INSTITUUT VOOR MARIEN EN ATMOSFERISCH ONDERZOEK UTRECHT

Transcriptie

1 1 c-v: 4 INSTITUUT VOOR MARIEN EN ATMOSFERISCH ONDERZOEK UTRECHT EINDRAPPORTAGE INVENTARISATIE SLIBTRANSPORTMETINGEN EN MEETPLAN TEN BEHOEVE VAN HET RIJMAMO-MODEL Drs N.M. Kruyt R94-8 Rijkswaterstaat Rijksinstituut voor Kust en ZeeIRIKZ Bibliotheek (Den Haag)

2 Rijkswaterstaat Fijksinstituut voor Kust en Zee/RIKZ Bibliotheek (Den Haag) C-2 D E1NTRAPPORT INVENTARISATIE SLIBTRANSPORTMETINGEN EN MEETPLAN TEN BEHOEVE VAN liet RJJMAMO-MODEL Claus Kruyt IMAU R94-8 Ministerie van Verkeer en Waterstaat Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat Rijksinstituut voor kust en zee/r/kz bibliotheek Postbus EX Den Haag

3 INLEIIHNG Het op te zetten numeriek model RLJMAMO (=RIJn-MAas-MOnd-model) omvat de Voordelta, de mond van de Nieuwe Waterweg tot en met de Rotterdamse havens, en (de monding van) het Haringvliet. Het 3-D model moet in dit gebied de zout/zoet, hydromorfologi sch e en stoftran sport verschijnselen kunnen weergeven. Voordat het RIJMAMO-model in de praktijk gebruikt kan worden dient het model voor het slibtransport eerst afgeregeld te worden met behulp van velddata. Alvorens het RIJMAMOmodel te kunnen afregelen, is geïnventariseerd welke veiddata geschikt zijn om het model mee te kunnen afregelen. Tevens is een meetpian voor veldmetingen opgesteld om de ontbrekende velddata aan te vullen. Dit eindrapport bestaat uit een bundeling van twee fase-rapporten. De eerste fase bevat een inventarisatie van slibconcentratiemetingen die in het verleden in het gebied van de Rijn- en Maasmonding gedaan zijn. Tevens wordt een studie naar de 'de paden en lotgevallen' van slib in het niondingsgebied van Rijn en Maas gepresenteerd. De doelstellingen van deze studie zijn: (1) het analyseren van de problemen met betrekking tot de slibtransportmechanismen in het mondingsgebied van Rijn en Maas, (2) het aangeven welke processen met het RIJMAMO-model gerepresenteerd moet kunnen worden opdat dit model het slibtransport goed weergeeft en (3) inventariseren welke bruikbare metingen in het verleden gedaan zijn om het RIIMAMO-model te kunnen afregelen. Naar aanleiding van de bevindingen in het eerste fase-rapport is gebleken dat de veldmetingen naar slib in de waterkolom uit het verleden ontoereikend zijn om het RIJMAMO-model mee te kunnen afregelen. In het tweede fase-rapport wordt een meetplan opgesteld voor metingen in 1995 om in het tekort aan beschikbare velddata te voorzien. De eerste fase is uitgevoerd in de periode maart tot met juni 1994 en de tweede fase in de periode juli tot en met augustus Beide fasen zijn uitgevoerd door de Universiteit Utrecht (UU) vakgroep Fysische Geografie, in opdracht van het Rijksinstituut voor Kust en Zee in 's-gravenhage onder contractnummer overeenkomst RKZ-017. Het onderzoek is begeleid door dr. W.B.M. ten Brinke (UU) en ir. J.C.A. Joordens (RIKZ). Graag wil ik hier, naast de genoemde begeleiders, voor hun discussie en kritische kanttekeningen bedanken: drs. J.M. de Kok, dr. W. van Leussen, drs. K.B. Robaczewska, drs M. Ebben, dr. ir. R.C. van Oort (allen van het RIKZ), ir. D. Ludikhuize (RIZA), C. Bijleveld (DNZ) en drs. P. Verlaan.

4 SAMENVATTING Transport van slib is het gevolg van de combinatie van waterbeweging (zoals getij, dichtheidstroming, golven, windgedreven stroming en turbulentie) en slibeigen schappen (zoals flocculatie, vaisnelheid, depositie en resuspensie van slibdeeltjes, settling en scour lag effecten en slib-zandmensels). De slibtransportprocessen kunnen zowel op een ruimtelijke als een temporele schaal van elkaar verschillen hetgeen gevolgen heeft voor de bijdrage van het netto slibtransport voor de Hollandse en Zeeuwse kust. Ten behoeve van de afregeling van de slibmodule van het RLTMAMO-model is een inventarisatie gemaakt van eerder verrichte metingen. Om de resultaten van de metingen te kunnen gebruiken voor de afregeling moeten de metingen aan diverse voorwaarden voldoen. -Slibconcentraties moeten op meerdere hoogtes boven de bodem gemeten zijn waarbij het onderste meetpunt in de nabijheid van de bodem ligt. -Om een beeld van het verloop van de slibconcentratie gedurende een getij fase te kennen moet met grote regelmaat, in de orde van minstens ieder half uur, een meting gedaan worden. Daarbij moet de slibconcentratie op verschillende dieptes bepaald worden. Metingen die zich over een langere periode dan een getijfase uitstrekken, bijvoorbeeld een springtij - doodtij cyclus, zijn van zeer grote waarde voor het afregelen van het RJJMAMO-model. Vanzelfsprekend moet daarbij ook op verschillende dieptes de slibconcentratie gemeten zijn. -Tegelijkertijd met de bepaling van de slibconcentratie moeten ook de stroomsnelheid en - richting op de verschillende dieptes gemeten worden. De metingen uit de inventarisatie zijn in het algemeen ontoereikend om bij de afregeling van het RIJMAMO-model te gebruiken. Om het grootschalig slibtransport voor de Nederlandse kust met het RLJMAMO-model te kunnen simuleren is het aanbevelingswaard om een reeks duurmetingen te organiseren. De meetperiode moet lang genoeg zijn om verschillende slibtransportprocessen te bevatten tijdens: (1) een doodtij-springtij cyclus, (2) een afwisseling van ruw-weer en rustig-weer condities, (3) hoge en minder hoge rivierafvoer en (4) voor en na de planktonbloei. Door het gebrek aan duurmetingen ten zuiden van de Maasgeul en vanwege de mogelijke invloed van het Haringvliet op het slibtransport langs de kust is het raadzaam om duurmetingen ter hoogte van de Maasviakte te verrichten. Voor de meetopstelling resulteert dit in een drietal semi-permanente verankeringen waarbij gedurende de gehele meetperiode slibconcentratie, stroming, saliniteit, temperatuur en chlorofyll-a gehalte over meerdere dieptes in de verticaal wordt gemeten. Om de metingen van de verankeringen aan te vullen worden extra metingen vanaf een schip gedaan. Dit betreft valsnelheidsmetingen van slibvlokken, 'troebelheid-tracks' waarbij over de gehele meetraai het concentratieprofiel van slib wordt bepaald en 13-uursrnetingen waarbij dezelfde parameters als bij de verankeringen worden gemeten

5 RST FAS RAPPORT

6 INVENTARISATIE SLIBTRANSPORTMETINGEN EN VERKENNING SLIBTRANSPORTMECHANISMEN MONDINGSGEBIED RUN EN MAAS Claus Kruyt IMAU R 94-5

