Verzilting door verdieping Nieuwe Waterweg en Botlek

Transcriptie

1 Verzilting door verdieping Nieuwe Waterweg en Botlek Deelonderzoek MER Havenbedrijf Rotterdam Eindrapport HydroLogic BV Postbus CD Amersfoort hydrologic.nl P716 december 2015

2 Inhoud Lijst met afkortingen Inleiding Context van dit onderzoek Historie en omschrijving van de ingreep Aanpak Leeswijzer 4 2 Systeemanalyse Inleiding Dominante factoren verzilting Getijde Rivierafvoer van de Rijn Waterverdeling over de rivierarmen Wind (opwaaiing, afwaaiing en menging) Zoetwateronttrekkingen uit het systeem Verzilting in de Rijn-Maasmonding Deelsystemen en stakeholders Inleiding Waterschap Hollandse Delta Hoogheemraadschap van Rijnland Hoogheemraadschap van Delfland Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden Waterschap Rivierenland Drinkwaterbedrijven Natuur Synthese 22 3 Beoordelingskader Inleiding Gebruiksfuncties Oppervlaktewaterkwaliteit (KRW normen) Grondwaterkwaliteit (KRW normen) Drinkwater Productie en proceswater Landbouw Natura Inlaat regionale watersystemen 29 4 Onderzoeksmethode Inleiding Benodigde informatie voor het beoordelingskader 30 hydrologic.nl i

3 4.3 Modelonderzoek Effectbepaling verdieping conform beoordelingskader Aanvullende analyses Modelverificatie NDB en gevoeligheidsanalyse Aanpak en (modelleer)uitgangspunten Aanpak Uitgangspunten Autonome ontwikkelingen en klimaat 39 5 Resultaten Inleiding Referentiesituatie (huidig klimaat) Effect verdieping op deelsystemen Effect verdieping op gebruiksfuncties Beoordelingskader Doorkijk 2050 situatie Effect mitigerende maatregelen Brongerichte mitigerende maatregelen Effectgerichte maatregelen 68 6 Discussie en gevoeligheidsanalyse Inleiding Verificatie modellen en collegiale modeltoets (OSR en NDB) Gevoeligheidsanalyse Effecten bovengrens verzilting (verdieping tot -17 m NAP) Gevoeligheidsanalyse modelparameters Gevoeligheidsanalyse inzetcriteria KWA Toepassing datagebaseerde methoden Meetreeks Neuraal netwerk Vergelijking stresstest Discussie Monitoring 81 7 Conclusies Referenties Bijlage A Werking van de Hollandse IJssel Bijlage B Toelichting Verdringingsreeks B.1 Inleiding verdringingsreeks 86 B.2 Achtergrond verdringingsreeks 86 B.3 Toelichting op de verdringingsreeks 86 B.3.1 Categorie 1. Waterveiligheid en het voorkomen van onomkeerbare schade 87 B.3.2 Categorie 2. Nutsvoorzieningen 87 hydrologic.nl ii

4 B.3.3 Categorie 3. Kleinschalig hoogwaardig gebruik 87 B.3.4 Categorie 4. Overige behoeften 87 Bijlage C Toelichting Kleinschalige Water Aanvoer C.1 Totstandkoming huidige KWA 88 C.2 Fasering uitbreiding KWA 90 Bijlage D Modelverificatie NDB D.1 Modelverificatie 92 D.1.1 Vergelijking van het NDB met OSR en metingen 92 D.1.2 Vergelijking van het NDB met metingen 98 D.2 Gevoeligheidsanalyse NDB model 101 D.3 Vergelijking NDB met OSR (verdieping) 103 D.4 Conclusie modelverificatie 105 Bijlage E Gevoeligheidsanalyse KWA Bijlage F Verslag Bespreking Stresstest vs. Verdieping F.1 Inleiding 108 F.2 Verschillen Stresstest en MER analyse mbt inzet KWA 109 F.3 Conclusie 110 Bijlage G Verslagen expert meetings , HydroLogic BV. Het auteursrecht op dit document berust bij HydroLogic BV. Het is niet toegestaan dit document aan derden ter beschikking te stellen of delen van de tekst te gebruiken zonder schriftelijke toestemming van HydroLogic BV. hydrologic.nl iii

