepen op de SPM concentratie. De frequentieverdeling van deze data bepaald het type van statistische analyse dat toegepast kan worden op de dataset. Metingen kunnen beschouwd worden als een selectie van individuele SPM concentratie data die informatie opleveren over de gehele SPM concentratiepopulatie op een bepaalde plaats. Het doel van de metingen is dan om een representatief substaal van de populatie te verzamelen, dat toelaat om algemene conclusies betreffende de gehele populatie te formuleren. De SPM concentratiepopulatie te Blankenberge kan worden gedefinieerd als de data voortkomend uit natuurlijke variatie tengevolge van getij, storm, seizoenen en langdurige variaties en de al ingeburgerde menselijke ingrepen, zoals veroorzaakt door het storten van materiaal afkomstig van onderhoudsbaggerwerken te B&W Zeebrugge Oost. Het overpompen van baggerspecie over de westelijke havendam kan deze (semi-)natuurlijke verdeling veranderen, wat zich dan uit in een verandering van statistische parameters tijdens de proef Maxima, minima en gemiddelden In appendix 2 kan voor elke meetreeks een tabel gevonden worden met per getij, eb, vloed en kentering de maximale, minimale en gemiddelde partikelgrootte, transmissie, SPM concentratie, temperatuur en saliniteit. Het tijdstip t.o.v. hoogwater van het maximum en of het maximum groter is tijdens eb of vloed wordt ook aangeduid alsook de eb- en vloedgemiddelden. In tabel 2.3 wordt deze informatie gesynthetiseerd. De data tonen aan dat er vrij grote verschillen zijn tussen de meetreeksen. Over het algemeen blijkt dat dichter tegen de bodem de data eerder ebdominant zijn, terwijl op 2 mab er een grotere vloeddominantie is. Deze tendens is meer uitgesproken in meetreeks 5 (2 mab) en vooral 6, waar zowel de ebdominantie op.2 mab als de vloeddominantie op 2 mab duidelijk kan waargenomen worden. Dit is mogelijks te wijten aan de stortingen over de havendam tijdens de topslibproef. De verhoogde SPM concentratie dicht tegen de bodem is dan een gevolg van de stortactiviteiten en dus geen normale toestand. Tabel 2.3: Percentage dat tijdens eb de maximale en de gemiddelde SPM concentratie groter is dan tijdens vloed. Meetreeks.2 mab 2 mab Maximum Gemiddeld Maximum Gemiddeld 1 (nov-dec 26) (dec 26 feb 27) (jan-feb 28) (mar-apr 28) (apr-jun 28) (mei-jun 29) Frequentiedistributie Door SPM concentratiewaarden op te delen in klassen (vb. 5 mg/l) kan een frequentiedistributie en dus ook een waarschijnlijkheidsverdeling opgesteld worden. Uit figuren 2.2 en 2.3 blijkt dat de verdelingen log-normaal zijn. Deze niet-symmetrische verdeling treedt op bij populaties met een laag gemiddelde, een hoge variabiliteit en indien de waarden niet ne- 16

17 gatief kunnen zijn (Limpert et al., 21). Een variabele X is log-normaal verdeeld indien de log(x) normaal verdeeld is. De PDF (Probability Density Function) van zulk een variabele kan als volgt worden geschreven: f ( x) = exp ( log( x) μ) 2 (2.1) xσ 2π 2σ waarbij μ de mediaan en σ de standaardafwijking zijn. Een log-normale verdeling wordt gekarakteriseerd door de mediaan en de standaard deviatie van log(x). Het is voordeliger om de waarden terug om te zetten naar de gemeten grootheid. Hierdoor kan de verdeling gekarakteriseerd worden door de mediaan (x*) en de multiplicatieve standaardafwijking (s*). Het interval x* gedeeld door s* tot x* vermenigvuldigd met s* omvat 68.3% van de populatie en x*/2s* tot x* 2s* 95.5%. Er werd hier volgende benadering