7 Inhoud 1. Inleiding 1 Deel 1: Inventarisatie slibtransportmetin gen in onderzoeksgebied 11.1 Algemeen Hollandse kustzone Omgeving Loswal Noord Nieuwe Waterweg Zeegebied voor de monding van de Nieuwe Waterweg (Monding) Haringvliet...13 Deel 2: Slibtransportrnechanismen in estuaria en de kustnabije zone III. Waterbeweging Getij Dichtheidstroming Golven Windgedreven stroming Turbulentie...18 IV. Slibuitwisseling tussen bodem en water...19 IV.1 Flocculatie...19 IV.2 Vaisnelheid...20 IV.3 Depositie...21 IV.4 Resuspensie...21 IV.5 Settling en scour lag effecten...22 IV.6 Slib-zand mengsels...23 V. Dominante transportmechanismen...23 V. 1 Transport door residuele waterbeweging...23 V.2 Slibtransport door dichtheidgecireven stroming...23 V.3 Getijgeïnduceerd slibtransport...24 V.4 Slibtransport bevorderd door golfwerking...25 V.5 Huid mud...25 Deel 3: Slibtransportprocessen in het mondingsgebied van Rijn en Maas VI. Ruimtelijke variabiliteit...27 VI.1 De slibbalans van de Nedelandse kustwateren...27 VI.2 Hollandse kustzone...27 VI.3 Mondingsgebied Rijn en Maas...29 VI.4 Rivier...29 VI.5 Haringvliet...30

8 VII. Temporele variabiliteit. 31 VII.1 Transport door de residuele waterbeweging...31 VII.2 Getijgeïnduceerd slibtransport...31 VII.3 Dichtheidgedreven slibtransport...32 VII.4 Effecten van golven...33 Deel 4: Gewenste representatie van slibtransportprocessen in het RUMAM 0-model VIII. 1 Algemeen...34 VIII.2 Slib...35 VIII.3 Eigenschappen Waterbeweging...35 VII1.4 Samenvattend...36 Referenties...38 Figuren 1-13 Appendix Adressenhijst

9 1 Inleiding Het op te zetten numeriek model RIJMAMO (=RIJn-MAas-MOnd-model) omvat de Voordelta, de mond van de Nieuwe Waterweg tot en met de Rotterdamse havens, en (de monding van) het Haringvliet. Het 3-D model moet in dit gebied de zout/zoet, hydromorfologische en stoftransport verschijnselen kunnen weergeven. Dit eerste fase-rapport bevat een inventarisatie van slibconcentratiemetingen die in het verleden in het gebied van de Rijn- en Maasmonding gedaan zijn. Tevens wordt een studie naar de 'de paden en lotgevallen' van slib in het mondingsgebied van Rijn en Maas gepresenteerd. De doelstellingen van deze studie zijn: (1) het analyseren van de problemen met betrekking tot de slibtransportmechanismen in het mondingsgebied van Rijn en Maas, (2) het aangeven welke processen met het RUMAMO-model gerepresenteerd moet kunnen worden opdat dit model het slibtransport goed weergeeft en (3) inventariseren welke bruikbare metingen in het verleden gedaan zijn om het RIJMAMO-model te kunnen afregelen. In deel 1 is een inventarisatie gemaakt van bruikbare metingen die in het verleden in het betreffende gebied gedaan zijn. In deel 2 wordt een algemeen overzicht gegeven van de slibtransportprocessen. In deel 3 wordt dit overzicht toegespitst op het mondingsgebied van de Rijn en Maas voor zowel ruimtelijke als temporele variaties. Aan de hand van de 2 voorgaande delen is in deel 4 een overzicht gegeven van de gewenste representatie van de slibtransportprocessen die het RJJMAMO-model moet kunnen weergeven. De appendix bevat de adressen van de instellingen waar de meetgegevens uit de inventarisatie van afkomstig zijn. De studie is uitgevoerd in de periode maart tot met juni 1994 door de Universiteit Utrecht (UU) vakgroep Fysische Geografie, in opdracht van het Rijksinstituut voor Kust en Zee in 's- Gravenhage onder contractnummer overeenkomst RKZ-017. Het onderzoek is begeleid door Dr. W.B.M. ten Brinke (UU) en Ir. J.C.A. Joordens (RIKZ). Graag wil ik hier, naast de genoemde begeleiders, voor hun discussie en kritische kanttekeningen bedanken: Drs. J.M. de Kok (RJKZ), Dr. W. van Leussen (RIKZ), Drs. K.B. Robaczewska (RIKZ) en Drs. P. Verlaan. 1

10 Deel 1: Inventarisatie slibtransportmetingen in onderzoeksgebied 11.1 Algemeen Ten behoeve van de afregeling van de slibmodule van het RIJMAMO-model is een inventarisatie gemaakt van eerder verrichte metingen. Om de resultaten van de metingen te kunnen gebruiken voor de afregeling moeten de metingen aan diverse voorwaarden voldoen. -Slibconcentraties moeten op meerdere hoogtes boven de bodem gemeten zijn waarbij het onderste meetpunt in de nabijheid van de bodem ligt. -Om een beeld van het verloop van de slibconcentratie gedurende een getijfase te kennen moet met grote regehnaat, in de orde van minstens ieder half uur, een meting gedaan worden. Daarbij moet de slibconcentratie op verschillende dieptes bepaald worden. Metingen die zich over een langere periode dan een getijfase uitstrekken, bijvoorbeeld een springtij - doodtij cyclus, zijn van zeer grote waarde voor het afregelen van het RUMAMO-model. Vanzelfsprekend moet daarbij ook op verschillende dieptes de slibconcentratie gemeten zijn. -Tegelijkertijd met de bepaling van de slibconcentratie moeten ook de stroomsnelheid en - richting op de verschillende dieptes gemeten worden. Veel metingen voldoen niet of gedeeltelijk aan de gestelde eisen. Deze metingen zijn bij de inventarisatie buiten beschouwing gelaten. Sommige metingen in de inventarisatie voldoen niet volledig aan de gestelde eisen. Door het schaarse aantal metingen die wel voldoen en het speciale karater van de meting wordt soms toch besloten om een dergelijke meting in de inventarisatie op te nemen. In tabel 1 staat kort omschreven welke metingen er zijn met hun bijzonderheden. Deze tabel is uitvoeriger toegelicht in de beschrijving die hierop volgt. In de inventarisatie zijn, voor zover bekend, de titel van de datarapporten vermeld met daaraan voorafgaand het jaar waarin het rapport is verschenen. Per meting is kort aangegeven wat en waar er gemeten is. Om een indruk te krijgen van de omvang van de slibconcentraties zijn bij de 13-uursmetingen het minimale en maximale slibgehalte, gemiddeld over de verticaal, aangegeven. Voor zover bekend is per meting aangegeven met welk type troebelheidsmeter gemeten is en hoe de ijking tot stand is gekomen. In de meetrapporten die afkomstig zijn van de meetdienst 'Hellevoetsluis' is niet toegelicht waarmee gemeten is of hoe de ijking tot stand kwam. Waarschijnlijk is met een optische troebelheidmeter (type Monitec of Partech) gemeten en is de ijking ter plaatse met watermonsters gedaan. Ook wordt in het meetrapport niet vermeld tot hoe dicht bij de bodem nog gemeten is maar waarschijnlijk tot im boven de bodem (Bubbert (Dir. Zuid-Holland), mondelinge mededeling). 9