5 Lijst met afkortingen ARK: Amsterdam-Rijnkanaal BBM: Bernisse / Brielse Meer BPRW: Beheer en ontwikkelplan Rijkswateren BK: Beoordelingskader BKMW: Besluit kwaliteitseisen en monitoring water DPZW: Deltaprogramma Zoetwater HbR: Havenbedrijf Rotterdam HDSR: Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden HHRL: Hoogheemraadschap van Rijnland HHSK: Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard HHDL: Hoogheemraadschap van Delfland HIJ: Hollandsche IJssel KRW: Kaderrichtlijn Water KWA: Kleinschalige wateraanvoervoorzieningen voor Midden-Holland KWA+: Uitbreiding van de capaciteit van de bestaande kleinschalige wateraanvoervoorzieningen voor Midden-Holland NDB: Noordelijk Deltabekken Model (Sobek 1D model) NGD: Nautisch Gegarandeerde Diepte NWW: Nieuwe Waterweg NZK: Noordzeekanaal MER: Milieu effectrapportage OSR: Operationeel Stromingsmodel Rotterdam (Triwaq 3D model) OW: Ontgrondingenwet RMM: Rijn-Maasmonding VZM: Volkerak Zoommeer WARM studie: Studie naar Wateraanvoer regio Midden-West Nederland WHD: Waterschap Hollandse Delta WSRL: Waterschap Rivierenland hydrologic.nl 1

6 1 Inleiding 1.1 Context van dit onderzoek Het Havenbedrijf Rotterdam N.V. is voornemens de Nieuwe Waterweg en de havens Botlek en Vondelingenplaat te verdiepen om de nautische bereikbaarheid te verbeteren. Voor de verdieping is een vergunning benodigd in het kader van de Ontgrondingenwet (OW), vanwege de omvang van de ontgronding. Voor de besluitvorming over de OW-vergunning dient een milieueffectrapport (MER) te worden opgesteld. Verzilting is van oudsher een belangrijk aandachtspunt in de Rijn-Maasmonding. In de MER dienen daarom o.a. de effecten van de verdieping (alleen en in combinatie met andere voorziene initiatieven) inzichtelijk te worden gemaakt. Het betreft de effecten op de zoutindringing in het hoofdwatersysteem en de daardoor beïnvloede regionale watersystemen, inclusief de afgeleide effecten hiervan op gebruiksfuncties en eventueel daarvoor mogelijke mitigerende maatregelen. Naast de effecten van zoutindringing worden er binnen de MER ook andere deelonderzoeken zoals morfologie uitgevoerd. Belangrijke aandachtspunten hierbij zijn: Inzicht in een eventuele toename van de frequentie en duur van innamestops van water naar het achterliggende poldergebied. Inzicht in de verhoging van het chloridegehalte. In dit document wordt o.a. op basis van eerder onderzoek een analyse van het zoet-zout systeem in de Rijn-Maasmonding gegeven. Daarnaast wordt en het beoordelingskader voor de voorgenomen ingreep en de wijze van effectbepaling van de verdieping van de Nieuwe Waterweg met betrekking tot verzilting beschreven. Vervolgens worden de effecten van de verdieping via het beoordelingskader gekwantificeerd en bediscussieerd. Het rapport wordt afgesloten met een aantal conclusies over de impact van de verdieping op de waterbeschikbaarheid in de Rijn-Maasmonding. 1.2 Historie en omschrijving van de ingreep De Rijn-Maas Monding (RMM) heeft in de vorige eeuw verschillende veranderingen ondergaan. De afsluiting van het Haringvliet in 1970 is hiervan de meest ingrijpende maatregel. Door de afsluiting verdween de invloed van het zoute water in het Haringvliet en veranderden de getijdestromen. Ook de ontwikkeling van het Rotterdamse havengebied heeft een grote invloed gehad op de zoet-zout overgang in de Nieuwe Waterweg, bijvoorbeeld door de aanleg/verdieping van de Nieuwe Waterweg, aanleg en aanpassingen van de havenbekkens, eerste en tweede Maasvlakte, en de trapjeslijn. Mede als gevolg hiervan zijn de zoetwater innamepunten in de loop der tijd oostwaarts verplaatst. Via de trapjeslijn is gepoogd de zoutindringing te verminderen. hydrologic.nl 2

