In het kader van de strategische milieueffectenrapportage en de ontwikkelingsschets 2010 J.C. Winterwerp en M.C.J.L. Jeuken

Transcriptie

1 Samenvatting van het morfologisch onderzoek In het kader van de strategische milieueffectenrapportage en de ontwikkelingsschets 2010 J.C. Winterwerp en M.C.J.L. Jeuken

2 Kwaliteitscontrole Gezien door m.e.r.-coördinatoren (M.G.S.M. van Dyck en P.A. Weijers): Gezien door projectdirecteur (H.B. van Essen): Handtekening: Datum: Handtekening Datum: Handtekening: Datum: Colofon Opdrachtgever Opdrachtnemer Titel ProSes Consortium Arcadis - Technum Samenvatting van het morfologisch onderzoek Contactpersoon Claire Jeuken Bestand L:\ SMER\Archief\Deelprojecten\2. Morfologie\8. Producten\ Samenvatting Versie Status Definitief Datum 11 juni 2004 Archief

3 Inhoudsopgave Achtergrond Langetermijnvisie Schelde estuarium Ontwikkelingsschets Instandhouding fysieke systeemkenmerken Randvoorwaarden Morfologische aspecten 6 3 Doelstelling morfologisch onderzoek Vraagstelling Doelstelling Indicatoren 10 4 Aanpak 11 5 Modelinstrumentarium Inleiding ESTMORF SOBEK elementmodel DELFT3D Cellenconcept Onzekerheden Inzet van het modelinstrumentarium 15 6 Historische ontwikkelingen 17 7 De referentiesituatie: het nulalternatief Onderzochte scenario s Resultaten en conclusies 24 8 Onderhoudsbaggerwerk en stortstrategie Onderhoudsbaggerwerk bij Toegankelijkheidsalternatieven Verbeterde stortstrategie Alternatieve stortstrategie 39 9 Toegankelijkheid: effecten vaarwegverruiming Onderzochte scenario s Resultaten en conclusies Natuurlijkheid: effect voorbeeldmaatregelen Onderzochte scenario s Resultaten en conclusies 54 3

4 11 Pakket: vaargeulverruiming en uitpolderen Onderzocht scenario Resultaten en conclusies Aanbevelingen 59 4

5 1 Achtergrond 1.1 Langetermijnvisie Schelde estuarium In 2000 is de Langetermijnvisie Schelde-estuarium verschenen. De Langetermijnvisie (LTV) geeft voor het Schelde estuarium een globaal omschreven Streefbeeld voor 2030: het estuarium is in 2030 een gezond en multifunctionele estuarien watersysteem dat op duurzame wijze wordt gebruikt voor menselijke behoeften. Het bovengenoemde LTV Streefbeeld Schelde-estuarium 2030 kent vijf kenmerken, waarvan de volgende vier van belang zijn voor het strategische milieueffectenrapport: 1. De instandhouding van de fysieke systeemkenmerken van het estuarium is uitgangspunt voor het beheer en beleid. 2. Maximale veiligheid is een belangrijke bestaansvoorwaarde voor beide landen (Veiligheid). 3. Als trekpaard voor de welvaart zijn de Scheldehavens optimaal toegankelijk (Toegankelijkheid). 4. Het estuarien ecosysteem is gezond en dynamisch (Natuurlijkheid). 1.2 Ontwikkelingsschets 2010 Om het Streefbeeld 2030 te kunnen bereiken hebben de regeringen van Vlaanderen en Nederland afgesproken om een zogeheten Ontwikkelingsschets 2010 Schelde-estuarium op te stellen. Hierin zijn een reeks van maatregelen en projecten opgenomen op het gebied van Toegankelijkheid, Veiligheid en Natuurlijkheid waarmee uiterlijk in 2010 kan worden gestart. De instandhouding van de fysieke systeemkenmerken van het Schelde-estuarium (zie Hoofdstuk 2 voor een nadere toelichting) is een randvoorwaarde waaraan alle (alternatieve) maatregelen en projecten moeten voldoen. Voor het nader specificeren van de gevolgen van deze maatregelen en projecten worden een Strategisch milieueffectenrapport (S-MER) opgesteld en een maatschappelijke kosten-batenanalyse uitgevoerd (MKBA). De resultaten van deze studies vormen de basis voor het eind 2004 te nemen politieke besluit over de Ontwikkelingsschets Schelde-estuarium 2010 (OS2010). Het doel van het S-MER bestaat uit het leveren van bijdragen aan een verantwoorde en strategische keuze uit diverse maatregelen en projecten, zodat in de Ontwikkelingsschets Schelde-estuarium 2010 een samenhangend pakket op de thema s Veiligheid, Toegankelijkheid en Natuurlijkheid kan worden gepresenteerd. 5

6 2 Instandhouding fysieke systeemkenmerken 2.1 Randvoorwaarden Zoals omschreven in Hoofdstuk 1 is de instandhouding van de fysieke systeemkenmerken van het Schelde-estuarium een randvoorwaarde waaraan alle (alternatieve) maatregelen en projecten moeten voldoen. In de langetermijnvisie voor het Schelde-estuarium worden de fysieke systeemkenmerken van het estuarium als volgt gespecificeerd: 1. een open en natuurlijk mondingsgebied, 2. een systeem van hoofd- en nevengeulen met tussenliggende en aangrenzende intergetijdengebieden en ondiepwatergebieden in de Westerschelde en de Beneden Zeeschelde, het zogenaamde meergeulenstelsel, 3. een riviersysteem met een meanderend karakter in de Zeeschelde, en 4. een grote diversiteit van schorren, slikken en platen in zout, brak en zoet watergebied, gecombineerd met natuurvriendelijke oevers. Het morfologisch onderzoek dat in het kader van het S-MER is uitgevoerd, richt zich op het toetsen van de randvoorwaarden waaronder het meergeulensysteem in de Westerschelde en de Beneden Zeeschelde (tot aan het Deurganckdok) in stand kan worden gehouden (kenmerk 2). Kenmerken 1 en 3 worden door de te onderzoeken projecten en maatregelen in mindere mate beïnvloedt. De mate waarin kenmerk 4 wordt beïnvloedt wordt onderzocht in de deelstudie natuur waarbij gebruik is gemaakt van de bevindingen uit het morfologische onderzoek naar kenmerk Morfologische aspecten De instandhouding van het meergeulensysteem is nodig om de Toegankelijkheid, Natuurlijkheid en Veiligheid in het estuarium in de toekomst te kunnen waarborgen. Hierbij zijn de vier navolgend omschreven morfologische aspecten van belang. I De zandhuishouding van het estuarium. De morfologische ontwikkelingen van de geulen, de intergetijdengebieden en de ondiepwatergebieden in het meergeulensysteem hangen nauw met elkaar samen. Deze ontwikkelingen van het meergeulensysteem kunnen tot uitdrukking komen in veranderingen van de zandhuishouding van het estuarium. Met de zandhuishouding wordt bedoeld het grootschalige patroon van de lange-termijn gemiddelde sedimenttransporten en grootschalige tendensen van erosie en sedimentatie. Over een lange termijn (decenniaeeuwen) import van sediment (van zee) kan leiden tot een verlanding van het estuarium, terwijl export van sediment (naar zee) kan leiden tot een erosie van het estuarium, waarbij intergetijdengebieden verdrinken. Dit laatste is mede van belang in relatie tot een versnelde zeespiegelrijzing. II Het systeem van hoofd- en nevengeulen. De estuariene dwarsdoorsnede in de Westerschelde en de Beneden Zeeschelde tot aan het Deurganckdok wordt gekenmerkt door (minimaal) twee geulen die van elkaar gescheiden worden door platen en/of ondiepwatergebied. Een van deze geulen wordt gebruikt als hoofdvaargeul en wordt daarom aangeduid als hoofdgeul. De andere geul wordt gebruikt 6

7 als nevenvaarwater door de kleinere scheepvaart en wordt vaak aanduid als nevengeul. Het behoud deze twee typen geulen is daarmee van praktisch belang voor de scheepvaart. Een systeem met slechts één geul is niet wenselijk omdat een dergelijk systeem veel kleinere afmetingen zal hebben dan een twee-geulensysteem en daarmee beperkingen oplegt aan de afmetingen en intensiteit van de scheepvaart. Om de hoofdvaargeul te onderhouden wordt op de ondiepe en smalle plaatsen in de vaargeul gebaggerd (in de Westerschelde momenteel ongeveer 8 tot 11 miljoen m 3 per jaar). Het in de Westerschelde gebaggerde sediment, veelal fijn zand, wordt in het estuarium teruggestort. Het baggeren en storten ten behoeve van het vaargeulonderhoud en het winnen van zand voor en door de markt, beïnvloedt in eerste instantie de morfologische ontwikkeling van de geulen. Uit eerdere studies is gebleken dat vooral het storten van baggerspecie kritisch kan zijn voor de instandhouding van het tweegeulensysteem, ook wel aangeduid als de stabiliteit van het geulsysteem. Het langdurig storten van sedimenthoeveelheden die groter zijn dan de stortcapaciteit van een geulsysteem kan leiden tot een zichzelf versterkend proces van sedimentatie in de geul waar te veel gestort wordt, waardoor deze kan verzanden. III De ontwikkeling van de intergetijdengebieden. Intergetijdengebieden zijn de gebieden die gelegen zijn tussen gemiddeld hoogwater en gemiddeld laagwater en dus ieder getij droogvallen. De intergetijdengebieden worden op basis van hun geografische locatie onderverdeeld in platen, gelegen tussen de geulen, en het slik langs de randen van het estuarium. De platen en slikken zijn belangrijke foerageergebieden voor vogels en spelen daardoor een prominente rol in het ecologisch functioneren en de Natuurlijkheid van het estuarium. Voor de ecologie zijn vooral veranderingen in het areaal intergetijdengebieden van belang. Ook vanuit het oogpunt van Veiligheid zijn de intergetijdengebieden belangrijk omdat ze zorgen voor dissipatie van de getijenergie en daarmee de sterkte van de getijdoordringing en de extreme hoogwaterstanden in het estuarium reduceren. IV De ondiepwatergebieden. Naast het intergetijdengebied is de ontwikkeling van het areaal ondiepwatergebied van belang. Dit gebied wordt vaak gedefinieerd als het gebied tussen het niveau van NAP-2m en NAP-5m en kan daarmee worden geclassificeerd als een subgetijdengebied (permanent onder water). Deze ondiepwatergebieden vervullen een kinderkamerfunctie voor jonge vis en garnaal waardoor zij van groot ecologisch belang zijn. 7

8 3 Doelstelling morfologisch onderzoek 3.1 Vraagstelling In het voorgaande hoofdstuk is op hoofdlijnen aangeven waarom het meergeulensysteem van belang is voor de Veiligheid, Toegankelijk en Natuurlijkheid in het estuarium en welke morfologische aspecten hierbij van belang zijn. Het evalueren van de instandhouding van het meergeulensysteem, als functie van de projecten en maatregelen, moet zich minimaal richten op de volgende vragen: 1. Hoe ontwikkelt de zandhuishouding van het meergeulensysteem zich? 2. Hoe verandert de stabiliteit van het systeem van hoofd- en nevengeulen en hiermee samenhangend: a) Wat is de invloed van het vaargeulonderhoud en de zandwinning op de stabiliteit van het geulsysteem? b) Hoe groot zijn de onderhoudsbaggerhoeveelheden die vereist zijn om de vaargeul naar Antwerpen toegankelijk te houden, in de huidige situatie en na een verdere verdieping? c) Waar kan de specie het beste worden gestort vanuit het oogpunt van de stabiliteit van het meergeulensysteem? 3. Op welke wijze verandert het intergetijdengebied, het areaal in het bijzonder? 4. Op welke wijze verandert het areaal ondiepwatergebied? 3.2 Doelstelling Het doel van het morfologisch onderzoek is het bepalen van de morfologische veranderingen van het meergeulensysteem als gevolg van de volgende projecten en maatregelen I. Een voortzetting van het huidige beleid voor vaargeulonderhoud en zandwinning; dit is de referentiesituatie waarmee de andere projecten en maatregelen worden vergeleken in deze S-MER wordt dit scenario het nulalternatief genoemd; de vaargeul is toegankelijk voor een getijonafhankelijke vaart van schepen met een diepgang van 11,85 m (minimale waterdiepte van GLLWS-13,3m). II. Een verdere verruiming van de vaargeul waarbij de volgende drie toegankelijkheidsalternatieven worden onderzocht: A. Een verdieping van de vaargeul waarmee een getijonafhankelijke vaart van schepen met een diepgang van 13,1 m wordt gerealiseerd (minimale waterdiepte van GLLWS-14,7m), B. Een verdieping van de vaargeul waarmee een getijonafhankelijke vaart van schepen met een diepgang van 12,8 m wordt gerealiseerd (minimale waterdiepte van GLLWS-14,4m), en C. Een verdieping van de vaargeul waarmee een getijonafhankelijke vaart van schepen met een diepgang van 12,5 m wordt gerealiseerd (minimale waterdiepte van GLLWS-14,1m). III. Uitpolderingen langs de Westerschelde als maatregel voor natuurontwikkeling. Concreet gaat het hierbij om twee zogenaamde procesgerichte voorbeeldmaatregelen: A. uitpoldering van de Braakman en B. een combinatie van vijf kleine uitpolderingen. Bij al deze alternatieven dienen de randvoorwaarden, zoals beschreven in Hoofdstuk 2 en vertaald naar de onderzoeksvragen 1 t/m 4, gewaarborgd te worden. 8