hiervoor gebruikt: 1 n n 1 n * = exp log( x i ) = xi n i= 1 i= 1 x (2.2) 1 2 n 2 1 x i s * = exp log (2.3) n 1 i= 1 x * De mediaan en de multiplicatieve standaardafwijking van deze verdelingen samen met de Χ² test waarschijnlijkheid (p), waarbij als nulhypothese gebruikt werd dat de SPM concentratie een log-normale verdeling heeft, zijn te vinden in tabel 2.4. Voor de datasets varieert s* tussen 2.3 en 3., met eerder hogere waarden (2.4-3.) dicht tegen de bodem en lagere ( ) op 2 m boven de bodem. Een lagere s* wijst op een meer symmetrische verdeling. Indien de test waarschijnlijkheid klein is (p<.5), dan zou de nulhypothese verworpen moeten worden. Lage waarden treden op bij een laag aantal data. De resultaten uit tabel 2.4 tonen dat in de winter en herfst (meetreeksen 1-4) er over het algemeen een hoger SPM concentratie aanwezig is dan in de lente (meetreeks 5) en dat deze hogere waarden gekoppeld zijn aan de hogere stormintensiteit. Zo is de voor een winter lage mediane SPM concentratie in meetreeks 3 (januari - februari 28) vermoedelijk het gevolg van de rustige meteorologisch omstandigheden. De SPM concentratie te Blankenberge is echter niet enkel beïnvloed door golven; het feit dat de locatie vrij goed beschermd is, zorgt ervoor dat slib zich over relatief lange periodes kan afzetten. Dit werd opgemerkt in meetreeks 5 (zie 2.2.2) en vertaalt zich in een hoge mediane SPM concentratie dicht tegen de bodem en een relatief lage SPM concentratie hoger in de waterkolom. De mediane SPM concentratie op 2 m boven de bodem komt hierbij goed overeen met de mediaan in meetreeks 3. Tijdens periodes met duidelijk meer storminvloeden is het verschil tussen.2 m boven de bodem en 2 m boven de bodem geringer (zie meetreeksen 1, 2 en 4). Het valt op dat de mediane SPM concentratie tijdens de topslibproef (meetreeks 6) duidelijk verschilt van de voorgaande meetreeksen. De mediane SPM concentratie op.2 m boven de bodem is significant groter dan in de andere meetreeksen, terwijl de waarde op 2 m boven de bodem vergelijkbaar is met een wintertoestand. Deze hoge waarden zijn niet typisch voor een lente, waar men lagere SPM concentraties zou verwachten, zoals kon worden vastgesteld in de tripode meetdata te MOW1. Het is daarom heel waarschijnlijk dat deze hoge SPM concentraties toe te schrijven zijn aan het verpompen van slib over de havendam. Het grote verschil tussen de SPM concentratie op.2 m en 2 m boven de bodem wijst 17

18 op de geringe menging in de waterkolom en dus op de geringe golfwerking (zie 2.2.3). Tabel 2.4: Mediaan van de SPM concentratie (x*) in mg/l te Blankenberge voor de verschillende meetreeksen (zie tabel 2.1). p is de Χ² waarschijnlijkheid dat de verdeling log-normaal is, s* de multiplicatieve standaardafwijking en n het aantal data alle data.2 mab x* s* p n mab x* s* p n Probability density (Nov-Dec 26) x*=34 mg/l s*=2.93 p=1. Probability density (Nov-Dec 26) x*=144 mg/l s*=2.26 p=.93 Probability density mab SPM concentration (mg/l) 2 (Dec 26 - Feb 27) x*=39 mg/l s*=2.97 p=.57 Probability density mab SPM concentration (mg/l) 2 (Dec 26 - Feb 27) x*=149 mg/l s*=2.32 p=.93 Probability density mab SPM concentration (mg/l) 3 (Jan - Feb 28) x*=183 mg/l s*=2.36 p=.77 Probability density mab SPM concentration (mg/l) 3 (Jan - Feb 28) x*=15 mg/l s*=2.46 p= mab SPM concentration (mg/l) mab SPM concentration (mg/l) 18