11 locatie data- periode parameters literatuur verwijzing/ bijzonderheden opslag instantie Ned. kustzone r,d tr.,sal., IMOU R90-3 & R90-4 Alleen instanlaan verticaalmetingen in raaien voor de kust over de periode ' dichth. (F.C. Grocnendijk-RIKZ) Er zijn geen stroomsnclhcden gemeten. d 1990 tr., snelh..sal. Rhine plume Experiment Transmissiemeting op im onder het oppervlak gedurende een 3-tal weken op 5 Profile Mast-OOSC locaties voor Scheveningen. Gedurende én week heeft een transmissiemeter de DGW troebelheid op Sm hoven de bodem geregistreerd. Alle parameters zijn simultaan gemeten Rhine Plume Experiment Transmissiemetingen mislukt Profile Mast-005C GWAO x tr.,snelh.. sal. Rhine Pliirne Experiment Van maart tol oktober zijn op 2 vaste meetpunten troehelhcid nabij het oppervlak en Profite MAST- hij de bodem (+3rn A +7m) gemeten. Continue meting met een waarneming om de CT minuten. Tevens 2 twee-weekse vaartocht waarbij o.a. troebellieid. saliniteit en stroming gemeten zijn. De verschillende parameters zijn simultaan genieten. Omgeving r 1977 snelh.. sal., Hellevoetsluis 13-uursmetingen op 3 locaties in een raai en op 66n meetpunt aan de noordrand van Loswal Noord tr. de Maasgeul. Ieder half uur is een verticaalmeting verricht. Stroomsnelheid cii troebelheid zijn gelijktijdig gemeten. r 1985 tr., Notitie GWAO Gedurende 3 maanden om de 10 min is op 0.31ii boven de bodeni de troehelheid soms snelh. (C.J. Louisse-RtKZ) gemeten. Incidenteel is ook de stsoomsnelheid gemeten hij nieetpaal DKI. echter niet gelijktijdig met de troehelheidsmetingen. r 1988 tr., snelh. Notitie GWIO Op 4 locaties rondom Loswal Noord /ijn op meerdere dagen 13- en 6-uursmetingen (T. van der l-leuvel-rikz verricht over de gehele verticaal. J.W. Theune-RIKZ) r.d tr., snelh. IMAU R92-2 Op 3 locaties zijn in de periode van 88-'90 maximaal 6 ctuurmetingen van een (P. Verlaan-IMAU & maand verricht naar het slihgetialte op 0.33m en 0.90m boven (le hodeni. De R.Spanhoff-R IKZ) metingen van de 3 meetopstel t iilgen zijn niet simultaan.

12 locatie data- periode parameters literatuur verwijzing/ bijzonderheden opslag instantie Omgeving r,d Ir.. snelh OCN Op 2 locaties zijn in de periode van 92-'93 maximaal 9 duurmetingen van een Loswal Noord (P. Verlaan & maand verricht. De sensoren staan op 0.15ni en 0.90m hoven de bodem. De R. Spanhoff-RIKZ) metingen van de 2 meetopstellingen zijn niet simultaan. Nieuwe r.d 1977 snelh.. tr., sal. Hellevoetsluis Op kmr 1029 van de Nieuwe Waterweg zijn tijdens een 13-uurstneting stroom- en Waterweg troehelheidsverticalen bepaald. Stroming en troebelheid zijn simultaan gemeten. r,d 1979 snelh., tr.. sal. Hellevoetsluis Op de Nieuwe Waterweg, Oude Maas en Noord zijn simultaan verticaalmetingen verricht. Maasgeul r 1977 snelh., tr.. sal. Hellevoetsluis Op 4 locaties aan de noordrand van de Maasgeul zijn tijdens een 13-uursmeting verticaalmetingen verricht. Troebelheid en stroming zijn nagenoeg gelijktijdig gemeten. Tussen de meetpunten onderling zijn de metingen niet simultaan. Weerszijden r 1978 snclh., tr.. sal. Hellcvoetsluis Eurogeul Monding Nieuwe r 1978 tr. Nota NZ-Z Waterweg (W. Vlemmix-DNZ) Monding r 1971 tr., snelh., sal. Hellevoetsluis Haringvliet r 1977 tr., snelh., sal. Hellevoetsluis 13-uursmetingen op 2 locaties in een raai met ieder half uur een verticaalmeting. Troebelheid en stroming zijn nagenoeg gelijktijdig gemeten. Tussen de meetpunten onderling zijn de metingen niet simultaan. In raaien in de monding van de Nieuwe waterweg zijn verticaalmetingen verricht over een deel van het getij. Een groot deel van de metingen zijn onder ruw weer condities gedaan met golfhoogte tot 3.5m. Er zijn geen stroomsnelheden genieten. De troebelheid is niet simultaan gemeten. Aan zowel de landwaartse als de zeewaartse zijden van de sluis zijn metingen verricht. Gedurende 8 uur is ieder half uur een verticaalmeting gedaan. De laatste 2 van de meting waren de sluizen gesloten. De afvoer hij Lohith was t 277rn 31s. Troebelheid en stroming zijn nagenoeg gelijktijdig gemeten. Tussen de meelpunlen onderling zijn de metingen niet simultaan. 1 3-Uursmeting voor 3 (op 3 verschillende dagen) raaien over de monding van liet Haringvliet, zeewaarts van de sluizen. De afvoer hij Lohith was 2600 A 4800 nivs. Troehelheid en stronling zijn nagenoeg gelijktijdig gemeten. Tussen de meetpunten onderling zijn de metingen niet simultaan. r

13 locatie data- periode pararneters literatuur verwi,jzing/ bijzonderheden opslag instantie Monding r 1978 tr., snelh., sal. 1-lellevoetsluis 13-Uursmeting voor 3 raaien over de monding van het Haringvliet, zeewaarts van de Haringvliet sluizen. De afvoer bij Lohith bedroeg ± 6100 m7s. Troebelheid en stroming zijn nagenoeg gelijktijdig genieten. Tussen de meetpunten onderling zijn de metingen niet simultaan. r 1980 tr., snclh., sal. Hellevoetsluis 13-Uursmeting voor 3 raaien over de monding van liet Haringvliet, zeewaarts van cle sluizen. De afvoer hij Lobith bedroeg ± 6700 m 3/s. Troebelheïd en stroming zijn nagenoeg gelijktijdig gemeten. Tussen de meetpunten onderling zijn de metingen niet simultaan. Haringvliet r.d 1994 tr., snelh. concept nota RIZA Op een 5-tal locaties in liet Haringvliet zijn verticaalnietingen gedaan naar stroom- (H. Verbeek. B.Jansen snelheden en slihconcentraties. Afvoer hij lohith was 7000 i 9000 m 3/s. & J. van Zetten-RIZA) Tabel 1 Inventarisatie troebelheidsmetingen met vermelding van: meetlokatie, in welke vorm de metingen zijn opgeslagen, jaar van de meting, de voornaamste parameters die gemeten zijn, verwijzing naar de instantie of het rapport waar de metingen beschreven staan, bijzonderheden omtrend de metingen. r.= rapport, d.= digitale vorm, Tr.=troebelheid, str.=stroomsnelheid &-richting, sal.= saliniteit Metingen door meetdienst 'Hellevoetsluis'zijn opgeslagen in het sernistatisch archief van Directie Zuid-Holland.