9 9

10 3.3 Indicatoren Voor het beantwoorden van de onderzoeksvragen 1 tot en met 4 (zie Hoofdstuk 3) wordt gebruik gemaakt van een aantal morfologische en enkele hydrodynamische indicatoren die een relatie hebben met de waterbeweging en het sedimenttransport. De morfologische indicatoren geven veelal direct antwoord op de vragen 1 tot en met 4. De hydrodynamische indicatoren worden gebruikt bij het interpreteren van de morfologische veranderingen. Tabel 3-1 geeft een overzicht van deze indicatoren voor een gedetailleerde definitie wordt verwezen naar de aan deze samenvatting ten grondslag liggende rapporten. Tabel 3-1: Indicatoren per onderzoeksvraag Vraag Morfologische indicator Hydrodynamische indicator 1. Hoe verandert de zandhuishouding? 2. Hoe verandert de stabiliteit van het geulsysteem 3. Hoe verandert het intergetijdengebied? 4. Hoe verandert het areaal ondiepwatergebied? Zandbalans in diverse deelgebieden, de zogenaamde morfologische eenheden De gemiddelde diepte van de geulen De kantelingindex van een twee-geulensysteem Het netto geërodeerde of gesedimenteerde volume zand per geul Het netto zandvolume van de ingrepen (baggeren, storten en zandwinnen) per geul Afgeleide natuurlijke volumeveranderingen per geul Het areaal intergetijdengebied Het zandvolume in de intergetijdengebieden Het areaal ondiepwatergebied Getijvolume Getijslag Getij-asymmetrie van het verticale getij Getijvolume Vervallen en verhangen Stroomsnelheden Hoogwaterniveau Laagwaterniveau Getijslag 10

11 4 Aanpak Ten behoeve van de leesbaarheid van deze samenvatting wordt eerst de aanpak van het morfologisch onderzoek op hoofdlijnen geschetst. Bij het onderzoek wordt gebruik gemaakt van bestaande systeemkennis en een scala aan modellen, elk met hun eigen toepassingsmogelijkheden. Het modelinstrumentarium wordt in hoofdstuk 5 beschreven. De resultaten worden in Hoofdstuk 6 tot en met 11 beschreven. De totale aanpak bestaat uit acht stappen. De morfologische beschrijving van de referentiesituatie, of het nulalternatief bestaat uit drie stappen: 1. Definitie van zogenaamde indicatoren waarmee de vier morfologische aspecten I IV en hun ontwikkeling als functie van de projecten en maatregelen, zoals beschreven in Hoofdstuk 2, kunnen worden gekwantificeerd, 2. Een beschrijving van de historische ontwikkeling van het Schelde-estuarium gebruikmakend van deze indicatoren deze beschrijving wordt gebruikt om de nietgekalibreerde morfologische modellen (zie Hoofdstuk 5) globaal te toetsen, en 3. Berekening van de morfologische ontwikkeling van het Schelde-estuarium onder invloed van het nulalternatief en vergelijking van deze ontwikkeling met de historische ontwikkeling. Bepaling van het te verwachten onderhoudsbaggerwerk en ontwerp van een strategie om de baggerspecie te storten is een cruciaal onderdeel van de analyse naar de effecten van een verruiming van de vaargeul op de ontwikkeling van het estuarium. Dit deel van de studie bestaat uit drie onderdelen: 4. Ontwikkeling van een eenvoudig model (het zogenaamde 1-element model, zie Hoofdstuk 5) om het vereiste onderhoudsbaggerwerk als functie van de vaargeuldiepte (in feite de te onderhouden diepte van de drempels in de vaargeul) te berekenen, 5. Berekening van de hoeveelheid onderhoudsbaggerwerk voor de drie onderscheiden toegankelijkheidsalternatieven (paragraaf 6.4), 6. Vaststellen van de stortcapaciteit voor baggerspecie in het Schelde-estuarium op basis van het zogenoemde Cellenconcept (zie Hoofdstuk 5 voor een toelichting), en opzetten van een stortstrategie. Dit wil zeggen het verdelen van de onderhoudsbaggerspecie over het Schelde-estuarium op zodanige wijze dat de fysieke systeemkenmerken (in het bijzonder de stabiliteit van het geulenstelsel) van het estuarium behouden blijven. De informatie uit de stappen 1 tot en met 6 wordt gebruikt voor de evaluatie in de vorm van een vergelijking met het nulalternatief van de morfologische effecten van: 7. de drie toegankelijkheidsalternatieven (diepgang 13,1, 12,8 en 12,5), en 8. de procesgerichte voorbeeldmaatregelen uitpoldering Braakman en een combinatie van meerdere kleine uitpolderingen. 11

12 5 Modelinstrumentarium 5.1 Inleiding Morfologische ontwikkelingen in het Schelde-estuarium spelen zich af op diverse ruimte- en tijdschalen. Er bestaat momenteel geen instrumentarium (en misschien nooit) om alle morfologische ontwikkelingen op alle ruimte- en tijdschalen te bepalen. Daarom wordt gebruik gemaakt van een aantal onderzoeksmiddelen, waaronder diverse numerieke modellen, met ieder hun eigen toepassingsmogelijkheden. Noodzakelijkerwijze wordt gebruik gemaakt van bestaande onderzoeksmiddelen. Hoewel state-of-the-art was er in deze S-MER geen gelegenheid de numerieke modellen te kalibreren, hetgeen consequenties heeft ten aanzien van de wijze waarop de studieresultaten geïnterpreteerd dienen te worden. 5.2 ESTMORF Het ESTMORF model is een zogenaamd hybried model waarmee de morfologische veranderingen van het Schelde-estuarium over een periode van decades (tot 2030) in een eendimensionale netwerkschematisatie berekend kan worden. Het model maakt gebruik van een met SOBEK berekende waterbeweging en zogenaamde kennisregels, dit zijn morfologische evenwichtsrelaties voor geuldoorsneden en de vorm van ondiepwater- en intergetijdengebieden. Het model is morfologisch gekalibreerd voor de Westerschelde voor de periode Het ESTMORF model wordt gebruikt voor: Het berekenen van de volumeveranderingen (erosie en sedimentatie) van de geulen en de zandhuishouding van het Schelde-estuarium voor de verschillende projecten en maatregelen, Het berekenen van de ontwikkeling van de ondiepwater- en intergetijdengebieden als functie van de verschillende projecten en maatregelen. 5.3 SOBEK Het SOBEK model is een zogenaamd procesmodel waarmee de over de tijd variërende waterbeweging (waterstand en debieten), sedimenttransport en bodemveranderingen in één dimensie (in de richting van de stroomgeulen) in een netwerkschematisatie berekend kunnen worden. De morfologische ontwikkelingen van het Schelde-estuarium kunnen over een periode van decades (tot 2030) gesimuleerd worden door een terugkoppeling van de bodemveranderingen op de waterbeweging. De simulaties zijn uitgevoerd voor springtijcondities, zodat SOBEK en ESTMORF waterbeweging vergelijkbaar zijn. Deze morfologische ontwikkelingen worden in belangrijke mate gestuurd door de verdeling van water en sediment over de verschillende takken van de eendimensionale netwerkschematisatie van het Schelde-estuarium, de zogenaamde knooppuntrelaties. Deze knooppuntrelaties zijn opgesteld op basis van theoretische beschouwingen, zijn uitvoerig getoetst door vergelijking met veldwaarnemingen en vormen onderdeel van het Cellenconcept (hierna toegelicht). Het SOBEK model is niet gekalibreerd; de waterbeweging blijkt echter goed overeen te komen met waarnemingen uit Voor de morfologie is er slechts een globale vergelijking uitgevoerd van rekenresultaten voor de periode met waarnemingen van de morfologische ontwikkelingen over de periode ; de daarbij gehanteerde 12

13 ingrepen wijken iets af van die toegepast in het nulalternatief en zijn weergegeven in Figuur 7-1 uit Hoofdstuk 7. Het SOBEK model wordt ingezet ten behoeve van Het bepalen van de stabiliteit van het twee-geulensysteem, Het berekenen van de sedimenttransporten in, en erosie van en sedimentatie in de geulen als functie van de verschillende projecten en maatregelen, en Het berekenen van de volumeveranderingen van de geulen en de zandhuishouding van het Schelde-estuarium voor de verschillende projecten en maatregelen elementmodel Het 1-elementmodel kan beschouwd worden als een eenvoudige, lokale versie van ESTMORF waarmee het te verwachten onderhoudsbaggerwerk berekend kan worden als functie van de lokale overdiepte (i.e. het verschil tussen de actuele diepte en de morfologische evenwichtsdiepte) en de lokale sedimenttransportcapaciteit. Het 1-elementmodel is gekalibreerd tegen het waargenomen onderhoudsbaggerwerk in de Westerschelde sinds Het 1-elementmodel wordt gebruikt voor het berekenen van het te verwachten onderhoudsbaggerwerk voor de toegankelijkheidsalternatieven. 5.5 DELFT3D Het DELFT3D model is een zogenaamd procesmodel waarmee de over de tijd variërende waterbeweging (waterstand en snelheid) en sedimenttransport in drie dimensies wordt berekend. Op basis van de veranderingen in het berekende sedimenttransport worden de initiële bodemveranderingen bepaald. De berekeningen worden uitgevoerd voor een doodtij-springtijcyclus en gegeven bathymetrie (bodemligging), waarmee dus de invloed van de diverse projecten en maatregelen bestudeerd kunnen worden. Het DELFT3D model is afdoende gekalibreerd voor wat betreft de (dieptegemiddelde) waterbeweging; voor wat betreft het sedimenttransport is geen kalibratie uitgevoerd. De berekende sedimenttransporten en initiële bodemveranderingen dienen daarom relatief ten opzichte van de referentiesituatie beschouwd te worden. Het DELFT3D model wordt ingezet ten behoeve van: Het evalueren van de invloed van de stortstrategie op het onderhoudsbaggerwerk, Het berekenen van het vereiste onderhoudsbaggerwerk voor de toegankelijkheidsalternatieven, Het berekenen van de ontwikkeling van de intergetijden- en ondiepwatergebieden als functie van de projecten en maatregelen, Het analyseren van één specifieke stortstrategie (storten op de plaat van Walsoorden). 5.6 Cellenconcept Het Cellenconcept bestaat uit een schematisatie van het Schelde-estuarium in morfologische eenheden (de bochtgroepen of cellen ) bestaande uit paren eb- en vloedgeulen en de tussenliggende intergetijdengebieden waarmee de morfologische ontwikkeling van het Schelde-systeem op een hoog abstractieniveau geanalyseerd en gepresenteerd kan worden. In het bijzonder is het Cellenconcept geschikt voor een analyse van de stortcapaciteit in het Schelde-estuarium, gebruikmakend van waarnemingen en simulaties met SOBEK en DELFT3 D. 13

14 Het Cellenconcept is gebaseerd op een stabiliteitsanalyse van de individuele morfologische eenheden en berekende sedimenttransporten in die eenheden. Het is gekalibreerd tegen historische waarnemingen van de respons van het Schelde-systeem op vigerende stortstrategieën en tegen SOBEK berekeningen. Het Cellenconcept wordt gebruikt voor: Het bepalen van de stortcapaciteit van het Schelde-estuarium en een globale identificatie van de stortlocaties (op het niveau van genoemde morfologische eenheden), Het presenteren en analyseren van de morfologische ontwikkelingen van het meergeulensysteem van het Schelde-estuarium als respons op de ingrepen en maatregelen. 5.7 Onzekerheden Morfologische voorspellingen worden gekenmerkt door onzekerheden. Deze onzekerheden zijn het gevolg van beperkingen in de systeemkennis, beperkingen van de modellen, onzekerheden in toekomstige veranderingen in hydrodynamische condities (zeespiegelstijging) en onzekerheden in veldwaarnemingen. Om een beeld te krijgen van (een deel van) de onzekerheden in de resultaten zijn de modeluitkomsten zoveel als mogelijk en zinvol onderling vergeleken en vergeleken met de historische referentie. Op basis hiervan is geconcludeerd dat de onzekerheden in de voorspelde ontwikkelingen van de zandhuishouding het kleinst zijn. Deze worden gevolgd door de onzekerheden in de voorspelde veranderingen van de stabiliteit van het geulsysteem. De onzekerheden in de voorspelde veranderingen van het areaal intergetijdengebied en het areaal ondiepwatergebied zijn relatief groot doordat de huidige kennis over plaat -geul interacties, waaronder de invloed van migrerende kortsluitgeulen, nog onvoldoende is. De gebruikte modellen rekenen niet allemaal met dezelfde hydraulische randvoorwaarden waardoor verschillen in de modelresultaten optreden. Het SOBEK-model maakt gebruik van een gemiddeld springtij, terwijl Delft3D rekent met een doodtij-springtij cyclus. Hierdoor zullen de jaarlijkse morfologische veranderingen bepaald door het SOBEK model groot zijn in vergelijking met die van Delft3D. Omdat in werkelijkheid er ook sprake is van een doodtijspringtij cyclus zal het SOBEK-model ook in vergelijking met gemeten bodemveranderingen veel uitgesprokener resultaten geven. Ook het ESTMORF model gebruikt hetzelfde gemiddelde springtij als het SOBEK model. Dit getij is bij de ontwikkeling van het ESTMORF model bewust gekozen om het intergetijdengebied goed mee te kunnen nemen. De coëfficiënten (in de empirische relaties) in het ESTMORF model zijn hiervoor aangepast. Daarom leidt het gebruik van een springtij in het ESTMORF model, in tegenstelling tot het SOBEK model, niet tot te grote bodemveranderingen. Bij de interpretatie van de resultaten is rekening gehouden met de effecten van de gebruikte randvoorwaarden. In het ESTMORF model en het SOBEK model kunnen geen nieuwe geulen ontstaan. Ook de migratie van geulen kan niet worden gesimuleerd. Dit betekent dat het quasi cyclische gedrag van kortsluitgeulen, waarbij geulen ontstaan, expanderen, migreren en verzanden op een tijdschaal van jaren tot meerdere decennia, niet kan worden voorspeld met deze modellen. Kortsluitgeulen kunnen echter invloed hebben op de zandhuishouding van macrocellen en de sedimentuitwisseling tussen macrocellen. Ook de ontwikkelingen van de 14