19 Probability density (Mar - Apr 28) x*=29 mg/l s*=3.1 p=.96 Probability density (Mar - Apr 28) x*=15 mg/l s*=2.46 p=.99 Probability density mab SPM concentration (mg/l) 5 (Apr - Jun 28) x*=258 mg/l s*=2.71 p=.53 Probability density mab SPM concentration (mg/l) 5 (Apr - Jun 28) x*=12 mg/l s*=2.41 p=.81 Probability density mab SPM concentration (mg/l) 6 (May - Jun 29) x*=584 mg/l s*=2.65 p=1. Probability density mab SPM concentration (mg/l) 6 (May - Jun 29) x*=149 mg/l s*=2.24 p= mab SPM concentration (mg/l) mab SPM concentration (mg/l) Figuur 2.2: Probabiliteitsverdeling van SPM concentratie in de 6 meetreeksen te Blankenberge en de overeenstemmende log-normale functies; links SPM concentratie op.2 mab (m above bed) en rechts op 2 mab. Probability density all data x*=318 mg/l s*=2.95 p=.95 Probability density all data x*=131 mg/l s*=2.39 p= mab SPM concentration (mg/l) mab SPM concentration (mg/l) Figuur 2.3: Probabiliteitsverdelingen van SPM concentratie voor alle tripode meetreeksen samen en de overeenstemmende log-normale functies; links SPM concentratie op.2 mab en rechts op 2 mab. 19

20 Probability density spring x*=48 cm s*=1.79 Probability density summer x*=53 cm s*=1.82 Probability density significant wave height (cm) autumn x*=62 cm s*=1.81 Probability density significant wave height (cm) winter x*=6 cm s*= significant wave height (cm) significant wave height (cm) Figuur 2.4: Probabiliteitsverdeling van de golfdata te Bol van Heist voor en de overeenstemmende log-normale functies Storminvloed Hoewel het duidelijk is dat de beschikbare data te Blankenberge geen representatieve dataset zijn om langdurige veranderingen te detecteren, werd getracht om de verschillen tussen de meetreeksen te elimineren, door een subpopulatie uit de meetdata te nemen die overeenkomt met een toestand met significante golfhoogte groter of kleiner dan een bepaalde waarde. De resultaten hiervan worden samengevat in tabellen Tabellen geven de mediane SPM concentratie weer voor perioden met een significante golfhoogte groter dan 15 cm, 1 cm en 5 cm respectievelijk, terwijl in tabellen de mediane SPM concentraties bij significante golfhoogten kleiner dan 15 cm en 5 cm worden getoond. In tabellen 2.1 en 2.11 en in figuur 2.4 worden de mediane significante golfhoogten (H s ) te Bol van Heist voor de periode en tijdens de verschillende meetperiodes weergegeven. Uit deze data blijkt dat de significante golfhoogten te Bol van Heist 62 cm bedraagt in de herfst, 6 cm in de winter en 48 cm in de lente. Hiermee vergeleken zijn de significante golfhoogten tijdens de meetreeksen 1, 2, 4 en 6 hoger dan, tijdens meetreeks 3 lager dan en tijdens meetreeks 5 ongeveer gelijk aan de mediane seizoenswaarde. In tegenstelling met de resultaten van eenzelfde analyse op de MOW1 data (zie volgend MOMO rapport) blijkt er in de dataset te Blankenberge niet altijd een directe correlatie te bestaan tussen hoge significante golven en hoge mediane SPM concentratie en vice versa. Zo is de hoogste mediane SPM concentratie op.2 m boven de bodem in meetreeks 1 bij H s >1 cm, in meetreeks 2 bij H s <5 cm, in meetreeks 3 bij H s <15 cm, in meetreeks 4 bij H s >5 cm en in meetreeks 5 en 6 bij H s >1 cm. Op 2 m boven de bodem werden de hoogste mediane SPM concentraties opgemerkt in meetreeks 1 bij H s >15 cm, in meetreeksen 2 en 3 bij H s <5 cm, in meetreeksen 4 en 5 bij H s >1 cm en in meetreeks 6 bij H s >15 cm. Dit kan enkel deels verklaard worden door het geringe aantal data met hoge golfhoogten en 2