14 11.2 Hollandse Kustzone 1) CTD-, Zuurstof- en Troebelheidsmetingen in drie dimensies in de Nederlandse kustzone. IMOU R90-3 en R90-4. F.C. Groenendijk. Metingen Langs de Nederlandse kust van Goeree tot Callantsoog zijn in 6 raaien dwars op de kust regelmatig verticaalmetingen gedaan in 1988 en De raaien strekken zich meestal uit van 1 km tot 30 km zeewaarts ten opzichte van de kust. De raaien bij Terheijde en Noordwijk reiken soms tot 70 km uit de kust. Voor iedere raai wordt saliniteit, temperatuur, dichtheid, zuurstof en troebelheid in verticale richting op verschillende meetlocaties gemeten. De raaien worden instantaan, één voor één doorgemeten in een vooraf bepaald schema. In de rapporten (IMOU, R90-3 en R90-4) staan beschreven wanneer welke raai gevaren is. De metingen worden herhaald met enkele weken tussenpozen. De raaien bij Terheijde en Noordwijk zijn het meest regelmatig bemonsterd. Instrumentarium Zwevende stofgehaltes worden met behulp van Partech troebelheidsmeters bepaald. De Partechmeters zijn voor slib alleen in het laboratorium geijkt en niet voor het gebied waar ze gebruikt worden. Daarom wordt de omrekening van troebelheid naar zwevende stofgehalte in het rapport onnauwkeurig genoemd. De onnaukeurigheid in zwevende stofgehalte wordt voor gehalten boven 10 mg/1 op 20% geschat. Bij gehalten kleiner dan 10 mg!1 wordt de fout op 40 â 50 % geschat. Lokatie meetgegevens De meetgegevens zijn gepresenteerd in de rapporten IMOU, R90-3 & R90-4 en zijn in digitale vorm aanwezig. i() Rhine Plume Experiment. Data report Holland surveys. October Report DGW Metingen Bij een studie naar de uitstroom van de Rijn is op vaste locaties (voor scheveningen) de troebelheid gemeten. De meting begint en eindigt op waarbij het instrument zich op 5m boven de bodem bevindt. Op een 5-tal meetpunten voor de kust bij scheveningen zijn transmissiemeters aan het oppervlak geplaatst. Deze meting duurt van tot Iedere 10 minuten is er een meting verricht. Instrumentarium De troebelheid is gemeten met behulp van transmissiemeters die ter plaatse geijkt zijn met watermonsters. Locatie meetgegevens Op de CD-ROM van het North Sea Project (uitgegeven door BODC) staan de meetgegevens. r4

15 * 1992 Rhine Plume Experiment Profile Mast-005C. Werkdocument GWAO x Metingen De meting voor troebelheid is niet nader uitgewerkt. Waarschijnlijk doordat data verloren zijn gegaan als gevolg van schade aan de meetopstelling. * 1994 Profile Mast II. maart-oktober 1994 Metingen De metingen zijn bedoeld om seizoenvariaties in stroming, verticale structuur, fysische processen (o.a. stratificatie, suspensief sediment) en biologische processen te bepalen. In de periode van april tot oktober 1994 zijn in een raai op 10 en 20 km uit de kust bij Noordwijk twee vaste meetpunten opgesteld. De instrumenten op deze meetpunten registreren continu iedere 10 â 20 minuten o.a. de stroomsnelheid en de transmissie, gerelateerd aan in het laboratorium bepaalde zwevende stofconcentraties. Naast de vaste meetpunten zijn in april en mei 1994 metingen verricht tijdens twee tweeweekse vaartochten. Tijdens de vaartocht in april wordt continu (dag en nacht) langs de raai gevaren met een ondulerende CTD- en transmissiemeter waarbij o.a. transmissiemetingen over de diepte uitgevoerd zijn. De vaartocht in mei beslaat 4 transecten met totaal 20 stations voor de Hollandse kust waarbij transmissiemetingen over de diepte zijn.gedaan. Tevens is een 13-uursmeting naast de vaste meetpunten op 10 en 20km gedaan en een 24- uursmeting op 10km. Er is gemeten op 3m boven de bodem, halve waterdiepte en aan het oppervlak. Beide vaartochten omvatten zowel een rustig als een ruw weer periode en overbruggen een doodtij-springtij cyclus. Instrumentarium Voor de vaste meetpunten zijn transmissiemetingen gedaan bij Noordwijk 10 met 1 Infiux multisensor (op 8m boven de bodem) en 1 ME Meerestechnik multisensor (aan het oppervlak). Bij Noordwijk 20 zijn 2 Hycirolab datasondes (op 3 en 7m boven de bodem) en 1 ME Meerestechnik multisensor (aan het oppervlak) gebruikt. Iedere maand worden de instrumenten ter plaatse gekalibreerd waarbij ook watermonsters worden genomen om het zwevende stofgehalte te bepalen. Locatie meetgegevens De metingen duren op dit moment nog voort en zullen vanaf eind 1994 in een datarapport en op diskette staan. 7

16 11.3 Omgeving van Loswal Noord * 1977 Stroom-, zout-,sediment- en getij meting Kustgebied benoorden Noorderdam te Hoek van Holland. Metingen in een trog van de Maasgeul, in het verlengde van de Noorderdam op ±350m, is een verticaalmeting verricht. Tevens zijn tussen de Noorderdam en Loswal Noord op zo'n 7. 10km uit de kust op 3 locaties in een raai verticaalmetingen gedaan. Ieder half uur is een verticaalmeting verricht. Het slibgehalte in de trog, gemiddeld over de verticaal bedroeg tijdens de meetduur minimaal 21 mg!l en maximaal 48 mg!l. In de raai bedroeg het slibgehalte gemiddeld over de verticaal minimaal 14 mg/l en maximaal 48 mg/l Instrumentarium In het rapport wordt niets meegedeeld over de gebruikte instrumenten of werkmethode. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn opgenomen in het rapport dat door de afdeling Hellevoetsluis is uitgebracht. Dit rapport is opgeslagen onder nummer 1598 in het Semistatisch Archief van Directie Zuid-Holland. * 1985 Analyse van permanente slibconcentratiemetingen in een kustzone nabij hoek van Holland Notie: GWAO C.J. Louisse Metingen Gedurende 3 maanden van februari 1985 t/m april 1985 is bij golfmeetpaal DK1, voor de kust bij Hoek van Holland, de troebelheid gemeten op 0.3m boven de bodem. Iedere tien minuten registreert de Partech gedurende 2 minuten de troebelheid. Ter plaatse zijn ook grootheden als goifhoogte en -periode, waterstanden en windgegevens ingewonnen. Er zijn geen permanente stroomsnelheidsgegevens gemeten. incidenteel waren zowel stroommetingen bij de meetpaal DK1 als in de nabije omgeving (meetpunt H2) voorhanden Instrumentarium De slibconcentratie werd met een Partech troebelheidsmeter bepaald. Uking voor slibwaarden is slechts gelukt bijlage concentraties tot 150 mg/l. De Partech registreert gedurende elke tien minuten 2 minuten de troebelheid. De Partech is opgehangen aan een prikkerstatief op 0.3m boven de bodem. Onbekend is in hoeverre de hoogte van de sonde boven de bodem veranderd is door verzakking of onderspoeling van het statief tijdens de meetperiode.