7 In de Rijn-Maasmonding zorgt dichtheidsstroming voor een groot deel van de zoutinstroom. Dit proces genereert een sterke gelaagdheid en een stevige gravitatiecirculatie. Een krachtige menging zorgt voor een minder sterke gelaagdheid en als gevolg daarvan voor een minder sterke zoutinstroom. Menging treedt onder meer op als gevolg van getijde, faseverschil bij samenkomst Oude en Nieuwe Maas, wind, scheepvaart en interactie tussen havenbekkens en de rivier. Daarbij kunnen de havenbekkens ook als zoutvang fungeren. De voorgenomen verdieping (Figuur 1) betreft een verlaging van de Nautisch Gegarandeerde Diepte (NGD) op de Nieuwe Waterweg, Scheur en Nieuwe Maas van de huidige - 15,0 m NAP (tussen Maasgeul en Botlek) respectievelijk -14,5 m NAP (tussen Botlek en Beneluxtunnel) naar een NGD van gemiddeld -16,3 m NAP. Daarnaast betreft de voorgenomen verdieping ook een deel van de Botlekhavens en de 2 e Petroleumhaven (Pernis). De verdieping zal gefaseerd worden uitgevoerd, waarbij een deel van de havenbekkens (met rood omlijnd in onderstaande figuur) en verdieping van ligplaatsen later in de tijd (maar wel voor 2025, het zichtjaar van de MER) zal worden uitgevoerd. Het totale baggervolume bedraagt: ca. 4 Mm 3 op de rivier en ca. 2,7 Mm 3 in de havenbekkens. Figuur 1. Indicatie te verdiepen gedeelten NWW (incl Botlek) (De kleurcodes geel tot rood staan voor te ontgronden, groen hoeft niet verwijderd te worden). hydrologic.nl 3

8 1.3 Aanpak Op basis van een systeemanalyse is de werking van het watersysteem van de Rijn-Maasmonding uitgewerkt en zijn de relevante verziltingsmechanismen toegelicht. Zodoende is het wateraanbod onder verschillende omstandigheden in kaart gebracht en is voor de deelsystemen bepaald welke verziltingsmechanismen invloedrijk zijn. Vervolgens is een beschrijving gegeven van de deelsystemen en stakeholders (waterschappen, drinkwaterbedrijven, natuur en overige gebruikers) om de watervraag inzichtelijk te maken. Hierbij is in overleg met de stakeholders de watervraag uitgewerkt met de eisen die daarbij worden gesteld aan de kwaliteit van de zoetwatervoorziening (met betrekking tot het chloridegehalte). Zodoende is een overzicht verkregen van de inlaatpunten en zijn per stakeholder de lokale aandachtspunten met betrekking tot verzilting geïdentificeerd. Deze analyse vormt de basis voor de vervaardiging van een beoordelingskader waarmee de effecten van de verdieping inzichtelijk kunnen worden gemaakt. In dit beoordelingskader zijn de inlaatpunten opgenomen en is per inlaatpunt aangegeven op welke wijze de effecten van de verdieping zijn getoetst. De wijze van toetsen varieert per gebruiksfunctie. In sommige situaties dient te worden bepaald of een (halfjaar)gemiddelde waarde wordt overschreden, terwijl op andere locaties moet worden getoetst op de frequentie en duur waarmee een bepaalde (grens)waarde wordt overschreden. 1.4 Leeswijzer In hoofdstuk 2 is de systeemanalyse gegeven waarin het watersysteem van de Rijn-Maasmonding is beschreven en een overzicht is gegeven van de stakeholders (overzicht van het wateraanbod en de watervraag). Vervolgens is in hoofdstuk 3 het beoordelingskader gegeven waarmee het effect van de verdieping inzichtelijk is gemaakt. In hoofdstuk 4 is de onderzoeksmethode toegelicht, waarvan in hoofdstuk 5 de resultaten zijn gegeven. In hoofdstuk 6 is een beschouwing gegeven van de onzekerheden van de analyse. Tot slot zijn in hoofdstuk 7 de conclusies beschreven. hydrologic.nl 4