15 intergetijdengebieden en de ondiepwatergebieden en de stabiliteit van de geulen in de macrocellen kunnen worden beïnvloed door de kortsluitgeulen (zie bijv. Jeuken, 2000). Deze invloed en veranderingen in deze invloed kunnen met de huidige onderzoeksmiddelen niet worden voorspeld. Dit brengt onzekerheden in de resultaten met zich mee die op dit moment nog niet te kwantificeren zijn. 5.8 Inzet van het modelinstrumentarium Tabel 5-1 geeft aan welk instrumentarium voor de diverse onderzoeksvragen wordt gebruikt. Tabel 5-1: Overzicht van de onderzoeksvragen en de modellen die gebruikt worden om de onderzoeksvragen te beantwoorden. X = primair model voor het beantwoorden van de vraag; X = resultaten model worden vergeleken met resultaten primaire model (schatten nauwkeurigheid); (X) = resultaten kunnen slechts indicatief gebruikt worden. Onderzoeksmiddel Onderzoeksvraag 1. Hoe verandert de zandhuishouding? 2. Hoe verandert de stabiliteit van de geulen in de macrocellen: a) Wat is de invloed van ingrepen op de ontwikkeling van de geulen b) Hoeveel onderhoudsbaggerwerk c) Waar kan gestort worden ESTMORF SOBEK 1-element DELFT3D X X X (X) X X X X X X X X 3. Hoe verandert het areaal intergetijdengebied 4. Hoe verandert het areaal ondiepwatergebied X X (X) (X) 15

16 16

17 6 Historische ontwikkelingen Het Schelde-estuarium zoals we dat nu kennen is ongeveer 1000 jaar geleden ontstaan. Gedurende de eerste helft van dat millennium is het volume fors toegenomen (maximale oppervlakte circa twee keer huidige oppervlakte) door stormvloeden, bodemdaling en inundaties. Daarna is de oppervlakte van het estuarium geleidelijk afgenomen door verlanding en inpolderingen. Het huidige stelsel van ondiepe, zandige intergetijdengebieden omgeven door diepe geulen is waarschijnlijk in de 19 e eeuw ontstaan. De diepe geulen voedden grote intergetijdengebieden zoals de Braakman en de Sloe. De intergetijdengebieden langs de oevers van het estuarium zijn vaak slibrijk. Dit plaat -geulstelsel behoort tot de belangrijkste fysieke kenmerken van het Scheldeestuarium en bestaat uit een aantal deelsystemen met min of meer rechte vloedgeulen en gekromde ebgeulen, zoals blijkt uit de bathymetrische kaart in Figuur 6-1. Dit stelsel vormt ook de basis voor de schematisatie van de Westerschelde in het Cellenconcept (Figuur 6-2). Figuur 6-1: Kaart Westerschelde en het mondingsgebied met plaat-geulsystemen in deelgebieden (vakken). De bochtgroepen 1 t/m 7 zijn geschematiseerd in het Cellenconcept (Figuur 6-2); de gebieden 8, 9 en 10 vormen het open mondingsgebied van het estuarium. De deelgebieden 1&2 en 3 worden het westelijk deel van de Westerschelde genoemd, deelgebied 4 het middendeel en de deelgebieden 5, 6 en 7 het oostelijk deel. 17

18 Figuur 6-2: Kaart Westerschelde met eb- en vloedgeulsystemen geschematiseerd in macro- en mesocellen volgens Cellenconcept. Een indicatie van de huidige zandhuishouding in het estuarium volgt uit Tabel 6-1. Het blijkt dat menselijk ingrijpen een forse invloed heeft op de zandhuishouding. De omslag van zandimport in de monding (transport van vak 8 naar vak 1& 2) naar zandexport eind jaren negentig is waarschijnlijk veroorzaakt door een wijziging in het zandwinbeleid en een verandering in de stabiliteit en zandhuishouding in het midden en oostelijk deel van de Westerschelde. Tabel 6-1: Globale huidige zandhuishouding (in-situ kuubs) in Westerschelde. Door monding (vak 8 1&2) Zandwinning Baggeren en storten Natuurlijke bruto transporten Globaal jaarlijks zandtransport [Mm 3 /jr] in het verleden ca 1 Mm 3 /jr import, momenteel ca 1.3 Mm 3 /jr export ca 2.4 Mm 3 /jr ca 10 Mm 3 /jr cel 1, 3, 4 en 5 ca 20 Mm 3 /jr, naar het oosten snel minder tot ca 2 Mm 3 /jr dbalans van de Westerschelde is opgesteld op basis van frequente lodingen, op basis waarvan jaarlijkse volumeveranderingen worden afgeleid. Het blijkt dat het totale zandvolume van de Westerschelde in de periode fors schommelt. Vanaf 1970 tot nu neemt het totale zandvolume echter min of meer monotoon af met circa 60 Mm 3. In deze periode is ca 100 Mm 3 zand uit het estuarium verwijderd door zandwinning en ongeveer 40 Mm 3 is door sedimentimport weer aangevuld. Deze zandvolume-afname is als volgt verdeeld: Het oostelijk deel blijkt tot ca 1970 min of meer stabiel, na 1970 verruimt het oostelijk deel met ca 60 Mm 3, Het midden en westelijk deel vertonen grote fluctuaties in zandvolume in de periode ; het middendeel vertoont echter een trendmatige toename in zandvolume van dezelfde grootte als de trendmatige afname van het zandvolume in het westelijk deel van de Westerschelde, De zan 18

19 Na 1970 fluctueren de zandvolumina in het midden en westelijk deel min of meer om een constante waarde. 19

20 De getijasymmetrie (gedefinieerd als het faseverschil tussen de dubbeldaagse M 2 component en haar eerste hogere harmonische M 4 ) is een maat voor de richting van de netto zandtransporten in het Schelde-estuarium. Het blijkt dat de getijasymmetrie in het westelijk en middendeel van de Westerschelde niet veel is veranderd sinds 1970 (een lichte tendens naar vloeddominantie is waargenomen). Op de grens tussen het midden en oostelijk deel (Hansweert) is de ebdominantie in de Westerschelde sinds 1970 echter fors afgenomen, en in het oostelijk deel nabij de Nederlands -Belgische grens (Bath) is de vloeddominantie sinds 1970 fors afgenomen. Dit gedrag suggereert een afname in de natuurlijke netto zandtransporten in de Westerschelde. De stabiliteit van het twee-geulensysteem wordt onder meer gekwantificeerd met de kantelingindex K, gedefinieerd als. Uit een analyse van de gemiddelde diepte van de eb- en vloedgeulen in de diverse macrocellen (zie Figuur 6-2; cel 2 beslaat alleen mesocellen) over de periode blijkt dat: De vloedgeul in cel 1 ca 2 m ondieper wordt en de diepte van de ebgeul benadert, als gevolg waarvan K enigszins afneemt. In cel 3 treden niet veel veranderingen op. In cel 4 neemt de diepte van de vloedgeul sterk toe met ca 5 m en neemt de diepte van de ebgeul sterk af met ca 5 m. Rondom 1980 zijn beide geulen ongeveer even diep. K neemt fors af van +0,4 naar -0,3. In cel 5 verandert de diepte van de vloedgeul niet veel, maar neemt de diepte van de ebgeul fors toe met ca 3 m; K neemt fors toe. In cel 6 nemen de diepte van zowel de ebgeul als de vloedgeul met ca 3 m toe, met als gevolg dat K ongeveer halveert. In cel 7 nemen de diepte van de ebgeul met ca 4 m en van de vloedgeul met ca 1.5 m toe en fluctueert K een beetje, doch verandert niet wezenlijk van waarde. Uit dit overzicht blijkt dat zich vrij grote veranderingen in de diepteverhouding van de eb- en vloedgeul hebben voorgedaan in het oostelijk deel van de Westerschelde, en zeer grote veranderingen in het middendeel (cel 4), waar in feite een omslag in gedrag is waargenomen. Deze veranderingen zijn het gevolg van natuurlijke ontwikkelingen en de respons van het systeem op eerdere ingrepen, zoals verdiepingen, ontpolderingen, zandwinning en de toegepaste bagger- en stortstrategie. Platen zijn de gebieden boven NAP-2m, ingeklemd tussen de (grote) geulen. In de periode neemt het plaatareaal met ca ha toe (ca 20 %), waarna een licht dalende trend is waargenomen, zie Figuur 6-3. De veranderingen in plaatareaal zijn echter ongelijkmatig verdeeld over de Westerschelde. In het middendeel neemt het areaal bijna monotoon toe, terwijl het areaal in het westelijk deel eerst enigszins toeneemt tot 1980 en daarna monotoon met ca 20 ha/jr afneemt. In het oostelijk deel neemt het plaatareaal sinds 1978 enigszins af (10% in dertig jaar tijd). De verandering in plaatareaal hangt nauw samen met veranderingen in het gedrag van de kortsluitgeulen. In het oostelijk deel is de geleidelijke afname van het aantal kortsluitgeulen tussen 1900 en 1980 onder invloed van natuurlijke processen en storten gepaard gegaan met het uitbreiden van het areaal plaat. In het middendeel hangen deze ontwikkelingen waarschijnlijk samen met de bochtafsnijding van de ebgeul waardoor kleine geultjes over de platen geleidelijk zijn verzand. De afname van het plaatareaal in het westelijk deel tussen 1978 en 1990 manifesteert zich in de van vloedgeul van cel 3 (de Everingen), waar een patroon van migrerende kortsluitgeulen grote arealen plaat heeft omgewerkt. Deze veranderingen in kortsluitgeulen, vooral de migratie van de geulen en het ontstaan van 20

21 nieuwe geulen, kunnen niet met het huidige instrumentarium beschreven en/of voorspeld worden. Dit heeft uiteraard grote consequenties voor de interpretatie van de berekende invloed van de diverse projecten en maatregelen op het plaatareaal. Westerschelde (ha) west (ha) West Midden midden & oost (ha) Oost Figuur 6-3: Veranderingen in het areaal plaat (in ha) in de gehele Westerschelde en het westelijk, midden en oostelijk deel. Het ondiepwatergebied, gedefinieerd als het gebied tussen NAP-2m en NAP-5m neemt gedurende de gehele observatieperiode over de gehele Westerschelde vrijwel monotoon af, zoals blijkt uit Figuur 6-4. Alleen in het westelijk deel lijkt het areaal ondiepwatergebied na 1980 vrijwel constant te blijven. Deze precieze oorzaken van de afname van het areaal ondiepwatergebied zijn niet goed gekend (zie Hoofdstuk 9) Westerschelde (ha) West (ha) West Midden Oost Midden & Oost Figuur 6-4: Veranderingen in het areaal ondiepwatergebied (in ha) in de gehele Westerschelde en het westelijke, midden en oostelijk deel. 21

22 7 De referentiesituatie: het nulalternatief 7.1 Onderzochte scenario s Het nulalternatief bestaat uit een voortzetting van het huidige beleid en wordt gebruikt als referentie. Het nulalternatief behelst een getijonafhankelijke vaart van schepen met een maximale diepgang van 11,85 m (minimale waterdiepte van GLLWS-13,3m). In totaal wordt 10,5 Mm 3 (beunvolume) gebaggerd en 2,6 Mm 3 zand gewonnen in de Westerschelde per jaar. Het baggerwerk vindt grotendeels in het oosten plaats en de specie wordt met name in het westelijk deel gestort. Tabel 7-1 en Figuur 7-1 geven een overzicht van bagger-, stort - en zandwinlocaties voor het nulalternatief. Tabel 7-1: Overzicht ingrepen volgens nulalternatief. Locatie Naam Geul in macrocel Hoeveelheid (Mm 3 /jr) (beunvolume) Storten, vaargeulonderhoud Schaar van Waarde 5 v 1,0 Middelgat 4 e 0,7 Gat van Ossenisse 4 v 4 Ebschaar Everingen 3 v 0,3 Everingen 3 v 3 Ebschaar Spijkerplaat 1 v 1,5 Totaal storten 10,5 Baggeren, vaargeulonderhoud Drempel van Vlissingen 1 e 0.37 Drempel van Borssele 3 e 1.05 Pas van Terneuzen 3 e 0.56 Gat van Ossenisse 4 v 0.63 Overloop van Hansweert 4 v 0.51 Drempel van Hansweert 5 e 2.46 Overloop van Valkenisse 5 e 2.20 Drempel van Valkenisse 6 e 1.83 Nauw van Bath 6 e 0.06 Drempel van Bath 7 e 0.83 Totaal baggeren 10,5 Baggeren, zandwinning Plaatzijde Overloop van Valkenisse 5 e 1,0 Schaar van Waarde 5 v 0,6 Overloop van Hansweert / Plaat van Ossenisse 4 v 0,4 Everingen 3 v 0,6 Totaal zandwinning 2,6 22