17 Locatie meetgegevens In de notitie zijn de meetresultaten grafisch als een tijdserie afgebeeld. Het is onbekend of de data nog op diskette staat. * 1988 Metingen ter plaatse van Loswal Noord. T.van der Heuvel en J.W. Theune. Notitie GWI Metingen Op 4 locaties in de omgeving van Loswal Noord zijn o.a. stroomsnelheid en troebelheid op meerdere niveau's in de verticaal gemeten. Een meetcyclus duurt ongeveer 30 minuten waarbij met behulp van een meetvis en een statief gegevens worden ingewonnen. Ieder half uur wordt de meetcyclus opnieuw gestart. Op , , en zijn gedurende 13 uur verticaalmetingen verricht. Op en is ± 6 uur gemeten. Instrumentarium Afhankelijk van de diepte worden op 6 â 10 niveau's, tot 0.5 meter boven de bodem, met een meetvis de troebellieid, diepte, geleidbaarheid, temperatuur en stroomsnelheid en - richting gemeten. Het statief meet de troebelheid op 0.33m en 0.66m boven de bodem en de stroomsnelheiden -stroomrichting op 0.33m boven de bodem. Stroomsnelheden en - richtingen worden met behulp van een stroomsnelheidsmeter van het type Colnbrook bepaald waarbij in twee richtingen loocirecht op elkaar de stroomsnelheid wordt gemeten. Voor zowel de meetvis als het statief wordt de troebelheid door een Partech (type S 100) gemeten. Per meetdag wordt de Partech opnieuw geijkt met lokale ijkrnonsters. Locatie meetgegevens Van de meting bestaan alleen nog de resultaten die in het rapport zijn opgenomen. Deze resultaten staan niet meer op diskette. * Slibconcentraties en stroomsnelheden gemeten bij de bodem in de omgeving van Loswal Noord. Dataverslag. P. Verlaan en R. Spanhoif. Rijksuniversiteit Utrecht IMAU R92-2. Metingen Op een 3-tal locaties nabij Loswal Noord zijn gedurende een maand continue troebelheidsmetingen verricht waarbij eens in de 5 minuten de troebelheid wordt gemeten. (1) Bij Indusbank-Noord zijn in de periode 1988 tlm 1990 een 6-tal duurmetingen verricht van elk één maand waarbij enkel de slibconcentratie bepaald is. In de eerste meeetperiode wordt met 6 sensoren gemeten die equidistant verdeeld zijn tussen 0.15m en 0.90m boven de bodem. De tweede meetperiode wordt met 3 sensoren gemeten op 0.15m, 0.55m en 0.90m boven de bodem. Bij de overige meetperiode zijn de sensoren op 0.15m en 0.90m geplaatst.

18 Bij Siltcon is gedurende de maand october 1990 de slibconcentratie en de stroomsnelheid en -richting gemeten. De sensoren zijn op 0.15m en 0.90m boven de bodem geplaatst. Omdat bij dit meetpunt de waterdiepte (± lom) kleiner is dan bij de andere meetpunten, is voor dit meetpunt de invloed van golven geanalyseerd. Bij Obstructie-boei zijn in het najaar van 1990 een 2-tal duurmetingen verricht waarbij alleen de slibconcentratie is gemeten op 0.15m en 0.90m boven de bodem. In het dataverslag wordt voor iedere meetperiode vermeld wanneer gemeten er is. Instrumentarium Vanaf 1989 zijn de slibconcentraties gemeten met troebelheidssensoren van het type MEX- 3. Daarvoor is gebruik gemaakt van een ouder type WL-sensoren. De sensoren zijn geijkt met de bodernmonsters van Loswal Noord waaruit het zand verwijderd is. Het meetbereik ligt ongeveer tussen 10 en mg/i voor een korreldiameter van 10 pm. Door de lange meetperiode heeft de onderste sensor bij het meetpunt Indusbank-Noord last van een sterk nulpuntsverloop. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn in het datarapport verwerkt. De datafiles staan op een 5-tal diskettes en zijn in het bezit van R.Spanhoff. * Slibconcentraties en stroomsnelheden gemeten bij de bodem in de omgeving van Loswal Noord (metingen uitgevoerd in 1991 en 1992). P. Verlaan en R. Spanhoif; Oceanographic Company of the Netherlands (OCN). Metingen Op een 2-tal locaties nabij Loswal Noord zijn gedurende een maand continue troebelheidsmetingen verricht waarbij eens in de 5 â 10 minuten de troebelheid is gemeten Bij Indusbank-Noord hebben van t/m een 7-tal duurmetingen plaatsgevonden waarbij zowel de slibconcentratie als de stroomsnelheid en -richting is gemeten. De slibconcentratie is op 0.15m en 0.90m boven de bodem gemeten. De stroomsnelheid is alleen op 0.1 5m boven de bodem gemeten met uitzondering van 2 periodes waarbij geen stroommetingen zijn uitgevoerd. Bij Obstructie-boei hebben van t/m een 9-tal duurmetingen plaatsgevonden. De slibconcentratie is op 0.15m en 0.90m boven de bodem gemeten. De stroomsnelheid is alleen op 0.15m boven de bodem gemeten. In het rapport wordt per metingperiode aangegeven wanneer deze metingen hebben plaatsgevonden en wat de kwaliteit van de afzonderlijke metingen is. Instrumentarium Slibconcentraties worden gemeten met troebelheidssensoren van het type MEX-3. De sensoren zijn geijkt met de bodemmonsters van Loswal Noord waaruit het zand verwijderd is. Het meetbereik ligt ongeveer tussen 10 en 10,000 mg/1 voor een korreldiameter van 10 pm. Door de lange meetperiode wordt bij het meetpunt Indusbank-Noord het effect van nulpuntsverloop waargenomen. 10

19 Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn in het datarapport verwerkt. De datafiles staan op een aantal diskettes en zijn in het bezit van R.Spanhoff Nieuwe Waterweg * 1977 getij-, stroom-, zout-, sediment- en temperatuurmetingen op de Nieuwe Waterweg, de Nieuwe Maas en de Oude Maas; 10 en 11 september Nota Metingen Ter hoogte van kmr zijn o.a. slibconcentratie- en stroomsnelheids-metingen op 6 hoogtes boven de bodem (tot 1.0m boven de bodem). Elk half uur gedurende 13 uur is een bepaling gedaan. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn oorspronkelijk niet in de nota opgenomen, maar later zijn de sedimentmetingen alsnog in een extra bijlage gepresenteerd. Dataopslag is op univac-tape: BWDODZWTAPE*T A * 1979 getij-, stroom- en zoutmetingen in het Noordelijk Deltagebied in mei en september Nota Metingen In mei zijn slibconcentraties gemeten op een aantal dagen. Op 6 dieptes is elk half uur een meting gedaan gedurende 13 uur. Metingen hebben plaats-gevonden op Nieuwe Waterweg kmr 1029, Oude Maas knir 999 en kmr 979,5; Noord kmr 981,7 en kmr 990. Op 7 mei zijn bij kmr 1029, 999 en 990 simultaan slibconcentratie- en stroomsnelheidsmetingen verricht. Instumentarium Voor bij meetrapporten is niet opgenomen met welke instrumenten gemeten is omdat sedimentgegevens uiteindelijk niet in de rapporten zijn opgenomen. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn niet in een rapport opgenomen. Dataopslag is op univac-tape: BWDODZWTAPE*T BA 11