9 2 Systeemanalyse 2.1 Inleiding Het indringen van zout is een natuurlijk proces in een estuarium; een gebied dat onder invloed staat van getijdenwerking (eb en vloed) en waar menging van zout water (afkomstig van de zee) met zoetwater (afkomstig van de rivier) plaatsvindt. De Rijn-Maasmonding is zo n estuarium (Figuur 2). ARK Nieuwe Waterweg Hollandsche IJssel Brielse Meer Nieuwe Maas Lek Spui Oude Maas Noord Alblasserwaard Merwede Waal Haringvliet Dordtsche Kil Nieuwe Merwede Hollands Diep Bergsche Maas Figuur 2. Overzichtskaart. De zoutindringing is een dynamisch proces dat sterk varieert in ruimte en tijd en een samenspel is van verschillende factoren. Op dagelijkse basis zorgt de getijdecyclus voor het in- en uitstromen van zout zeewater, waarbij het zwaardere zoute water vooral via de bodem langzaam het systeem binnendringt (zouttong). De mate van zoutindringing hangt samen met de geometrie en de tegendruk door bovenstroomse aanvoer van zoetwater. Na verloop van tijd stelt zich een dynamisch evenwicht in tussen zee (getijde) en rivier (afvoer). In de praktijk doet een echte evenwichtstoestand zich niet voor omdat er vrijwel nooit voldoende lang sprake is van een stabiele afvoer en aanvoer. Het systeem beweegt daarom mee met korter en langer durende fluctuaties in rivierafvoer, getijde en wind en is steeds onderweg naar een evenwicht zonder dit te bereiken. Ook het menselijk gebruik beïnvloedt het verziltingsproces: naast het vaarwegbeheer wordt bijvoorbeeld de verzilting van de Hollandsche IJssel mede bepaald door de regionale onttrekkingen uit het systeem. hydrologic.nl 5

10 2.2 Dominante factoren verzilting De indringing van zout water is een complex samenspel van voornamelijk vijf factoren: Getijde; Rivierafvoer van de Rijn; Waterverdeling over de rivierarmen; Wind (opwaaiing/afwaaiing); Uitwisseling met de regionale watersystemen, die lozen op en onttrekken uit het hoofdwatersysteem in de Rijn-Maasmonding (secundair proces) (Figuur 3). Figuur 3. Het systeem van de Rijnmaas-monding met de stuurknoppen in het HWS en een deel van de onttrekkingen voor de regionale watersystemen Getijde Het indringen van zout is het gevolg van dichtheidsverschillen tussen zoet- en zout water en de instroming van zeewater bij vloed. De zeewaterstand fluctueert door het getijde; bij vloed stroomt zout water het estuarium in, terwijl bij eb zoet en zout water weer naar zee stroomt. Bij een open rivierarm als de Nieuwe Waterweg, die direct in zee uitmondt, kan het zoute water op natuurlijke wijze de riviermonding binnen dringen, afhankelijk van de tegendruk van het zoete rivierwater. De zoutindringing betreft een complex proces waarbij het precieze effect afhankelijk is van de getijfase (springtij/doodtij) en bovendien varieert over de waterkolom; de effecten zijn in de bovenste laag van de waterkolom niet hetzelfde als in de onderste laag van de waterkolom. Mengingsprocessen zijn dynamisch in de tijd en zorgen voor een afname van de gelaagdheid, wat leidt tot een vermindering van de dichtheidstroming. hydrologic.nl 6