23 netto ingreep (Mm3/jr) e1 v1 e3 v3 e4 v4 e5 v5 e6 v6 e7 v7 Nulalternatief Nulalt.-verbeterd "Calibratie SOBEK" baggeren (Mm3/jr) e1 v1 e3 v3 e4 v4 e5 v5 e6 v6 e7 v7 storten (Mm3/jr) e1 v1 e3 v3 e4 v4 e5 v5 e6 v6 e7 v7 winnen (Mm3/jr) e1 v1 e3 v3 e4 v4 e5 v5 e6 v6 e7 v7 Figuur 7-1: Ingreepgegevens per eb- en vloedgeul in de macrocellen voor het nulalternatief, het nulalternatief met de verbeterde stortstrategie, en de ingrepen zoals gehanteerd in kalibratieberekening van het SOBEK model. De netto ingrepen zijn de som van baggeren, storten en zandwinning. 23

24 7.2 Resultaten en conclusies De ontwikkelingen volgens het nulalternatief zijn geanalyseerd met ESTMORF- en SOBEKberekeningen en indicatieve berekeningen met DELFT3D. Een indruk van de nauwkeurigheid van het SOBEK model kan verkregen worden uit Figuur 7-2, waar de met SOBEK berekende erosie- en sedimentatiehoeveelheden in de eb- en vloedgeulen van de diverse macrocellen voor de periode vergeleken wordt met de waarnemingen in de periode Hieruit blijkt dat de met SOBEK berekende volumeveranderingen circa 20 tot 50 % groter zijn dan de waarnemingen, waarbij zowel metingen als de berekeningen worden gekenmerkt door grote variaties. De overwegend te grote voorspelde volumeveranderingen worden voor een belangrijk deel veroorzaakt door het gebruik van springtijcondities in plaats van gemiddelde condities in de SOBEK berekeningen. Dit heeft als consequentie dat de voorspelde veranderingen in de stabiliteit van het geulsysteem worden overschat, c.q. dat de morfologische tijdschaal in de berekeningen kleiner is dan in werkelijkheid. erosie (-) sedimentatie (+) (Mn3/j) EG1 VG1 EG3 VG3 EG4 VG4 EG5 VG5 EG6 VG6 EG7 VG7 meting Sobek Figuur 7-2: Vergelijking met SOBEK berekende en de waargenomen gemiddelde erosieen sedimentatiehoeveelheden per jaar in de grote geulen van de macrocellen. EG is ebgeul, VG is vloedgeul (SOBEK: periode , meting: ). De bandbreedten geven de minimale en maximale waarden aan. 24

25 Ten behoeve van de analyse van de ontwikkeling van de zandbalans onder het nulalternatief zijn twee verschillende berekeningen uitgevoerd, één met en één zonder ingrepen (baggeren, storten en zandwinning). De resultaten van deze twee berekeningen zijn op twee manieren gepresenteerd: V tot = V tot V i = totaal berekende volumina(veranderingen) inclusief alle ingrepen (= volledige nulalternatief), totaal berekende volumina(veranderingen) inclusief alle ingrepen minus de netto volumina van de ingrepen zelf (dus hoofdzakelijk de zandwinning op de schaal van de Westerschelde zelf), De met ESTMORF berekende volumeveranderingen en erosie- en sedimentatiehoeveelheden zijn in Figuur 7-3 weergegeven en de vergelijking tussen de met ESTMORF en SOBEK verkregen resultaten in Figuur 7-4. De verschillen in Figuur 7-4 zijn een maat voor de betrouwbaarheid van de rekenresultaten. De verschillen tussen de ESTMORF berekeningen in Figuur 7-3 geven een indruk in welke gebieden ingrepen een (grote) rol spelen bij de ontwikkeling van de zandbalans. Wanneer de twee volumeveranderingen in een gebied een tegengesteld teken hebben is de invloed van de ingrepen sturend geweest. Dit blijkt het geval te zijn in alle deelgebieden van de Westerschelde, op gebied 4 na. Ook de grootte van de grootschalige sedimenttransporten wordt duidelijk beïnvloed door de ingrepen. Dit betekent dat vaargeulonderhoud en zandwinning van grote invloed zijn op de zandhuishouding van de Westerschelde. ESTMORF ,0 Erosie/sedimentatie (Mm3/jr) 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0-2,0 9&10 8 1& Vtot, Nulalternatief Vtot, zonder ingrepen -4,0 Zeewaarts(-) / landwaarts (+) zandtransport (Mm3/jr) 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0-2,0-4,0 9&10 8 1& Nulalternatief zonder ingrepen 25

26 Figuur 7-3: Vergelijking van de volume veranderingen?v tot, gem (bovenste figuur) en de afgeleide sedimenttransporten (onderste figuur) op de zeewaartsgelegen rand van ieder deelgebied in het nulalternatief en in het alternatief zonder ingrepen. Positieve waarde is sedimentatie of landwaarts gericht transport en een negatieve waarde is erosie of zeewaarts gericht transport. Het beeld voor de periode is vergelijkbaar met dat voor de periode De volumeveranderingen in het mondingsgebied (9&10) zijn onzeker doordat het model voor dit gebied op verkeerde ingreepgegevens is gekalibreerd. Dit heeft geen consequenties voor de betrouwbaarheid van de resultaten in de Westerschelde. 26

27 Totale netto erosie en sedimentatie Mm3/jr &10 8 1& vak ESTMORF SOBEK 'Natuurlijke' erosie en sedimentatie Mm3/jr &10 8 1& vak ESTMORF SOBEK Figuur 7-4: De berekende totale (boven) en natuurlijke (beneden) volumeveranderingen (V tot V i ) in het nulalternatief volgens het SOBEK en ESTMORF model. Op basis van de in het voorgaande beschreven resultaten kunnen de toekomstige ontwikkelingen in de zandhuishouding van de Westerschelde als volgt kunnen worden gekarakteriseerd: De Westerschelde als geheel verruimt met enkele miljoenen kuubs per jaar en exporteert ongeveer één miljoen kubieke meter zand per jaar naar het mondingsgebied. Vaargeulonderhoud en zandwinning bepalen de netto erosie en sedimentatie in de verschillende deelgebieden in belangrijke mate: - Het oostelijk deel, van Hansweert tot de grens, verruimt als gevolg van baggeren, - Het midden deel, nabij Hansweert, erodeert van nature ondanks het netto storten van sediment. - Het westelijk deel, tussen Vlissingen en de Hoek van Baarland, verondiept als gevolg van het netto storten van sediment. Deze ontwikkelingen gaan gepaard met een landwaarts gericht zandtransport in het oostelijk deel, vooral ter hoogte van Hansweert, en zeewaarts gerichte transporten in het westelijk deel van de Westerschelde. Vergelijken we deze berekende ontwikkelingen met de historische waarnemingen (zie Figuur 7-5) dan betekent dit in grote lijnen een voortzetting van de historische tendensen in de zandhuishouding zoals waargenomen sinds ongeveer Merk op dat de verandering in trend in het westelijk deel in 1997 is begonnen, na de tweede verdieping. 27

28 cumulatieve Vtot, Vi en T (Mm3) Westerschelde Vtot Vi -170 T cumulatieve Vtot, Vi en T (Mm3) oostelijk deel Vtot -100 Vi -200 T middendeel westelijk deel cumulatieve Vtot en Vi en T (Mm3) Vtot 0 Vi -25 T cumulatieve Vtot, Vi en T (Mm3) Vtot 25 Vi 0 T Figuur 7-5: Vergelijking van historische ( ) en met ESTMORF voorspelde ontwikkelingstendensen ( ) in de zandhuishouding van de gehele Westerschelde en het oostelijk deel, het middendeel en het westelijk deel. Hier staan uitgezet als functie van de tijd: de cumulatieve volumeverandering?v tot,? V i, en het cumulatieve afgeleide residuele transport T op de zeewaartse rand van ieder deelgebied. Een dalende lijn betekent erosie, netto baggeren of export. Een stijgende lijn betekent sedimentatie, netto storten en een landwaarts gericht transport. Een voortzetting van het huidige beleid voor vaargeulonderhoud en zandwinning, het nulalternatief, betekent volgens de SOBEK-berekeningen dat de geulsystemen in de meeste macrocellen, behalve in cel 1 (nabij Vlissingen) en 7 (nabij de grens), kantelen richting de vaargeul als gevolg van: baggeren in de vaargeul (macrocellen 5 en 6, oostelijk deel), storten in de vloedgeul (macrocel 3, westelijk deel), en natuurlijke erosie in de vloedgeul (vaargeul) en storten in de ebgeul (nevengeul) (macrocel 4, middendeel). De geulen in de macrocellen 1 en 7 verondiepen en verdiepen, respectievelijk. Deze sedimentatie (cel 1, westelijk deel) en erosie (cel 7, oostelijk deel) gaan echter niet gepaard met een duidelijke kanteling van het geulsysteem. De berekende kant eling van de meeste geulsystemen past in het beeld van de historische waarnemingen (zie Figuur 7-6). De verdieping van de ebgeulen ten opzichte van de vloedgeulen in het oostelijk deel (macrocellen 5, 6 en 7) is geen bedreiging voor de instandhouding van het twee-geulenstelsel, omdat de kanteling door netto baggeren wordt veroorzaakt en niet door netto storten. De voorspelde kanteling en erosie van het geulsysteem kan wel leiden tot een erosie van de intergetijdengebieden. Het kantelen 1 van 1 Kantelen betekent dat de verhouding van de gemiddelde diepte van ebgeul en de vloedgeul verandert. De kantelindex K(t) geeft aan in welke richting het geulsysteem kantelt en hoeveel het geulsysteem kantelt. Om te kunnen beoordelen of de stabiliteit van het geulsysteem gewaarborgd is worden tijdreeksen van de geuldiepten en de kantelindex gebruikt. 28

29 de geulen in de macrocellen 3 en 4 kan wel een potentiële bedreiging gaan vormen voor de instandhouding van het meergeulensysteem. Dit geldt in het bijzonder voor het kantelen van het geulsysteem in macrocel 3 (richting vaargeul) omdat de kanteling door netto storten (2,7 Mm 3 /jr) in de vloedgeul wordt veroorzaakt. diepte (m NAP) macrocel kantelindex (-) diepte (m NAP) macrocel kantelindex (-) diepte (m NAP) macrocel kantelindex (-) diepte (m NAP) macrocel kantelindex (-) macrocel 6 macrocel diepte (m NAP) kantelindex (-) diepte (m NAP) kantelindex (-) tijd (jaar) vloedgeul ebgeul kantelindex tijd (jaar) vloedgeul ebgeul kantelindex Figuur 7-6: Historische en met SOBEK voorspelde toekomstige veranderingen in de stabiliteit van de geulen in de macrocellen. 29