20 11.5 Zeegebied voor de monding van de Nieuwe Waterweg * 1977 Stroom-, zout-,sediment- en getijmeting Maasgeul. 18 oktober 1977 Metingen in een trog aan de rand van de Maasgeul, in het verlengde van de Noorderdam, op ±350m, is een verticaalmeting verricht. Tevens zijn 2km verderop, op 3 locaties in een raai haaks op de noordrand van de Maasgeul verticaalmetingen gedaan. Ieder half uur is een verticaalmeting verricht. Het slibgehalte in de trog, gemiddeld over de verticaal, bedroeg tijdens de meetduur minimaal 16 mg/1 en maximaal 54 mgfl. in de raai bedroeg het slibgehalte gemiddeld over de verticaal minimaal 10 mg/11 en maximaal 45 mg/1 Instrumentarium In het rapport wordt niets meegedeeld over de gebruikte instrumenten of werkrnethode. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn opgenomen in het rapport dat door de afdeling Hellevoetsluis is uitgebracht. Dit rapport is opgeslagen onder nummer 1599 in het Semistatisch Archief van Directie Zuid-Holland. * 1978 Stroom-, zout-, sediment-en getijmeting. Kustgebied zeerand Goeree - 's-gravenhage. 10 maart Metingen Aan weerszijde van de Eurogeul, op ± 13km afstand uit de kust bij de Maasvlakte, is tijdens een 13-uursmeting de stroomsnelheid en het slibgehalte in de verticaal bepaald. Ieder half uur is een verticaalmeting verricht. Het slibgehalte in het water, gemiddeld over de verticaal bedroeg tijdens de meetduur minimaal 16 mgll en maximaal 48 mgfl. Instrumentarium In het rapport wordt niets meegedeeld over de gebruikte instrumenten of werkmethode. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn opgenomen in het rapport dat door de afdeling Hellevoetsluis is uitgebracht. Dit rapport is opgeslagen onder nummer 1620 in het Semistatisch Archief van Directie Zuid-Holland. 12

21 * 1978 Metingen van de verticale verdeling van het zwevende stofgehalte in het zeegebied voor de monding van de Waterweg. Najaar Ir. W. Vlemmix Nota NZ-N (Directie Noordzee). Metingen Alleen zwevende stofgehalte is over de diepte gemeten. Daarbij werd de troebelheidssensor samen met een dieptesensor aan een vallichaam bevestigd, zodat via een 'vrije val' een meting over de gehele diepte verricht kon worden. De metingen zijn in een aantal raaien verdeeld over twee gebieden; de Maasgeul en nabij de Zuiderdam van de Maasviakte In de lengte-as van de Maasgeul en ten noorden en ten zuiden hiervan zijn in 3 evenwijdige raaien op 9 tot 11 punten meting over de gehele verticaal verricht. De raaien zijn achtereenvolgens doorgemeten waarbij het meetschip tussen de meetpunten op en neer voer. Op werd van laagwater (LW) tot hoogwater (HW) gemeten, op '78 werd van HW tot LW gemeten en op werd één getijfase van LW tot LW gemeten. Nabij de Zuiderdam van de Maasviakte zijn in 4 evenwijdige raaien, haaks op Maaswvlakte. op 8 tot 11 meetpunten metingen over de gehele verticaal verricht. Deze raaien zijn met hetzelfde principe meten als bij de Maasgeul. Deze raaien zijn op doorgemeten van HW tot LW. Tijdens de metingen van , en waren de weersomstandigheden nogal extreem met goifhoogtes van 2 tot 3,5m. Op waren de omstandigheden veel minder extreem. De goifhoogte bedroeg 1 1,5m. Tijdens de ruwweer perioden kan het slibgehalte aan de bodem oplopen tot een paar honderd mgjl. Instrumentarium Voor het meten van zwevende stof gehalte werd gebruik gemaakt van een Partech zwevende stofmeter. De Partech is geschikt voor het meten van zeer hoge concentraties, tot mg/1. Ook voor lage concentraties (<200 mg/l) bleek de Partech redelijk betrouwbaar te zijn. De Partech is geijkt met watermonsters uit de Maasmond waarvan het zwevende stofgehalte is bepaald. locatie meetgegevens De meetresultaten zijn alleen in het rapport verwerkt (Monding) Haringvliet * 1971 Haringvliet Stroom-, zout-, sediment- en getijmeting. Na de afsluiting van het Haringvliet. Metingen 10 maart 1971 zijn aan beide zijden op ±1300m afstand van de sluizen Slibconcentratie- en stroomsnelheidsmetingen verricht. Slibconcentratieverticalen zijn 13

22 gedurende 8 uur om het half uur gemeten. De sluizen waren gedurende de laatste 2 uur gesloten. Aan de landwaartse zijde van de sluis is het gemiddelde slibgehalte over de verticaal veel lager (maximaal ± lsmg!l) dan aan de zeewaartse zijde van de sluis (maximaal ± 45 mg/i). De afvoer bij Lobith bedroeg op m 3/s. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn opgenomen in het rapport dat door de afdeling Hellevoetsluis is uitgebracht. Dit rapport is opgeslagen onder nummer 923 in het Semistatisch Archief van Directie Zuid-Holland. * 1977 Haringvliet Stroom-, zout-, sediment- en getijmeting. Metingen Op 3 dagen in de maand februari 1977 zijn bij 3 raaien zowel de slibconcen-tratie als de stroomsnelheid verticalenmetingen gedaan. Gedurende 13 uur is elk half uur een meting verricht. De raaien liggen evenwijdig aan elkaar over de monding van het Haringvliet aan de zeewaanse zijde van de sluizen. Voor de raai die nabij de sluizen ligt (op ± 2,5km) is het maximum, voor het gemiddelde slibgehalte over de verticaal, lager (± 130 mgil) dan voor de raaien die verder zeewaarts liggen (± 230 mg/l). De afvoer bij Lobith was ten tijde van de meting van de raai nabij de sluizen ± 4500 m 3/s. Voor de twee overige raaien varieerde de afvoer bij Lobith van 2700 tot 4700 m 3/s. Instrumentarium In het rapport wordt niets meegedeeld over de gebruikte instrumenten of werkmethode. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn opgenomen in het rapport dat door de afdeling Hellevoetsluis is uitgebracht. Deze rapporten zijn opgeslagen onder nummer 1556, 1559 en 1567 in het Semistatisch Archief van Directie Zuid-Holland. * 1978 Haringvliet Stroom-, zout-, sediment- en getijmeting. Metingen Op 30 mei zijn bij twee raaien in de monding van het Haringvliet, zeewaarts van de sluizen, op 3 plaatsen per raai slibconcentratie- en stroomsnelheidsverticalen gemeten. Gedurende 13 uur is elk half uur een meting verricht. Twee dagen later is bij één raai op 4 plaatsen slibconcentratie- en stroomsnelheidsverticalen gemeten. Deze raai loopt van de zuidpunt van de Maasviakte tot aan de kop van Goerree. Het gemiddelde slibgehalte over de verticaal bedroeg maximaal 745 mg/1 en minimaal 20 mgfl. De afvoer bij Lobith bedroeg op m 3/s. Instrumentarium 14