11 2.2.2 Rivierafvoer van de Rijn In een groot deel van het systeem treedt verzilting pas op wanneer de aanvoer vanuit de grote rivieren te laag wordt om over het gehele profiel voldoende tegenwicht te bieden aan het zoute water. De indringing van het zout bij vloed wordt dan onvoldoende gecompenseerd bij eb waardoor bij elke getijdebeweging de zouttong een stukje verder landinwaarts beweegt, richting een evenwicht tussen zee en rivier. Hoewel de verziltingsproblematiek een complex samenspel van processen is, is de rivierafvoer een drijvende kracht die in vrijwel het gehele systeem grote invloed op de mate van verzilting heeft. Pas bij lage rivierafvoeren dringt het zout zover landinwaarts dat het water ter hoogte van meer bovenstrooms gelegen onttrekkingslocaties verzilt Waterverdeling over de rivierarmen De waterverdeling over de rivierarmen is vanzelfsprekend van groot belang, maar grotendeels vastgelegd (en dus niet stuurbaar) in de morfologie en geometrie van de rivieren. Zo is de waterverdeling tussen de IJssel/Waal en de Nederrijn bij een lage afvoer (<1200 m 3 /s) nauwelijks stuurbaar; de Haringvlietsluizen zijn gesloten bij een afvoer onder de 1500 m 3 /s. Het merendeel van het Rijnwater stroomt via de Waal naar Rotterdam (Figuur 4). Bij Rotterdam stroomt het water via de Oude (2/3) en Nieuwe Maas (1/3) naar de Nieuwe Waterweg. Zoals in Figuur 4 is aangegeven stroomt er bij lage rivierafvoeren nauwelijks water via het Haringvliet naar zee. Figuur 4: Schematische weergave van de waterverdeling in midden-west Nederland inclusief onderzoeksgebied ten tijde van zeer lage afvoer. Een groot deel van de 800 m 3 /s Rijnafvoer stroomt via de Waal naar Rotterdam toe. Een deel van de Rijnafvoer stroomt via de IJssel naar het IJsselmeer en een kleiner deel wordt onderweg uit de Waal, Nederrijn, Lek en ARK onttrokken. hydrologic.nl 7

12 2.2.4 Wind (opwaaiing, afwaaiing en menging) Aanlandige wind zorgt voor een tijdelijke opzet van de buitenwaterstanden waardoor in korte tijd meer zeewater verder het estuarium instroomt. Hetzelfde proces treedt op bij afwaaiing als gevolg van aflandige wind. Na het veranderen van de windrichting stijgt het water in korte tijd (1 getijdecyclus) naar het oorspronkelijke niveau. Bij niet al te hoge rivierafvoeren wordt het estuarium voor een deel opgevuld met zout zeewater. Naast op- en afwaaiing zorgt wind voor turbulentie en menging in de verticaal. De invloed hiervan hangt af van de waterdiepte en is vooral nabij het oppervlak groot. Bij achterwaartse verzilting van het Haringvliet draagt wind bijvoorbeeld bij aan een snellere menging van het zout. Bij rustige omstandigheden zakt het zoute water naar de bodem en verzamelt zich in lokale diepten Zoetwateronttrekkingen uit het systeem Zoetwateronttrekkingen leiden tot een afname van de rivierafvoer (en minder tegendruk) en bij dode zeearmen zoals de Hollandsche IJssel tot een snellere zoutindringing: het zoute water bij de monding wordt als het ware de rivierarm opgetrokken. In de RMM wordt op diverse locaties zoetwater aan het systeem onttrokken voor diverse doeleinden. 2.3 Verzilting in de Rijn-Maasmonding In deze paragraaf wordt op hoofdlijnen een beschrijving gegeven van de systeemwerking van de Rijn-Maasmonding, waarbij voor de belangrijkste deelsystemen een toelichting is gegeven op (de samenhang van) relevante verziltingsprocessen. Figuur 5: Schematische weergave van het systeem bij een lage afvoer en droogte. De getoonde debieten (en lijndikte van de rivieren) zijn indicatief voor de waterverdeling bij een zeer lage Rijnafvoer van 800 m 3 /s (waarvan circa 620 m 3 /s op de Waal benedenstrooms van Tiel resteert), evenals de locatie van het zoutfront op de Nieuwe en Oude Maas (rode haken). Tevens zijn de belangrijkste onttrekkingslocaties gegeven voor de regionale watersystemen, drinkwater en industrie. hydrologic.nl 8