30 Uitvoering van het nulalternatief zal resulteren in een voortzetting en versterking van de waargenomen kanteling van het geulsysteem in het oostelijk en middendeel van de Westerschelde. Voor macrocel 3 levert het nulalternatief een afwijkend beeld op in de zin dat de vloedgeul historisch gezien wordt gekenmerkt door erosie (waarbij de geul lokaal breder is geworden), terwijl sinds de tweede verruiming en volgens het nulalternatief een omslag naar sedimentatie/verondieping optreedt als gevolg van netto storten. De voorspelde ontwikkelingen voor de macrocel 3 duidt op een verandering van het karakter van het geulsysteem, waarbij een stelsel van twee min of meer even grote/diepe geulen verandert in een systeem waarbij de vaargeul duidelijk groter wordt ten koste van de nevengeul. Ook de voorspelde ontwikkelingen in macrocel 4 vormen een aandachtspunt. Tot slot moet worden opgemerkt dat de grootte van de voorspelde veranderingen (niet het teken) volgens het SOBEK model waarschijnlijk wordt overschat doordat als hydrodynamische randvoorwaarden een gemiddeld springtij is gebruikt. Op basis van een analyse van de berekende ontwikkeling van dwarsverhangen over de platen kan worden geconcludeerd dat alleen in de bochtgroep bij Terneuzen de kortsluitgeulen in aantal en/of omvang zullen afnemen. Deze afname is het gevolg van de algemene verondieping van de vloedgeul, die veroorzaakt wordt door het langdurig storten van grote hoeveelheden sediment (2.7Mm 3 /jr). De met ESTMORF voorspelde ontwikkelingstendensen leveren het volgende beeld op: Verwaarloosbaar kleine veranderingen van de intergetijdengebieden in het westelijk deel, Een toename van de hoogte van het intergetijdengebied in het middendeel, wat beïnvloed wordt door het netto storten van baggerspecie in de geulen. Tegelijkertijd neemt het areaal intergetijdengebied hier iets af wat duidt op het compacter worden van de intergetijdengebieden, en Een algemene erosie van de intergetijdengebieden (areaal, volume en hoogte) in het oostelijk deel beïnvloed door de sturende invloed van het netto baggeren in de geulen. De voorspelde ontwikkelingen hebben betrekking op de totale veranderingen van het areaal plaat en slik samen. Om een vergelijking te kunnen maken met de historische evoluties moet in de berekeningsresultaten een onderscheid worden gemaakt tussen plaat en slik omdat de waarnemingen betrekking hebben op het areaal plaat. Dit is gedaan door aan te nemen dat de verhouding tussen het areaal plaat en slik zoals dat in 2001 aanwezig was niet verandert. De resultaten zijn weergegeven in Figuur 7-7 samen met de waargenomen ontwikkeling van het areaal plaat uit Figuur 6-3. De stippellijnen geven de ontwikkelingen waarbij de voorspelde verandering van het totale areaal intergetijdengebied (plaat + slik) volledig is toegekend aan de platen. Vooral voor het oostelijke deel resulteert deze tweede aanname in een realistische alternatieve ontwikkeling omdat een groot deel van de geul-slik overgangen in de macrocellen 5, 6 en 7 is gefixeerd door geulwandverdedigingen en/of veenlagen waardoor het areaal slik weinig tot niet kan veranderen. Het onderscheiden van platen en slikken heeft weinig invloed op de voorspelde ontwikkelingen in het midden en westelijk deel omdat 65 tot 70% van het areaal intergetijdengebied uit plaat bestaat en de voorspelde veranderingen klein zijn. Figuur 6-3 toont een verandering in de ontwikkelingstendens in het westelijk deel waar de afname van het areaal intergetijdengebied (plaat) sinds 1978 (18 % in 30 jaar tijd) in de toekomst stabiliseert. De waargenomen afname houdt echter sterk verband met de aanwezigheid en dynamiek van kortsluitgeulen in gebied 3. Deze dynamiek en de 30

31 veranderingen daarin kunnen niet met ESTMORF en SOBEK worden gesimuleerd. Omdat de dynamiek van de kortsluitgeulen geleidelijk aan vermindert, stabiliseert de ontwikkeling van de intergetijdengebieden. 31

32 In het middendeel verandert het areaal plaat sinds 1995 weinig, hetgeen overeenkomt met de berekeningen. De historische lange-termijn trend wordt echter gekenmerkt door een toename van het areaal plaat met ongeveer 22 % in dertig jaar tijd, wat vermoedelijk samenhangt met de kanteling van het geulsysteem (bochtafsnijding). De voorspelde ontwikkeling ten aanzien van de grote geulen duidt op een verdere kanteling van het geulsysteem richting vloedgeul (vaargeul). Dit zou een verdere opbouw van de platen kunnen betekenen. De onzekerheid over de ontwikkeling van het intergetijdengebied in het middendeel is dus groot en niet goed te kwantificeren. In het oostelijk deel is er sprake van een afname van het plaatareaal sinds 1978, van orde 10 % in dertig jaar. Volgens de resultaten van het nulalternatief zal deze trend zich enigszins verzwakt voortzetten Westerschelde (ha) west (ha) midden & oost (ha) Westerschelde - platen Westerschelde-IGG West-IGG Midden -IGG West-platen Oost-IGG Midden-platen Oost-platen Figuur 7-7: Met ESTMORF berekende ontwikkelingen in het areaal plaat in de Westerschelde, het westelijk, midden en oostelijk van de Westerschelde op basis van het nulalternatief. Het westelijk deel omvat de gebieden 1&2 en 3, het middendeel bestaat uit gebied 4, het oostelijk deel bestaat uit gebied 5, 6 en 7 (zonder Saeftinghe). Alle arealen zijn gedefinieerd als de gebieden tussen NAP-2m en NAP+3.5 Opgemerkt wordt dat de gebruikte definitie van de intergetijdengebieden als die gebieden tussen NAP-2m en NAP+3.5m (een zogeheten vast referentievlak) het geschetste beeld sterk beïnvloedt. Als de intergetijdengebieden worden gedefinieerd als de gebieden tussen laag en hoog water (een zogeheten dynamisch referentievlak) ontstaat een ander beeld; het is nu echter niet mogelijk om zulke rekenresultaten met historische waarnemingen te vergelijken omdat de historische gegevens alleen bepaald zijn ten opzichte van vaste referentievlakken. De ontwikkeling van het ondiepwatergebied (NA P-5m NAP-2m) kan niet direct met ESTMORF worden berekend. Alleen door een vertaling van de ESTMORF resultaten naar het DELFT3D rooster geprojecteerd kan een indicatie van de ontwikkeling van het ondiepwatergebied worden verkregen. De onzekerheden in de op deze wijze bepaalde areaalveranderingen zijn waarschijnlijk groot maar nog niet te kwantificeren. 32

33 In het nulalternatief verandert het totale areaal ondiepwatergebied in de gehele Westerschelde vermoedelijk weinig gedurende de periode Vergelijking van de berekende ontwikkeling in de drie deelgebieden oost, midden en west met de historische referentie (Figuur 7-8), suggereert de volgende ontwikkelingstendensen: Een afname van het areaal ondiepwatergebied in het oostelijk deel (orde 140 ha in 30 jaar). Dit betekent een voortzetting maar afzwakking van de waargenomen erosieve trend (370 ha in 30 jaar). Een weinig veranderend areaal ondiepwatergebied in het middendeel. De waargenomen erosie van de afgelopen decennia verandert in een meer stabiele situatie. Dit lijkt een reële voorspelling omdat het verdwijnen van het ondiepwatergebied in het verleden vooral samenhing met erosie van de vloedgeul en het compacter worden van de intergetijdengebieden door opvulling van kleine geultjes. Deze morfologisch processen zullen in de toekomst nog maar weinig extra veranderingen in het areaal ondiepwatergebied veroorzaken omdat de geultjes al opgevuld zijn. De verwachte sedimentatie in de ebgeul zou lokaal gepaard kunnen gaan met een uitbreiding van het areaal ondiepwatergebied. In het westelijk deel neemt het areaal ondiepwatergebied iets toe (orde 5 %). Dit is geen wezenlijke verandering van de waargenomen stabiele situatie van de afgelopen 20 jaar. De verwachte verondieping in de vloedgeul van gebied 3 zal gepaard gaan met een vermindering van het aantal en de omvang de kortsluitgeulen. Dit kan op een termijn van een tot enkele decennia een uitbreiding van het areaal ondiep watergebied betekenen omdat de meeste van deze geulen dieper dan vijf meter zijn West Westerschelde (ha) west (ha) Midden Oost midden & oost (ha) Figuur 7-8: Historische ontwikkeling en indicatieve veranderingen op basis van een analyse van de ESTMORF berekeningen van het areaal ondiepwatergebied. 33

34 Conclusies nulalternatief In de berekeningen voor het nulalternatief wordt het huidige vaargeulonderhoud en de zandwinning (Tabel 7-1) gedurende dertig jaar rigide voortgezet. In de praktijk komt het vasthouden van een stortstrategie gedurende 30 jaar eigenlijk nooit voor. Dit was nodig om de berekeningen te kunnen uitvoeren. De voorspelde morfologische veranderingen zijn vergeleken met ontwikkelingstendensen uit de historische referentie. De voorspelde morfologische ontwikkelingstendensen gedurende de periode duiden grotendeels op een voortzetting van de historische ontwikkelingen gedurende de afgelopen decennia: 1. De Westerschelde erodeert en exporteert sediment naar het mondingsgebied. Vooral het oostelijk deel van het meergeulensysteem erodeert als gevolg van netto baggeren. Het westelijk deel verondiept (verandering ontwikkelingstendens) als gevolg van netto storten (vraag 1, zandhuishouding). 2. Een voortzetting en versterking van het kantelingproces in het midden en oostelijk deel en een verandering in de stabiliteit van het geulsysteem in macrocel 3 in het westelijk deel (nabij Terneuzen). Het geulsysteem bij Terneuzen kantelt fors onder invloed van netto storten in de vloedgeul. Hierbij lijkt sprake te zijn van een zichzelf versterkend proces (een instabiele situatie, vraag 2). 3. Een voortgaande afname van het areaal intergetijdengebied in de Westerschelde.die zich vooral manifesteert in het oostelijk deel van de Westerschelde (vraag 3). 4. Een verdere afname van het areaal ondiepwatergebied in het oostelijk deel en de Westerschelde als geheel doordat het geulsysteem in het oostelijk deel fors verruimt (vraag 4). De veranderingen in de stabiliteit van het geulsysteem duiden op een verandering van het karakter van het geulsysteem onder invloed van natuurlijke processen en ingrepen. De eben vloedgeul in cel 3 worden minder gelijkwaardig van omvang en de aanwezigheid/activiteit van kortsluitgeulen vermindert. Dit suggereert een uitbreiding van het waargenomen geprononceerde kantelingproces in zeewaartse richting. De versterkte kanteling in het middendeel en oostelijk suggereren ook een verandering van het huidige karakter van het meergeulensysteem. 34

35 8 Onderhoudsbaggerwerk en stortstrategie 8.1 Onderhoudsbaggerwerk bij Toegankelijkheidsalternatieven Bepaling van de hoeveelheid onderhoudsbaggerspecie is een van de cruciale aspecten van de huidige studie. Dit is echter niet eenvoudig, omdat het onderhoudsbaggerwerk niet alleen afhangt van de diepte van de vaargeul, doch ook van de natuurlijke morfologische ont wikkelingen (ook indien deze het gevolg zijn van eerdere ingrepen in het Scheldeestuarium) en van de stortstrategie (met andere woorden: waar wordt de baggerspecie gestort). Daarom wordt het onderhoudsbaggerwerk relatief bepaald in relatie tot de huidige onderhoudsvolumina. Hierbij wordt impliciet aangenomen dat het huidige onderhoudswerk mede bepaald wordt door de natuurlijke ontwikkelingen. Een terugkoppeling tussen onderhoudsbaggerwerk en stortstrategie is in de huidige studie echter niet meegenomen. Het onderhoudsbaggerwerk is een functie van: de overdiepte, dit is het verschil tussen de lokale gewenste diepte en de lokale evenwichtsdiepte, het te onderhouden oppervlakte, in belangrijke mate bepaald door de vaargeulbreedte, en het aanbod van sediment, dus het lokale zandtransport. Het te onderhouden oppervlak is niet exact bekend en is daarom afgeschat op basis van de huidige hypsometrie (bodemligging) van het estuarium. Het baggeronderhoud als functie van de toegankelijkheidsalternatieven is primair bepaald met het 1-elementmodel. De berekende waarden zijn vervolgens gecontroleerd met DELFT3D-berekeningen. Het blijkt dat het 1-elementmodel een overall toename van 17 % en DELFT3D een toename van 12 % voorspelt bij een verdieping naar 13,1 m. Het feit dat deze waarden, berekend met zulke verschillende methoden, zeer dicht bij elkaar liggen geven vertrouwen in hun juistheid. De resultaten gebaseerd op 1-elementmodel zoals gepresenteerd in Tabel 8-1 zijn in deze studie als uitgangspunt gehanteerd. Tabel 8-1: Onderhoudsbaggerwerk (beunkuubs) berekend met 1-elementmodel voor de toegankelijkheidsalternatieven. Toegankelijkheidsalternatief Aanlegspecie Bandbreedte toename van het onderhoud (%) Nulalternatief (diepgang ,5 Mm 3 11,85 m) Diepgang 12,5 m 3,7 Mm ,9 Mm 3 Diepgang 13,1 m 7,9 Mm ,3 Mm 3 Onderhoudsbaggerwerk Het is opmerkelijk dat het onderhoudsbaggerwerk bij de volledige verdieping met 1,4 m slechts circa 17 % toeneemt. Dit wordt waarschijnlijk verklaard uit een gelimiteerd sedimentaanbod (zandtransport), of met andere woorden, de huidige situatie (nulalternatief) is blijkbaar al ver van haar morfologisch evenwicht. Deze observatie vereenvoudigt de evaluatie van de effecten van de toegankelijkheidsalternatieven, doch bemoeilijkt de evaluatie van de natuurlijke morfologische ontwikkelingen van het estuarium. Deze 35