21 wijst volgens ons eerder naar het optreden van een tijdsverschuiving tussen golven en SPM concentratie (zie 2.2), naar de vorming van een vloeibare sliblaag, die vrij lang kan blijven bestaan en naar het doodtijspringtij signaal dat overheerst bij mooi weer. Het optreden van een tijdsverschuiving geeft aan dat te Blankenberge de lokale erosie van slib gering is en dat het meeste suspensiemateriaal via advectie naar het meetstation wordt gebracht. Het feit dat advectie belangrijk is en dat onder alle golfomstandigheden de mediane SPM concentratie tijdens meetreeks 6 hoger is dan tijdens de andere meetreeksen, versterkt het argument dat de hoge SPM concentratie voor een significant deel het gevolg zijn van het verpompen van slib en dus niet van natuurlijke oorsprong zijn. Tabel 2.5: Mediaan van de SPM concentratie (x*) in mg/l te Blankenberge voor de verschillende meetreeksen en voor de data met Hs > 15 cm (zie tabel 2.1 en 2.4) alle data.2 mab x* s* p n mab x* s* p n Tabel 2.6: Mediaan van de SPM concentratie (x*) in mg/l te Blankenberge voor de verschillende meetreeksen en voor de data met Hs > 1 cm (zie tabel 2.1 en 2.4) alle data.2 mab x* s* p n mab x* s* p n Tabel 2.7: Mediaan van de SPM concentratie (x*) in mg/l te Blankenberge voor de verschillende meetreeksen en voor de data met Hs > 5 cm (zie tabel 2.1 en 2.4) alle data.2 mab x* s* p n mab x* s* p n

22 Tabel 2.8: Mediaan van de SPM concentratie (x*) in mg/l te Blankenberge voor de verschillende meetreeksen en voor de data met Hs <15 cm (zie tabel 2.1 en 2.4) alle data.2 mab x* s* p n mab x* s* p n Tabel 2.9: Mediaan van de SPM concentratie (x*) in mg/l te Blankenberge voor de verschillende meetreeksen en voor de data met Hs <5 cm (zie tabel 2.1 en 2.4) alle data.2 mab x* s* p n mab x* s* p n Tabel 2.1: Mediane significante golfhoogte (Hs*) in cm te Bol van Heist tijdens de periode alle Lente Zomer Herfst Winter H s * s* p n Tabel 2.11: Mediane significante golfhoogte (Hs*) in cm te Bol van Heist tijdens de verschillende meetreeksen en voor de periode alle H s * s* p n

23 3. Efficiëntie van stortlocaties: Alternatief voor B&W Zeebrugge Oost. Meteorologische effecten In het vorige MOMO rapport (Fettweis et al., 29) hebben we de efficiëntie van bestaande stortlocaties (B&W S1, B&W S2) en de fictieve stortlocatie Zeebrugge West onderzocht als alternatief voor stortplaats B&W Zeebrugge Oost. In dit hoofdstuk willen we de resultaten van bijkomende simulaties voorstellen waar ook met meteorologische effecten rekening wordt gehouden. Hierbij worden een drietal bijkomende scenario s beschouwd waarbij gedurende de simulatie (3 dagen) een constante NW, NO of SW wind blies. De windsterkte was 9 m/s (4-5 Bf) Methodologie Voor een gedetailleerde beschrijving van de methodologie en gebruikte modellen verwijzen we naar het vorige rapport (Fettweis et al., 29). Voor analyse van de resultaten worden de baggerlocaties (figuur 3.1) gegroepeerd als volgt: haven van Zeebrugge (dit omvat het CDNB en de haven en voorhaven), Scheur West (1-4), Scheur Oost (5, 7-8) en Pas van het Zand (6). Er wordt verder een kustzone (1) gedefinieerd. Figuur 3.1: De baggerplaatsen Scheur West (1-4), Scheur Oost (5, 7-8), Pas van het Zand (6) en haven van Zeebrugge (9). Het gebied 1 omvat de kustzone ter hoogte van Zeebrugge. De achtergrond is de bathymetrie (m MSL) Resultaten Het gemiddelde slibgehalte op de bodem tijdens de simulatieperiode (uitgedrukt in kg m -2 ) wordt getoond in figuur en de gemiddelde slibconcentratie in figuur Elke figuur