13 In Figuur 5 wordt het systeem schematisch weergegeven ten tijde van droogte en lage afvoer. De van de Waal afkomstige afvoer wordt bij Dordrecht verdeeld over de Oude Maas en Noord/Nieuwe Maas, terwijl er via de Lek nauwelijks water naar Rotterdam toe stroomt. Omdat er meer water via de Oude Maas naar de Nieuwe Waterweg stroomt, komt de zouttong op de Oude Maas minder ver dan op de Nieuwe Maas. Belangrijk is om te beseffen dat dit geen keuze is, maar simpelweg hoe het systeem morfologisch en hydraulisch functioneert. Wel heeft deze natuurlijke verdeling invloed op de gevoeligheid van de noord- en zuidrand voor verzilting. De Hollandse IJssel De Hollandsche IJssel (HIJ) loopt over een traject van circa 20 kilometer van Gouda naar Krimpen aan de IJssel. Daar staat deze in open verbinding met de Nieuwe Maas, waardoor de HIJ als een getijderivier wordt geclassificeerd. Elke getijdecyclus stroomt er bij opkomend tij water van de Nieuwe Maas de HIJ in, dat bij afnemend tij weer terugstroomt. Op het moment dat de Nieuwe Maas ter hoogte van de monding van de HIJ verzilt is, stroomt dit verzilte water de Hollandsche IJssel op. Door menging stroomt niet al het verzilte water terug bij terugtrekkend tij. Hierdoor blijft er zout achter in de HIJ, dat zich langzaam verplaatst in bovenstroomse richting. Dit is een natuurlijk, relatief traag verlopend proces (dispersie). Vanuit de HIJ wordt bij droogte water onttrokken door de aanliggende regionale waterbeheerders (Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard (HHSK), Hoogheemraadschap de Stichtse Rijnlanden (HDSR), Hoogheemraadschap van Rijnland HHRL)). Deze onttrekkingen zorgen voor een aanvullend advectief transport van zout in bovenstroomse richting. Zonder regionale onttrekkingen, dus alleen als gevolg van dispersieve processen raakt de Hollandsche IJssel in circa 1-2 maanden verzilt, afhankelijk van de mate waarin de monding van de Hollandsche IJssel is verzilt. Bij een daggemiddelde onttrekking van 20 m 3 /s bij Gouda (in de praktijk meestal lager) voltrekt de verzilting zich in slechts enkele dagen, ervan uitgaande dat de monding gedurende de gehele getijdecyclus verzilt is. In Bijlage A is een nadere toelichting gegeven op de verzilting van de Hollandse IJssel. De Lek en de Noord In de huidige praktijk is alleen het benedenstroomse deel van de Lek (Kinderdijk) enigszins gevoelig voor verzilting, verder bovenstrooms heeft zich nog geen verzilting voor gedaan. Bij langdurig zeer lage rivierafvoeren in combinatie met wind is een verdere verzilting van de Lek mogelijk. Oeverinfiltratie voor drinkwater vindt plaats langs de Lek en de Noord. Ook de Noord verzilt pas bij lage rivierafvoeren en dan veelal alleen een deel van de getijdecyclus; bij eb zakken de zoutconcentraties weer snel terug naar de achtergrondwaarde. hydrologic.nl 9