36 ontwikkelingen zijn een respons op natuurlijke veranderingen in het estuarium (verlanding, zeespiegelstijging, enz.) en historische menselijke ingrepen (inpoldering, zandwinning, baggeren en storten). 8.2 Verbeterde stortstrategie De stortstrategie beschrijft de locaties waar baggerspecie in het Schelde-estuarium gestort kan worden, rekening houdend met de randvoorwaarde dat het fysieke systeem van het estuarium in stand gehouden moet worden, en als functie van het volume onderhoudsbaggerspecie. Het vaststellen van een goede stortstrategie is niet eenvoudig vanwege de complexe interactie tussen natuurlijke morfologische ontwikkelingen, het volume aan en locaties van onderhoudsbaggerwerk, de stortlocatie(s) en eventuele zandwinning. Deze interactie wordt momenteel niet goed begrepen en is ook niet goed met het niet of halfgekalibreerde instrumentarium te modelleren. Daarom is het in deze S-MER niet mogelijk gebleken een optimale stortstrategie te ontwikkelen. Echter, de huidige stortstrategie waarbij eg veel specie in het westelijk deel van de Westerschelde wordt gestort lijkt problemen te geven met betrekking tot de lokale stabiliteit van het meergeulensysteem en de zandhuishouding (export uit het systeem). Daarom is een Verbeterde Stortstrategie opgesteld, gebaseerd op de met het Cellenconcept in de LTV-studie bepaalde stortcapaciteit van het gehele estuarium. De Verbeterde Stortstrategie is opgesteld en getoetst voor de huidige vaargeuldiepte (diepgang 11,9 m) en het huidige volume baggeronderhoud..daartoe zijn allereerst de effecten van een vrij extreme stortstrategie bestudeerd. Bij deze strategie werd alle specie òf alleen in de vaargeul òf alleen in de nevengeul gestort. Uit berekeningen met het SOBEK -model bleek: 1. Alleen storten in de nevengeulen is geen optie omdat dit binnen 20 jaar leidt tot verzanding van het Middelgat (ebgeul cel 4). De resultaten tonen aan dat er in andere cellen wel ruimte is. 2. Alleen storten in de vaargeul leidt tot relatieve netto sedimentatie in de huidige baggergebieden, met uitzondering van de baggergebieden bij Vlissingen en Borssele. Dit zal een toename van het onderhoud betekenen t.o.v. het nulalternatief. 3. Slechts storten in de vaargeul heeft een positief effect op het geulsysteem bij Terneuzen (macrocel 3) en Valkenisse (macrocel 5). Echter, de Pas van Terneuzen wordt minder dan 10 meter diep. 4. De drempel van Baarland aan de zeezijde van het Middelgat, macrocel 4, verzandt voor beide strategieën na verloop van tijd. Dit is een natuurlijk proces, dat wordt versterkt door de ingrepen. Het gebruik van de springtij randvoorwaarden in het SOBEK-model leidt tot extremere volumeveranderingen. Hier is rekening mee gehouden bij het vaststellen van een verbeterde strategie. Met behulp van het Cellenconcept is een Verbeterde Stortstrategie voorgesteld, die echter niet optimaal is, zoals boven uiteengezet. Aan de hand van de modelresultaten, en rekening houdend met de onzekerheden daarin, worden de volgende verbeteringen voorgesteld: De probleemgebieden met betrekking tot de stabiliteit van het geulsysteem, geconstateerd aan de hand van de modelresultaten voor het nulalternatief, worden ontzien bij het storten, Er wordt meer gebruik gemaakt van ruimte voor storten in de vaargeulen, en Ook de ruimte voor storten in het oostelijke deel van de Westerschelde wordt benut. 36

37 Concreet leidt dit tot de volgende veranderingen in de stortstrategie t.o.v. het nulalternatief: 1. Er wordt niet meer gestort in het Middelgat, en minder in de Everingen. Ook de vloedgeulen van macrocel 5, de Schaar van Valkenisse en Waarde, worden ontzien. 2. Er wordt meer gestort in het Gat van Ossenisse, de vloedgeul van macrocel 4. Er wordt ook gestort in de Pas van Terneuzen (ebgeul cel 3), in het Zuidergat / Overloop van Valkenisse (ebgeul cel 5), het Nauw van Bath (ebgeul cel 6) en het Vaarwater boven Bath (ebgeul cel 7). 3. Op de voormalige Drempel van Baarland (ebgeul cel 4) wordt gebaggerd. 37

38 In andere woorden, in de Verbeterde Stortstrategie wordt minder in het westelijk deel van de Westerschelde gestort, en meer in het midden- en oostelijk deel, waarbij ook op sommige locaties in de vaargeul gestort wordt. Het volume onderhoudsbaggerwerk neemt als gevolg van de aangepaste stortstrategie met ongeveer 10% toe. Deze toename in het onderhoud is niet meegenomen in alle verdiepingsscenario s (zie Tabel 9-1). Tabel 8-2 geeft de storthoeveelheden per geul volgens de Verbeterde Stortstrategie en volgens het nulalternatief. De volumes die worden gebaggerd of door zandwinning uit het systeem worden gehaald zijn gelijk aan die in het nulalternatief. De in de tabel gegeven hoeveelheden zijn bepaald met een aantal testberekeningen met het SOBEK model. Daarbij is vooral gekeken naar het behoud van het meergeulensysteem. De stortlocaties kunnen niet exact worden bepaald aan de hand van het SOBEK-model en zijn globaal aangegeven in Figuur 8-1. Figuur 8-2 geeft de met SOBEK berekende ontwikkeling van de geulen bij toepassing van de Verbeterde Stortstrategie, waaruit blijkt dat alle geulen min of meer stabiel blijven over de simulatieperiode. Alleen het Gat van Ossenisse wordt na een jaar of 25 ondieper. Een nadere inspectie leert dat dit dan vooral het stortgebied zelf betreft, wat betekent dat de stortcapaciteit hier beperkt is. Het Zuidergat/Overloop van Valkenisse, de ebgeul van cel 5, wordt net als in het nulalternatief snel dieper. Tabel 8-2: Vergelijking verdeling baggerspecie over macrocellen volgens Verbeterde Stortstrategie en volgens het nulalternatief in miljoenen profielkuubs per jaar per geul. EbGeul Vloedgeul Verbeterde Stortstrategie Nulalternatief Verbeterde Stortstrategie Nulalternatief MC1 1.2 Mm 3 13 % 0.5 Mm 3 5 % 0.8 Mm 3 8 % 0.9 Mm 3 9 % MC3 0.6 Mm 3 6 % 0 Mm 3 0 % 0.8 Mm 3 8 % 3 Mm 3 31 % MC4 0 Mm 3 0 % 0.7 mm 3 7 % 4.5 Mm 3 47 % 3.6 Mm 3 38 % MC5 1.1 Mm 3 11 % 0 Mm 3 0 % 0 Mm 3 0 % 0.9 Mm 3 9 % MC6 0.3 Mm 3 3 % 0 Mm 3 0 % 0.2 Mm 3 2 % 0 Mm 3 0 % MC7 0.1 Mm 3 1 % 0 Mm 3 0 % 0 Mm 3 0 % 0 Mm 3 0 % Figuur 8-1: De stortlocaties in de Verbeterde Stort strategie. 38

39 2,0 1,5 1,0 0,5 0, ,5-1,0 Macrocel 1 Macrocel 3 Macrocel 4 Macrocel 5 Macrocel 6 Macrocel 7 Figuur 8-2: De verandering van de kantelindex voor de zes macrocellen bij storten volgens de verbeterde strategie. Een positieve waarde betekent dat de ebgeul dieper is dan de vloedgeul. 8.3 Alternatieve stortstrategie Een alternatieve stortstrategie kan bestaat uit storten op ondiep water- en eventueel intergetijdengebieden om erosie van deze gebieden te compenseren en mogelijk de getijstroming en sedimenttransporten zo te sturen dat de zelfbaggerende capaciteit van de rivier in de baggergebieden toeneemt. In deze S-MER is onderzocht in hoeverre de Plaat van Walsoorden een geschikte locatie vormt voor zo n stortstrategie. Daartoe is een simulatie uitgevoerd met het DELFT3D-model waarbij de Plaat van Walsoorden lokaal met ca 3 m wordt verhoogd, wat overeenkomt met ca 4.5 Mm 3 sediment. Figuur 8-3 toont de verschillen in bodemverandering na een simulatieperiode van 1 jaar tussen de berekening zonder ingreep en de berekening na storten. Deze verschillen kunnen worden geïnterpreteerd als de initiële gevolgen van het storten op de plaatpunt van Walsoorden. De blauwe tinten geven aan dat een relatieve bodemdaling heeft plaatsgevonden. De gele / orange tinten duiden op een bodemverhoging ten opzichte van de berekening zonder ingreep. Uit de figuur blijkt ook dat de grootste verschillen zich voordoen rondom de stortlocatie. In een groot deel van het gebied, waarin een initiële verhoging is aangebracht, treedt relatieve erosie op. Het lijkt waarschijnlijk dat deze extra erosie er op de lange termijn voor zal zorgen dat de storting niet blijft liggen. Van het in totaal ongeveer 4.5 Mm 3 gestort materiaal wordt in het eerst jaar ongeveer 0.3 Mm 3 geërodeerd. Dit betekent dat herhalingen van de storting na 15 tot 20 jaar weer mogelijk is, rekening houdend met het feit dat de erosiesnelheid na verloop van tijd afneemt. Geërodeerd materiaal uit het verhoogde gebied verspreidt zich in de omliggende vloedgeulen zowel ten noorden als ten zuiden van de plaatpunt. Een deel van de sedimentatie in de uitloop van de vloedgeul Schaar van Waarde vindt echter zijn oorspong in geërodeerd sediment in de diepere delen van de Schaar van Waarde. Dit betekent dat als de storting herhaaldelijk wordt toegepast ook de stabiliteit van het meergeulensysteem beïnvloed kan worden. Daarbij is zowel de erosie als de sedimentatie in de vloedgeul Schaar van Waarde / Valkenisse van belang. 39

40 Figuur 8-3: De relatieve erosie/sedimentatie na 1 jaar als gevolg van de storting op de plaatpunt van Walsoorden, berekend met DELFT3D. Met betrekking tot het storten op de plaatpunt van Walsoorden zijn de volgende conclusies te trekken: De invloed van de storting beperkt zich tot de directe omgeving van het verhoogde gebied zelf. De invloed op de sedimentatie in de baggergebieden, inclusief de gebieden dichtbij het verhoogde gebied, is klein. In het verhoogde gebied treedt erosie op, wat betekent dat het gestorte sediment niet blijft liggen. Dit houdt in dat herhaling van de storting na verloop van tijd mogelijk is. Deze tijd wordt geschat op jaar. Sediment geërodeerd uit het verhoogde gebied komt grotendeels terecht in de naastliggende vloedgeulen. Dit betekent dat als de storting herhaaldelijk wordt toegepast ook de stabiliteit van het meergeulensysteem in beschouwing moet worden genomen. Zeewaarts van het gebied veroorzaakt de storting een ebdominant verschil in het resttransport. Het vloedtransport in de naastliggende vloedgeulen wordt door de storting versterkt. De hier beschreven alternatieve stortstrategie is in het verdere morfologische onderzoek niet betrokken. De in de vorige paragraaf gepresenteerde verbeterde stortstrategie vormt de basis voor het beschrijven en beoordelen van de morfologische effecten van de alternatieven. 40

41 9 Toegankelijkheid: effecten vaarwegverruiming 9.1 Onderzochte scenario s De berekende effecten van vaargeulverruiming en van diverse stortstrategieën worden in dit hoofdstuk samengevat. De berekeningen zijn uitgevoerd met ESTMORF en SOBEK; tevens zijn indicatieve berekeningen uitgevoerd met DELFT3D. Verschillende scenario s zijn onderzocht om de invloed te kunnen bepalen van: de stortstrategie, het bergen van de aanlegspecie buiten estuarium en de zandwinning (Tabel 9-1). De locatie van de gesimuleerde netto ingrepen (= som van baggeren, storten en zandwinning) is in Figuur 9-1 gepresenteerd. Tabel 9-1: Overzicht bestudeerde scenario s - (locatie: in = aanlegspecie in estuarium storten, locatie: uit = aanlegspecie buiten estuarium storten). Scenario Diepgang [m] Aanlegspecie Volume [Mm 3 ] Locatie Zandwinning [Mm 3 ] Onderhoud [Mm 3 ] Stortstrategie Nulalternatief huidig: - - 2,4 9,6 Nulalternatief 11, instortNul 13,1 6,6 in 2,4 11,2 Nulalternatief 13.1-in 13,1 6,6 in 2,4 11,2 verbeterd 13.1-uit 13,1 6,6 uit 2,4 11,2 verbeterd 13.1-in-zwin0 13,1 6,6 in 0 11,2 verbeterd 12.5-in 12,5 3,1 in 2,4 9,9 verbeterd 6 4 netto ingreep (Mm3/jr) e1 v1 e3 v3 e4 v4 e5 v5 e6 v6 e7 v7 Nulalternatief 13,1-in-Nulalt. 13,1-in 12,5-in 13,1-in-zwin0 13,1-uit