23 in het rapport wordt niets meegedeeld over de gebruikte instrumenten of werkmethode. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn opgenomen in het rapport dat door de afdeling Hellevoetsluis is uitgebracht. Deze rapporten zijn opgeslagen onder nummer 1631 en 1632 in het Semistatisch Archief van Directie Zuid-Holland. * 1980 Haringvliet Stroom-, zout-, sediment- en getijmeting. Metingen Op 3 plaatsen in een raai zijn voor zowel de slibconcentratie als de stroomsnelheid verticalenmetingen gedaan. Gedurende 10 uur is elk half uur een meting verricht. Het gemiddelde slibgehalte over de verticaal bedroeg maximaal 746 mg/1 en minimaal 29 mgjl. De afvoer bij Lobith bedroeg ± 6700 m 3/s. Instrumentarium In het rapport wordt niets meegedeeld over de gebruikte instrumenten of werkmethode. Locatie meetgegevens De meetresultaten zijn opgenomen in het rapport dat door de afdeling Hellevoetsluis is uitgebracht. Deze rapporten zijn opgeslagen onder nummer 1678 en 1687 in het Semistatisch Archief van Directie Zuid-Holland. * 1994 Erosiebepalingen in het Haringvliet tijdens hoge afvoer (December 1993). H.Verbeek,B. Jansen & J.van Zetten (RIZA). Concept nota. Metingen Op is op een 5-tal locaties in het Haringvliet slibconcentraties en stroomsnelheden zijn op meerdere dieptes gemeten. De concentraties zwevende stof varieerden van 30 mgfl tot 80 â 100 mg!1. Tijdens de metingen bedroeg de afvoer van de Rijn bij Lobith stijgende van 7000 tot 9000m 3/s. Voorafgaand aan de meting is in oktober 1993 een bodembemonstering uitgevoerd. Instrumentarium Het zwevende stof is met een Mex-3 troebelheidsmeter bepaald en geijkt met watermonsters uit het meetgebied. Locatie meetgegevens In de concept nota zijn de concentratieverticalen voor zwevend stof opgenomen. 15

24 Deel 2: Slibtransportmechanismen in estuaria en de kustnabîje zone. III WATERBEWEGING Getij De beweging van zand is zeer sterk gekoppeld aan de stroomsnelheid. Als de stroom aantrekt, komt het zand in beweging. Zodra de stroom afneemt, komt zand snel tot rust. Beweging van slib is niet in die mate gekoppeld aan stroomsnelheid. Als de stroom afneemt, zullen slibdeeltjes veel langer in suspensie blijven voordat ze bezinken (Postma, 1961). Een belangrijk mechanisme dat van invloed is op het slibtransport is het getij. Zowel de transportrichting van een slibdeeltje als het volume slib dat getransporteerd wordt, is sterk afhankelijk van de asymmetrie van de eb-vloed beweging. Als een getijgolf van diep water een kustzone bereikt met kleinere waterdiepte, bijvoorbeeld vanuit de oceaan naar de ondiepere shelf, ondervindt deze getijgolf wrijving van de bodem. Het gevolg is dat de getijgolf zal vervormen. Op het moment dat een getijgolf vanaf diep water in ondiep water komt, is de maximale ebstroom groter dan de maximale vloedstroom. Als de getijgolf daarna een afstand, in de orde van grootte van een paar honderd kilometer, heeft afgelegd, is als gevolg van de bodemwrijving de maximale vloedstroom groter geworden dan de maximale ebstroom (Dronkers et al., 1990) (figuur 1). Als een getijgolf een estuarium binnendringt, wordt deze golf vervormd als gevolg van bodemwrijving, Dit effect is nog groter als een getijgolf vanuit diep water de ondiepere wateren van een kustzone bereikt. Dit is voornamelijk het gevolg van de kleinere waterdiepte in estuaria in vergelijking met een kustzone. Hierdoor neemt het effect van bodemwrijving toe. De vervorming van de getijgolf heeft in het algemeen tot gevolg dat de stroomsnelheden tijdens vloed groter zijn dan de stroomsnelheden bij eb. Het gevolg is dat er een netto landwaarts transport van deeltjes is. Onder bijzondere omstandigheden kan de morfologie aanleiding geven tot een grotere vervorming van de getijcurve met grotere maximale stroomsnelheden bij eb dan bij vloed (Dronkers, 1986). In een geschematiseerd langwerpig estuarium is tussen de stroomsnelheid (horizontale getij) en de waterstand (verticale getij) een faseverschil (Dronkers, 1986). Voor een lopende golf, zoals de getijgolf langs een kust, geldt dat er geen faseverschil is tussen stroomsnelheid en waterstand. Het al dan niet aanwezig zijn van een faseverschil stuurt de transportrichtirig van slibdeeltjes nabij de monding van een estuarium Dichtheidstroming Rivieren kunnen zowel via getijbekkens in zee uitstromen, alswel direct in zee uitmonden. In beide gevallen wordt zoet rivierwater geloosd in zout zeewater. Door deze uitstroom van zoet water met een kleiner dichtheid in het zoute water met een grotere dichtheid ontstaan twee waterlagen met verschillende dichtheden. Deze stratificatie kan worden gereduceerd als 16

25 de beide waterlagen met elkaar mengen. Als er sprake is van een gestratificeerd estuarium kan er een uitwisseling bestaan tussen beide waterlagen. In de onderste waterlaag dringt een zoutwatertong het estuarium binnen, indien het getij buiten beschouwing wordt gelaten stroomt de rivier over de zouttong in zeewaartse richting. Op het scheidingsviak ontstaan schuifspanningen golfjes die een kleine hoeveelheid zout water uit de onderste laag kunnen opnemen. Het zoete water wordt dus niet in de zouttong doorgemengd maar er vindt een opwaartse menging plaats. Het zoutwater dat wordt opgemengd wordt aangevuld door een instroom van nieuw zout water uit zee (figuur 2). Bij lage rivierafvoer kan de zouttong ver landinwaarts reiken. in de South West Pass van de Mississippi kan de zouttong zich tot meer dan 150 km uitstrekken. Als de rivierafvoer groot is kan de zouttong tot 1 km reiken (Dyer, 1990). in het geval van getijwerking zal door de heen en terug gaande beweging van de watermassa schuifspanning aan de bodem ontstaan. De turbulentie die hierdoor ontstaat vergroot de menging van de beide waterlagen. Niet alleen zoutwater wordt opgemengd met zoetwater, ook zoetwater wordt naar onder toe vermengd met de zouttong. Hierdoor wordt de zouttong verdund en ontstaat er een saliniteitsgradint naar het eind van het estuarium. Door de aanwezigheid van getij is de saliniteitsgradiënt van bij het scheidingsvlak van zoutwater met zoetwater minder abrupt dan zonder getijwerking. Een andere oorzaak voor dichtheidsgradiënten is verschil in temperatuur. Het uitstromend rivierwater heeft een andere temperatuur dan het zeewater. Hierdoor heeft het zeewater een andere dichtheid dan het uitstromende rivierwater. Door dit temperatuurverschil kan een dichtheidsgradiënt ontstaan. Op ieder lichaam dat zich op aarde verplaatst, werkt als gevolg van de draaiing van de aarde de Coriolis kracht. De Coriolis kracht heeft invloed op de windrichting, de richting van de door wind aangedreven stroming en de rivieruitstroom. Het effect van de Coriolis kracht op de door de wind aangedreven stromingen werkt tot in de diepere waterlagen door Golven Golven kunnen erosie bevorderen en depositie verhinderen. Door de orbitaalbeweging van de golven ontstaan nabij de bodem orbitaalsnelheden waardoor de totale schuifspanningen hoger zijn dan bij afwezigheid van orbitaalbewegingen. Slib kan eerder geërodeerd worden dan in een situatie waarbij de goifwerking minimaal is. Bij voldoende ondiep water kunnen bij de bodem drukfluctuaties ontstaan als gevolg van de golfwerking waardoor sediment wordt opgewoeld en makkelijker door de stroom kan worden opgenomen. Drukfluctuaties kunnen ook aanleiding geven tot verweking van het bodemmateriaal waardoor de kritische schuifspanning waarbij erosie kan optreden, afneemt. in hoofdstuk II wordt hierop verder ingegaan. Door de orbitaalbewegingen in de waterkolom wordt het water in beweging gehouden zodat slib moeilijker zal kunnen bezinken. 17