wordt opgedeeld in vijf deelfiguren voor elke stortlocatie/schema. Er dient opgemerkt te worden dat een slibafzetting in de figuren niet noodzakelijk permanent is. De goede correlatie tussen het gebied met de slibafzettingen en de hoge SPM concentraties duid op het dynamische evenwicht tussen afzetting en resuspensie. Indien we aannemen dat de densiteit van vers afgezet slib gelegen is tussen kg m -3 dan komt 1 kg m -2 overeen met een sliblaagdikte van ongeveer.8 mm. Het gebied met gemiddeld over de simulatieperiode de dikste slibafzetting is gele- 23

24 gen op de stortplaatsen (dikte is ongeveer 8 mm) en in enkele gebieden in het kustgebied. Niettegenstaande de algemene overeenkomst tussen de scenario s, treden toch belangrijke verschillen op, die bij de berekeningen met en zonder wind, voornamelijk gecorreleerd zijn met de afstand van de stortplaats tot de kustlijn. Storten op B&W Zeebrugge Oost, Zeebrugge West en het getijgebonden storten heeft een verhoging van het slib in de omgeving van Zeebrugge (in suspensie en op de bodem) als gevolg. De relatief hoge afzettingen (1-1 kg m -2 ) in de haven van Zeebrugge, in de Pas van het Zand en ten oosten van Zeebrugge (Baai van Heist) kunnen duidelijk opgemerkt worden. Storten op B&W S1 en in mindere mate op B&W S2 resulteert in een significante vermindering van de slibconcentratie en de slibafzetting in de kustzone. Het meer offshore storten verlaagt ook de residentietijd van het materiaal in het modeldomein, hier benaderend voorgesteld als de hoeveelheid slib in het modelgebied na 31 dagen. (tabel 3.1). Ongeveer 8% van het gestorte materiaal blijft in het modegebied na 1 maand storten op B&W Zeebrugge Oost, terwijl bij storten op B&W S1 dit vermindert tot 6%. De resultaten bij NW wind zijn vergelijkbaar met deze zonder wind, terwijl bij NE en SW wind enkele verschillen optreden. Zo blijft 96% van het gestorte materiaal bij NE wind in het modelgebied terwijl dit bij SW wind 67% is. Ook blijkt een SW wind de hoeveelheid materiaal in de kustzone te verminderen t.o.v. de andere situaties. Tabel 3.1: Hoeveel slib in suspensie en op de bodem (in 1 3 ton en % van de totale hoeveelheid gestort materiaal) in heel het modelgebied en in de kustzone (gebied 1 in figuur 3.1) na 1 maand simulatie en in functie van de stortlocatie (Zeebruggetij: tijdens eb ten westen van Zeebrugge en tijdens vloed op B&W Zeebrugge Oost) en de windrichting. B&W Zeebrugge Oost Zeebrugge Zeebruggetij West B&W S2 B&W S1 GEEN WIND Heel het domein 22.5 (83%) (79%) (81%) (79%) (59%) Kustzone 9.1 (37%) 63.9 (26%) 7.8 (29%).2 (%). (%) NE WIND Heel het domein (96%) (96%) (98%) (96%) (93%) Kustzone 83.7 (34%) 62.8 (26%) 7.4 (29%).5 (%). (%) SW WIND Heel het domein (67%) (54%) 141. (58%) (47%) 72.9 (3%) Kustzone 84.1 (35%) 55.2 (23%) 61. (25%). (%). (%) NW WIND Heel het domein 27.4 (85%) 199. (82%) 22.7 (83%) (81%) (64%) Kustzone 95.1 (39%) 62.7 (26%) 72.5 (3%).2 (%). (%) In tabel 3.2 kunnen de slibafzettingen in de verschillende baggerlocaties teruggevonden worden tengevolge van recirculatie. Vergeleken met de totale hoeveelheden gestort materiaal zijn deze hoeveelheden klein en men zou dus kunnen besluiten dat de recirculatie klein is. Echter, gegeven de beperkingen van zelfs het model met een fijner rooster om de relatief smalle vaargeulen goed voor te stellen (.5-1 km breed) en gebaseerd op de metingen die in de voorbije jaren werden verzameld in het kader van het MOMO project en die aangetoond 24