42 Figuur 9-1: Netto ingrepen (= som van baggeren, storten en zandwinning) per macrocel/bochtgroep en per geul in een macrocel. Een negatief getal betekent netto baggeren, een positief getal duidt op netto storten. e betekent de ebgeul in de betreffende macrocel, v betekent de vloedgeul in de betreffende macrocel. 9.2 Resultaten en conclusies In de volgende figuren worden de effecten van de diverse scenario s per indicator gegeven: Figuur 9-2 geeft de met ESTMORF berekende veranderingen in de zandhuishouding, Figuur 9-3 geeft de met SOBEK berekende veranderingen in de kantelingindex, Figuur 9-4 geeft de met ESTMORF berekende veranderingen in het areaal intergetijdengebied, en Figuur 9-5 geeft de met ESTMORF berekende veranderingen in het areaal ondiepwatergebied (voor aanpak zie Hoofdstuk 6). In de discussie van de resultaten is onderstaande volgorde gekozen: Eerst worden de effecten van een verdieping van 11,85 m naar 13,1 m besproken ten opzichte van het nulalternatief, waarbij dezelfde stortstrategie als bij het nulalternatief wordt toegepast: de grotere hoeveelheden onderhoudsspecie wordt in dezelfde verhoudingen over het estuarium verdeeld als volgens het nulalternatief. Dus het 13,1- in-stortnul-scenario worden met het nulalternatief vergeleken. Daarna worden bij een diepgang van 13,1 m de effecten van de Verbeterde Stortstrategie, het buiten het estuarium storten van de aanlegspecie en het stopzetten van de zandwinning geëvalueerd ten opzichte van het 13.1-in-stortNul-scenario en 13.1-in-Verbeterd. Vervolgens worden de berekende effecten bij een kleinere verdieping (12,5 m) vergeleken met die van de 13,1 m verdieping en het 12.5-in-scenario wordt met het 13.1-in-scenario vergeleken. Tenslotte wordt door middel van interpolatie de effecten van een niet doorgerekend 12.8-in-scenario (12,8 m diepgang) besproken. De historische referentie en de resultaten voor het nulalternatief hebben laten zien dat het meergeulensysteem wordt gekenmerkt door grote ontwikkelingen als gevolg van natuurlijke processen en ingrepen. De effecten van de verschillende verdiepingsalternatieven zijn klein in vergelijking tot de voorspelde ontwikkelingen in het nulalternatief. Voor de verschillende verdiepingsalternatieven zijn de relatieve effecten bepaald. Effecten van verdiepen Een verdieping naar 13,1 m, waarbij de aanlegspecie en de grotere baggervolumina voor het onderhoud van de vaargeul worden gestort volgens dezelfde stortstrategie als het nulalternatief, gaat overwegend gepaard met een versterking van de ontwikkelingstendensen volgens het nulalternatief: 1. Een versterking van de ontwikkelingen in de zandhuishouding (vraag 1). Dit betekent dat de erosie van het meergeulensysteem als geheel, de erosie van het oostelijk deel en de sedimentatie in het westelijk toenemen. De landwaarts-gerichte sedimenttransporten naar het oostelijk deel en de zeewaarts-gerichte sedimenttransporten in het westelijk (de sedimentexport) nemen toe. 2. Versterkte veranderingen in de stabiliteit van het geulsysteem (vraag 2), waarbij het waargenomen geprononceerde kantelingproces van het meergeulensysteem zich in zeewaartse richting uitbreidt. Deze uitbreiding manifesteert zich in macrocel 3 (nabij 42

43 Terneuzen) in het westelijk deel, waar het geulsysteem meer richting vloedgeul kantelt als gevolg van de grotere netto stortingen in de vloedgeul. 3. Een vergelijkbare afname van het areaal intergetijdengebied in de Westerschelde als geheel (vraag 3), waarbij de afname van het areaal in het oostelijk deel toeneemt en er in het middendeel en westelijk deel een relatieve toename van het areaal optreedt. 4. Een verdere afname van het areaal ondiepwatergebied in de Westerschelde als geheel (vraag 4). Deze afname manifesteert zich in westelijk deel. In het midden en oostelijk deel treedt een relatieve toename van het areaal ondiepwatergebied op. Deze effecten impliceren dat de potentiële knelpunten ten aanzien van de instandhouding van het karakter van het meergeulensysteem groter worden bij een verdere verdieping. Deze knelpunten kunnen voor een deel worden gemitigeerd door een aanpassing van de stortstrategie. 43

44 Effecten van verbeterde stortstrategie Een verdieping naar 13,1 m waarbij de stortstrategie wordt aangepast (Verbeterde Stortstrategie) leidt tot volgende relatieve effecten ( 13.1-in-verbeterd versus 13.1-innulalternatief ): 1. Veranderingen in de zandhuishouding waarbij de erosie van het oostelijk deel afneemt en de sedimentatie in het middendeel en het westelijk deel veranderen in een erosie. De sedimentexport naar de monding neemt af, terwijl de landwaarts gerichte transporten naar het oostelijk deel toenemen (zie Figuur 9-2) 2. De stabiliteit van het geulsysteem neemt toe, waarbij de zeewaartse uitbreiding van de kanteling van het meergeulenstelsel niet optreedt (zie Figuur 9-3). 3. Een kleine toename van het areaal intergetijdengebied in de Westerschelde als geheel (vraag 3), waarbij het areaal in het oostelijk deel relatief toeneemt en in het middendeel en westelijk deel afneemt (zowel absoluut als relatief, zie Figuur 9-4). 4. Een verdere afname van het areaal ondiepwatergebied in de Westerschelde als geheel (vraag 4). Deze afname manifesteert zich in het westelijk deel en middendeel (relatief en absoluut, zie Figuur 9-5). In het oostelijk deel treedt een relatieve toename van het areaal ondiepwatergebied op (kleinere afname). Effecten van aanlegspecie uit Het onttrekken van de specie die vrijkomt bij de aanleg van een verdieping gaat gepaard met de volgende effecten (vergelijking van 13.1-in-verbeterd versus 13.1-uit-verbeterd ): 1. Veranderingen in de zandhuishouding waarbij de erosie van het meergeulensysteem als geheel, het oostelijke deel en het midden deel toenemen. De sedimentatie in het westelijk deel neemt af (relatieve erosie). De sedimentexport naar de monding neemt toe, terwijl de landwaarts gerichte transporten naar het oostelijk deel enigszins afnemen (zie Figuur 9-2). 2. De stabiliteit van het geulsysteem verandert weinig (niet significant gegeven de onzekerheden in de voorspellingen, zie Figuur 9-3). 3. Een afname van het areaal intergetijdengebied in de Westerschelde als geheel (vraag 3), die zich manifesteert in het oostelijk deel, het middendeel en het westelijk deel (zowel absoluut als relatief, zie Figuur 9-4). 4. Een verdere afname van het areaal ondiepwatergebied van het meergeulenstelsel als (vraag 4). Deze afname manifesteert zich in het oostelijk deel, het middendeel en het westelijk deel (relatief en absoluut, zie Figuur 9-5). Deze effecten betekenen dat een deel van de mitigerende effecten van de verbeterde stortstrategie door het onttrekken van de aanlegspecie weer teniet worden gedaan: het areaal intergetijdengebied en het areaal ondiepwatergebied nemen af en de erosie van het meergeulensysteem als geheel neemt toe. Effecten van geen zandwinning Het afbouwen van de zandwinning in de toekomst is een optie voor het beleid. De effecten van het afbouwen zonder een wezenlijke aanpassing van de verbeterde stortstrategie kunnen als volgt worden gekarakteriseerd: 1. Grote veranderingen in de zandhuishouding waarbij het meergeulensysteem als geheel minder erodeert (relatieve sedimentatie). Een enigszins verminderde erosie van het oostelijk deel, en een sedimentatie in het middendeel (absoluut en relatief) en in het 44

45 westelijk deel. Het sedimenttransport naar het oostelijk deel en de sedimentexport naar de monding nemen toe (zie Figuur 9-2). 2. Grote veranderingen in de stabiliteit van het geulsysteem die vergelijkbaar zijn met het nulalternatief en het verdiepingsalternatief waarbij gestort wordt volgens de stortstrategie van het nulalternatief (zie Figuur 9-3). Deze veranderingen worden veroorzaakt doordat het afbouwen van de zandwinning gepaard gaat met grotere netto stortingen in de vloedgeul van macrocel 3, die volgens het model een kritische grootte overschrijden, waardoor een sterke kanteling van het geulsysteem optreedt. 3. Een kleine relatieve afname van het areaal intergetijdengebied in de Westerschelde als geheel (vraag 3), die zich manifesteert in het middendeel en het westelijk deel (Figuur 9-4). 4. Een relatieve toename van het areaal ondiepwatergebied doordat de geulen minder eroderen. Deze toename manifesteert zich in het oostelijk deel (relatieve toename), in het middendeel en het westelijke deel (relatief en absoluut, zie Figuur 9-5). De voorspelde effecten geven aan dat een verdere verbetering van de stortstrategie nodig is om de stabiliteit van het geulsysteem te kunnen garanderen bij het afbouwen van de zandwinning. Effect van diepgang De effecten van het 12,5 m verdiepingsalternatief met Verbeterde Stortstrategie kunnen worden bepaald door dit alternatief te vergelijken met het 13.1 m verdiepingsalternatief ( 12.5-in-verbeterd met 13.1m-in-verbeterd ). De effecten kunnen als volgt worden gekarakteriseerd: 1. Veranderingen in de zandhuishouding waarbij de erosie van het oostelijke afneemt (relatieve sedimentatie), de erosie van het middendeel toeneemt (absoluut en relatief) en de sedimentatie in het westelijk deel afneemt (relatieve erosie). De erosie van het meergeulensysteem als geheel verandert niet noemenswaardig. De sedimentexport naar de monding en de landwaarts-gerichte transporten naar het oostelijk deel nemen af (zie Figuur 9-2) 2. De stabiliteit van het geulsysteem verandert weinig (niet significant gegeven de onzekerheden in de voorspellingen, zie Figuur 9-3). 3. Een kleine relatieve toename van het areaal intergetijdengebied in de Westerschelde als geheel (vraag 3), die zich manifesteert in het oostelijk deel. (zie Figuur 9-4). 4. Een kleine toename van het areaal ondiepwatergebied van het meergeulenstelsel als geheel (vraag 4). Deze toename manifesteert zich in het oostelijk deel (zie Figuur 9-5) Op basis van deze voorspelde effecten is de verwachting dat het 12.8 m verdiepingsalternatief kwalitatief vergelijkbare effecten zal veroorzaken als het 12,5 m verdiepingsalternatief. De grootte van de effecten zal wat groter zijn (tussen de effecten van de 12,5 m en 13,1 m scenario s in). 45

46 Totale netto erosie en sedimentatie , ESTMORF 2,0 Mm3/jr 1,0 0,0-1,0-2,0-3,0 9&10 8 1& Nulalternatief verdieping13.1-in-nul verdieping13.1-in verdieping13.1-uit verdieping12.5-in verdieping13.1-in-win0 autonoom -4,0 Afgeleid netto sedimenttransport , ESTMORF Mm3/jr (-=zeewaarts, + = landwaarts) 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0-1,0-2,0-3,0 9&10 8 1& Nulalternatief verdieping13.1-in-nul verdieping13.1-in verdieping13.1-uit verdieping12.5-in verdieping13.1-in-win0 autonoom Figuur 9-2: De zandbalans voor het nulalternatief en vijf verschillende verdiepingsalternatieven. Bovenste figuur totale netto erosie (-) en sedimentatie (+) in verschillende deelgebieden. Onderste figuur afgeleid gemiddeld sedimenttransport op de zeewaarts gelegen rand van ieder deelgebied (- = zeewaarts gericht/ export, + = landwaarts gericht/ import ). Voor de monding (vak 9&10) zijn alleen de relatieve veranderingen ten opzichte van het nulalternatief weergegeven. 46

47 macrocel 1 macrocel 3 macrocel 4 1,00 0,90-0,20 kantelindex (-) 0,80 0,60 0,70 0,50 0,30-0,40-0,60-0,80-1,00 0, , , diepte ebgeul (m NAP) diepte vloedgeul (m NAP) jaar nul 13.1in 13.1inZw0 12.5in 13.1uit 13.1Stortnul jaar jaar Figuur 9-3-a: Diepteverandering en kanteling van de geulen in de macrocellen 1, 3 en 4. Voor toelichting alternatieven zie Tabel

48 1,2 macrocel 5 1,0 macrocel 6 1,3 macrocel 7 kantelindex (-) 1,0 0,8 0,8 0,6 1,1 0,9 diepte ebgeul (m NAP) 0, , , diepte vloedgeul (m NAP) jaar nul 13.1inZw0 13.1uit 13.1in 12.5in 13.1Stortnul jaar jaar Figuur 9-3-b: Diepteverandering en kanteling van de geulen in de macrocellen 5, 6 en 7. 48

49 verandering areaal IGG, vast, , ESTMORF 2% 0% -2% 1& WS west midden oost -4% -6% -8% -10% -12% Nulalternatief 13.1-in-stortNul 13.1 in 13.1 uit 12.5-in 131-in-win0 verandering volume IGG, vast, , ESTMORF 10% 5% 0% -5% -10% -15% -20% -25% -30% 1& WS west midden oost Figuur 9-4: Veranderingen van het totale intergetijdengebied (plaat + slik) tussen NAP-2m en NAP+3.5m. 49