26 111.4 Windgedreven stroming Wind is naast de getijbeweging ook een belangrijke generator van stromingen (en daarmee samenhangend slibtransport). Grote variaties op de getijstroming op een tijdschaal van dagen tot weken worden veroorzaakt door wind (Visser et al., 1991; van der Giessen et al., 1992). Als de wind lang genoeg (dagen) uit één richting waait, varieert de stroomrichting over de diepte als gevolg van de Coriolie (figuur 3). Echter in de nabijheid van de kust in ondiep water wordt de Ekman spiraal vervormd als gevolg van dichtheidsgradiënten en drukgradinten door waterstandsverschillen (van Rijn, 1990). De koppeling tussen de stroomrichting nabij het oppervlak en nabij de bodem is volgens van der Giessen (1990) ook afhankelijk van de aanwezigheid of afwezigheid van stratificatie. Sterke aanlandige wind leidt tot een windgedreven stroming en een gradule verhoging van de waterstand in kustwaartse richting. Als gevolg van het toegenomen watervolume in kustwaartse richting kan een retourstroming bij de bodem in zeewaartse richting ontstaan. Bij aflandige wind is het proces omgekeerd en is de stroming aan het oppervlak zeewaarts en aan de bodem kustwaarts gericht Turbulentie Turbulentie bestaat uit een sterk variabel snelheidsveld in ruimte en in tijd dat met statistische methoden beschreven kan worden. Turbulentie ontstaat door interactie tussen stroomsnelheid, bodemruwheid en goifwerking Bij turbulente beweging verplaatsen tijdelijk min of meer samenhangende pakketjes vloeistof door het water. Deeltjes die in zo'n vloeistofpak.ketje zitten worden meegevoerd door het water. De turbulentie zorgt voor een netto opwaartse flux van slib indien de slibconcentratie exponentieel toeneemt met de diepte (een "uitgeza.kte slibverticaal'). De turbulentie flux is gelijk aan het product van de concentratie gradiënt en een diffusie coëfficient voor sediment K en kan geschreven worden als -}Ç(dc/dz) waarbij dc/dz de concentratieverandering over de diepte is. De verticale verdeling van het horizontale snelheidsveld wordt bepaald door de verticale turbulente viscositeit. Hierbij wordt impuls doorgegeven in verticale richting. Verticale verspreiding van massa wordt door de verticale turbulente diffusie teweeg gebracht. In een evenwichtssituatie is de flux voor bezinking van deeltjes gelijk aan de turbulentieflux. Dit kan geschreven worden als w,c = -IÇ(dc/dz) waarbij w, de vajsnelheid en Z de dieptegemiddelde concentratie is. Als de bezinkingflux aan de bodem groter is dan de turbulentieflux dan vindt sedimentatie plaats. Bij veel turbulentie is -K groot zodat de waterbewegin veel slib in suspensie kan houden. De verandering van de concentratie met de diepte geeft bij een evenwichtssituatie met turbulentie een steiler verloop van de concentratie verticaal dan bij afwezigheid van turbulentie. De turbulente energie is sterk variabel over de gehele waterdiepte. Turbulentie kan gedempt worden door een grote verticale dichtheidsgradiënt en door de aanwezigheid van hoge concentraties suspensief materiaal, zogenaamde slibdekens (Verlaan & Spanhoff, 1992; van Leussen, 1994). 18

27 IV SLIBUITWISSELING TUSSEN BODEM EN WATER IV. 1 Flocculatie Om deeltjes aan elkaar te binden moet aan twee voorwaarden voldaan zijn. (1) Er moeten processen zijn die deeltjes naar elkaar toe brengen. Flocculatie neemt toe met toenemende concentratie omdat de kans dat slibdeeltjes botsen en aan elkaar binden daarmee groter wordt. (2) De deeltjes moeten cohesief zijn zodat een deel van de botsingen in binding tussen de deeltjes resulteert. Slibdeeltjes hebben in het water een negatieve lading. Voordat de slibdeeeltjes aan elkaar binden, worden de krachten tussen de deeltjes beheerst door elektrostatische afstoting van ionen en aantrekkende Van der Waals krachten. De negatieve deeltjes worden omringt door een laag positieve zoutionen welke de elektrische dubbellaag wordt genoemd. Een toename van de concentratie positieve ionen in het water leidt tot een compressie van de dubbellaag. De aantrekkende krachten kunnen door deze diktevermindering groter worden dan de afstotende krachten. Een botsing tussen deeltjes bij hogere saliniteit zal daardoor eerder tot de vorming van een vlok leiden. Indien het saliniteitsgehalte van het water voldoende hoog is (1-7 O/) heeft de aantrekkende kracht de overhand en treedt flocculatie op (Van Leussen, 1988). Slibdeeltjes kunnen aan elkaar gebonden worden door micro-organismen. Bacteriën, algen en zoöplankton produceren polymeren die de slibdeeltjes als het ware aan elkaar plakken (Van Leussen, 1988; Eisma et al., 1982). De polymeren, ondermeer polysacchariden, kunnen in zout milieu oplossen. Dit kan de mate van flocculatie beïnvloeden. In de literatuur is nog onduidelijkheid over het belang van flocculatie door zout in estuaria. In de klassieke theorie wordt ervan uitgegaan dat verspreid fijn sediment in zoetwater gaat samenklonteren als het in zoutwater komt. Eisma et al. (1980) heeft echter aanwijzingen dat flocculatie ten gevolge van saliniteit geen belangrijke factor is. In tabel II is een overzicht weergegeven over het belang van flocculatie voor de vaisnelheid in de literatuur. Als de slibaggregaten te groot worden, kunnen deze afgebroken worden doordat zij met elkaar in botsing komen of doordat de turbulentie te groot wordt. Turbulentiewervels met een kleinere straal dan het slibaggregaat veroorzaken een drukverschil aan beide zijden van het aggregaat waardoor deze doormidden breekt en uit elkaar valt (van Leussen, 1988). 19