50 Procentuele verandering areaal OG, % 5% 0% -5% -10% -15% -20% -25% -30% 1& WS west midden oost oppervlak, Nul-alt in-StortNul 13.1-in 13.1-uit 12.5i-n in-win0 Figuur 9-5: Indicatieve veranderingen in het areaal Ondiepwatergebied volgens ESTMORF. Onzekerheden De grootste onzekerheid in de hier gepresenteerde analyses betreft de onzekerheid in onze kennis van het natuurlijk systeem en van de morfologische ontwikkelingen volgens het nulalternatief, dit is dus de respons van het systeem op historische natuurlijke ontwikkelingen (verlanding, zeespiegelrijzing) en historische menselijke ingrepen (inpolderingen, verdiepingen, baggeren, storten en zandwinning) en de respons op de huidige natuurlijke ontwikkelingen en het huidige beleid voor vaargeulonderhoud en zandwinning. Deze onzekerheid belemmert niet alleen een goede kwantitatieve analyse van de in het S-MER voorgestelde projecten en maatregelen, doch ook het opzetten van een goed monitoringsprogramma en analyse van de daaruit voortkomende meetresultaten. De grootste onzekerheden in de rekenresultaten gepresenteerd in deze S-MER komen voort uit het feit dat de evaluatie van de stabiliteit van het geulsysteem primair is gebaseerd op de resultaten uit het SOBEK-model dat niet is gevalideerd en waarvan de voorspelkracht dus niet bekend is. Hierdoor is het mogelijk dat de absolute morfologische ontwikkeling van de geulen in het nulalternatief niet juist is. De verwachting is echter dat de voorspelde trends in de kritische gebieden 3 en 4 in het nulalternatief en de verandering in deze trends in de verdiepingsalternatieven met verbeterde stortstrategie wel juist zijn. De onzekerheden in de effectvoorspelling zijn op een kwalitatieve wijze in kaart gebracht door waar mogelijk en zinvol het teken van de voorspelde effecten volgens de verschillende 50

51 modellen met elkaar te vergelijken. Hieruit blijkt dat de onzekerheden het kleinst zijn in de zandhuishouding. Daarna volgen de onzekerheden in de voorspelde veranderingen in de stabiliteit van het geulsysteem, gevolgd door de veranderingen in het areaal intergetijdengebied. 51

52 De onzekerheden zijn het grootst in de voorspelde verandering van het areaal ondiepwatergebied. De effecten van de verdieping worden geëvalueerd ten opzichte van het nulalternatief, een relatieve beschouwing. De onzekerheden in deze relatieve effecten zijn kleiner dan de onzekerheden in de absolute veranderingen. Conclusies Toegankelijkheidsalternatieven De huidige studie van de verdiepingsscenarios met een verbeterde stortstrategie tonen geen aantasting aan van de stabiliteit van het geulensysteem. Dat betekent dat de vaargeul waarschijnlijk kan worden verdiept onder voorwaarde dat er een verbeterde stortstrategie wordt toegepast. Bij een verdieping met verbeterde stortstrategie neemt de erosie van de Westerschelde als geheel af (vraag 1). De verandering van het areaal intergetijdengebied hangt van de mate van verdiepen (vraag 3). Het areaal ondiepwatergebied neemt af in alle verdiepingsvarianten (vraag 4). De verschillen tussen de effecten van de diverse verdiepingsalternatieven en varianten worden in belangrijke mate bepaald door de strategie voor het storten van de onderhoudsspecie (nulalternatief of verbeterd) en het al dan niet stoppen van de zandwinning. Het verschil in de effecten is het duidelijkst zichtbaar in de zandbalans en de stabiliteit van het geulsysteem. De voorspelde effecten op het areaal intergetijdengebieden en het ondiepwatergebied zijn waarschijnlijk klein en relatief onzeker. Alle effecten zijn klein ten opzichte van de te verwachten toekomstige ontwikkelingen volgens het referentie-/nulalternatief. De knelpunten ten aanzien van de stabiliteit van het geulsysteem (vraag 2) in het nulalternatief kunnen worden gemitigeerd door een aanpassing van de stortstrategie. In de Verbeterde Stortstrategie wordt minder in het westelijk deel van de Westerschelde gestort, en meer in het midden en oostelijk deel, waarbij ook op sommige locaties in de vaargeul gestort wordt. De optimale stortstrategie zal per alternatief verschillen. 52

53 10 Natuurlijkheid: effect voorbeeldmaatregelen 10.1 Onderzochte scenario s Binnen het morfologisch onderzoek worden twee procesgerichte voorbeeldmaatregelen in de Westerschelde bestudeerd (zie Figuur 10-1): 1. grootschalig uitpolderen van de Braakman (ca 2000 ha) als onderdeel van pakket A, en, 2. een combinatie van meerdere kleinschalige uitpolderingen die elk minder dan 250 ha groot zijn, als onderdeel van pakket B. Om de morfologische respons ten gevolge van uitpolderingen te voorspellen wordt gebruik gemaakt van ESTMORF, waartoe de schematisatie van het ESTMORF-model is aangepast. Hierbij zijn de profielen van de ESTMORF-vakken die aan uitpolderingen grenzen aangepast, zonder dat het aantal vakken in de schematisatie is gewijzigd. De opzet van de berekening is identiek aan het nulalternatief, zodat de resultaten met elkaar kunnen worden vergeleken (relatieve effectbepaling). verandering areaal (%) 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Braakman Overig 1& WS west midden oost Figuur 10-1: Uitpolderingsmaatregelen Westerschelde. a) Overzicht van de globale locaties van de voorbeeldmaatregelen uitpolderingen langs de Westerschelde. Lichtgroen = Braakman, donkergroen = combinatie van overige uitpolderingen, oranje = Hedwige Prosper Doel, welke niet in de simulatie is meegenomen. b) Initiële verandering in het areaal intergetijdengebied ten gevolge van de uitpoldering. 53

54 10.2 Resultaten en conclusies De veranderingen in de zandhuishouding, de erosie en sedimentatie in de geulen van de Westerschelde en monding, en de arealen intergetijdengebied en ondiepwatergebied ten opzichte van het nulalternatief zijn bepaald in relatie tot de onderzoeksvragen 1 t/m 4 zoals verwoord in Hoofdstuk 2. De resultaten zijn als volgt samen te vatten: 1. De twee uitpolderingsmaatregelen veroorzaken op een termijn van 30 jaar kwalitatief vergelijkbare veranderingen in de zandhuishouding van het estuarium: een relatieve erosie zeewaarts van de uitpolderingen en een sedimentatie landwaarts van de uitpoldering. Deze veranderingen gaan gepaard met een geringe toename van de landwaarts gerichte transporten naar het oostelijk deel en een toename van de zeewaarts gerichte transporten (export) in het westelijk deel. Dit betekent in vergelijking tot het nulalternatief een verzwakking van de erosie en sedimentatietendensen en een versterking van de residuele sedimenttransporten. 2. De twee uitpolderingsvarianten veroorzaken kleine veranderingen in de erosie en sedimentatie van de geulen, die duiden op kleine veranderingen in de stabiliteit van het geulsysteem (vraag 2): de resultaten impliceren een afzwakking van de tendens van kantelen van het geulsysteem in het midden en oostelijk deel van de Westerschelde. 3. Op een tijdschaal van dertig jaar resulteert de aanleg van uitpolderingen in een forse winst van het areaal intergetijdengebied, die op de schaal van de Westerschelde als geheel ter grootte van ca 10 tot 20 %. De initiële winst gaat niet verloren tot Deze winst zou op een termijn van 50 tot 100 jaar wel kunnen afnemen als de getijslag landwaarts van de uitpoldering weer gaat toenemen en de geulen gaan eroderen. Het beeld van de veranderingen in het areaal intergetijdengebied is gevoelig voor de gehanteerde definitie en de onzekerheden rondom zeespiegelstijging. 4. De tendensen in de ontwikkeling van het areaal ondiepwatergebied veranderen niet wezenlijk als gevolg van de uitpolderingen. In het westelijk deel treedt een relatieve afname op terwijl in het midden en westelijk deel een relatieve toename optreedt. Deze veranderingen hangen samen met de voorspelde relatieve erosie van de geulen in het westelijk deel en de relatieve sedimentatie in het oostelijk deel. Deze effecten betekenen dat de bestudeerde uitpolderingen een relatief grote en duurzame invloed hebben op de functie Natuur en een relatief kleine invloed hebben op de Veiligheid en Toegankelijkheid in het estuarium. 54

55 11 Pakket: vaargeulverruiming en uitpolderen 11.1 Onderzocht scenario In dit hoofdstuk worden de morfologische effecten van een pakket van maatregelen beschouwd. Dit pakket bestaat uit twee maatregelen: 1. Een verdere verdieping van de vaargeul naar een diepgang van 13,1 m. De specie die vrijkomt bij de aanleg van de verdieping, de aanlegs pecie, en de specie die vrijkomt bij het onderhouden van de vaargeul, de onderhoudsspecie, worden beiden in het estuarium teruggestort volgens de voorlopig verbeterde stortstrategie. 2. Een combinatie van vier kleinschalige uitpolderingen langs de Westerschelde, de variant overige uitpolderingen zoals beschouwd in Hoofdstuk 10 (zie Figuur 10-1). Deze maatregelen moeten bijdragen aan de Streefbeelden voor Toegankelijkheid en Natuurlijkheid. Om te kunnen beoordelen of de randvoorwaarden voor het instandhouden van het meergeulensysteem ook bij dit pakket van maatregelen gewaarborgd zijn, worden in de navolgende paragrafen de vier onderzoeksvragen, zoals geformuleerd in Hoofdstuk 3, beantwoord. Hiervoor is een simulatie van het alternatief met het ESTMORF model uitgevoerd. Om de onderzoeksvragen te kunnen beantwoorden worden de resultaten van deze ESTMORF simulatie vergeleken met de voorspelde effecten van drie eerder beschouwde alternatieven (relatieve effectbepaling), te weten: Het nulalternatief waarin het huidige beleid voor vaargeulonderhoud en zandwinning wordt voortgezet (Hoofdstuk 7). Het Natuuralternatief overige uitpolderingen (Hoofdstuk 10), waarin het huidige beleid voor vaargeulonderhoud en zandwinning, volgens het nulalternatief, wordt voortgezet. Het verdiepingsalternatief 13,1 m met het storten van de aanlegspecie en de onderhoudsspecie in het estuarium volgens de voorlopig verbeterde stortstrategie (Hoofdstuk 9). Deze vergelijking geeft inzicht in de mate van interacties tussen beide maatregelen: is het totale effect van het pakket van maatregelen min of meer een optelsom van de effecten van beide afzonderlijke maatregelen of versterken dan wel verzwakken de maatregelen elkaar Resultaten en conclusies De veranderingen in de zandhuishouding, de stabiliteit van de geulen, en de arealen intergetijdengebied en ondiepwatergebied ten opzichte van het nulalternatief zijn bepaald in relatie tot de onderzoeksvragen 1 t/m 4 zoals verwoord in Hoofdstuk 2. De resultaten zijn als volgt samen te vatten 1. Het pakket van maatregelen gaat gepaard met veranderingen in de zandhuishouding die vergelijkbaar zijn met de veranderingen als gevolg van alleen het verdiepingsalternatief 13,1 m met verbeterde stortstrategie. Dit betekent in vergelijking tot het nulalternatief een meer evenwichtiger zandhuishouding waarbij de grootschalige erosie en sedimentatietendensen verzwakken en de zeewaarts gerichte transporten (export) in het westelijk deel van de Westerschelde afnemen en de landwaarts gerichte transporten naar het oostelijk deel juist toenemen. Het relatieve effect van de uitpoldering bestaat uit een relatieve erosie in het westelijk deel en een relatieve 55

56 sedimentatie in het oostelijk deel die klein is in vergelijking tot het effect van het verdiepen en vooral van de verbeterde stortstrategie. 56

57 2. De veranderingen in de stabiliteit van de geulen zijn eveneens vergelijkbaar met het verdiepingsalternatief. Dit betekent dat in vergelijking tot het nulalternatief de stabiliteit van de geulen toeneemt en het geulsysteem als geheel minder kantelt richting vaargeul. Deze verandering in de stabiliteit is vooral het gevolg van een aanpassing in de strategie voor het storten van de onderhoudsspecie. Aandachtspunt blijft wel het geulsysteem in macrocel 4 in het middendeel van de Westerschelde (nabij Hansweert). 3. De uitpolderingen resulteren ook in combinatie met een verruiming in een forse initiële winst van het areaal intergetijdengebied (ca 900 ha slik) die op een termijn van 30 jaar grotendeels behouden blijft (Figuur 11-1). De mate waarin deze winst in de toekomst behouden kan worden waarschijnlijk overschat doordat slibprocessen en opslibbing van de intergetijdengebieden in deze studie niet zijn meegenomen. Ook de gehanteerde definitie van het areaal intergetijdengebied heeft een duidelijke invloed op de grootte van de bepaalde areaalveranderingen. 4. De kleine afname van het areaal ondiepwatergebied in de Westerschelde als geheel, zoals voorspeld in het nulalternatief, neemt in het pakket met een factor twee toe. De voorspelde absolute veranderingen in het areaal ondiepwatergebied zijn echter klein en de onzekerheden in de voorspellingen zijn groot. Dit is inherent aan de beperkte systeemkennis over plaatgeul-interacties en de modellering daarvan toename areaal t.o.v. Nulalternatief 2001 (ha) & WS west midden oost 13.1-in-verbeterd + Overig in-verbeterd + Overig 2030 Overig 2001 Overig 2030 verandering areaal , vast (ha) & WS west midden oost 13.1-in-verbeterd + Overig Overig 13.1-in-verbeterd Nulalternatief Figuur 11-1: Ontwikkeling van het areaal intergetijdengebied (plaat + slik)in het pakket maatregelen waarbij de intergetijdengebieden zijn gedefinieerd als de gebieden tussen NAP-2m en NAP+3. 5m. Oost is gebied 5, 6 en 7 (exclusief Saeftinghe). Midden is gebied 4, west is gebied 1&2 en 3. Bovenste figuur toont de verandering in het oppervlak intergetijdengebied ten opzichte van het nulalternatief Onderste figuur toont de veranderingen gedurende de periode