14 Bernisse en Brielse Meer De industrie in het havengebied onttrekt zoet water uit het Brielse Meer, waarvan de aanvoerroute (via de Bernisse uit het Spui) alleen onder specifieke stormomstandigheden tijdelijk verzilt via de zogenaamde achterwaartse verzilting : door flinke windopzet dringt het zeewater zo ver door in de Rijn-Maasmonding, dat zout water via de Oude Maas naar het Spui stroomt. In extreme gevallen (combinatie van hevige en langdurige storm en lage rivierafvoer) kan zout water via het Spui en de Dordtse Kil zelfs het Haringvliet en Hollandsch Diep bereiken, waarna vanuit het Haringvliet langdurige nalevering plaats kan vinden aan het Spui indien de rivierafvoer zodanig laag is dat het Haringvliet niet kan worden doorgespoeld. Zoutlek Op enkele locaties kan er sprake zijn van een zoutlek bij een schutsluis die het hoofdwatersysteem met het regionale watersysteem verbindt. De mate waarin dit speelt is afhankelijk van de locatie, de grootte van de sluis en de intensiteit van de scheepvaart. Vooral bij de Parksluizen - die de Schie met de Nieuwe Maas verbinden - is dit aspect relevant. Dit zoutlek wordt gemitigeerd via doorspoeling (uitslaan van zout water uit de Coolhaven naar de Nieuwe Maas) waarbij in ieder geval dient te worden voorkomen dat de zoetwaterdoorvoer via de Bergsluis naar Schieland verzilt. Verziltingstypes In het onderzoeksgebied zijn globaal 3 verziltingtypes te onderscheiden, die verschillen in aard, omvang (duur) en oorzaak (zie de eerder genoemde factoren in par. 2.2) van de verzilting: Type A: Nieuwe Maas/Noord (gedomineerd door de Rijnafvoer). Rivierafvoergedreven verzilting. Variaties in getijde en wind hebben effect maar worden redelijk snel geneutraliseerd door continue doorstroming van riviertakken met honderden kubieke meters zoet water. Verzilting is hier vrij direct gekoppeld met de rivierafvoer. Type B: Hollandsche IJssel (gedomineerd door de Rijnafvoer, mate van zoetwateronttrekking en gekenmerkt door het dode riviertak karakter). Rivierafvoergedreven verzilting monding HIJ i.c.m. zoetwateronttrekking HIJ (Gouda, Waaiersluis, Snelle Sluis) en het ontbreken van doorspoeling door het dode rivierarm karakter. Zout dat in droge perioden eenmaal op de HIJ is, is moeilijk weg te krijgen. Verzilting heeft een langdurig karakter; deze kan enige tijd voortduren terwijl de rivierafvoer al toeneemt. Type B : Lek (vergelijkbaar met HIJ, maar ligt verder bovenstrooms en is daarom minder gevoelig voor verzilting). In droge perioden is er weinig afvoer, maar via Hagestein bestaat wel de mogelijkheid om door te spoelen. Dit systeem is daardoor robuuster dan de Hollandsche IJssel en in de praktijk nog nooit vergaand verzilt. hydrologic.nl 10

15 Type C: verzilting gedomineerd door wind, locatie Bernisse. Door flinke windopzet (i.c.m. niet al te hoge rivierafvoeren) kan het Spui (en eventueel de Dordtse Kil) achterwaarts verzilten. De windopzet is normaal gesproken echter van korte duur (hooguit twee getijden) waarna het Spui in korte tijd weer zoet spoelt. Type C + : Bernisse/Haringvliet (gedomineerd door wind en (in mindere mate) lage Rijnafvoer). Een zeer hevige storm die minimaal twee getijdecycli voortduurt, kan bij lage Rijnafvoer tot een extreme vorm van achterwaartse verzilting leiden. Hierbij stroomt zout water via het Spui het Haringvliet en via de Dordtse Kil het Hollandsch Diep op, waarna vanuit het Haringvliet langdurige nalevering plaatsvindt aan het Spui, indien de rivierafvoer zodanig laag is dat het Haringvliet niet kan worden doorgespoeld. Hierdoor kan een van origine kortdurend fenomeen leiden tot een langer durende situatie. Hoewel er bij deze extreme vorm van achterwaartse verzilting grote hoeveelheden zout water het Haringvliet opstromen, zorgt het enorme volume Haringvliet water bij voldoende turbulentie door wind al snel voor verdunning. Zo was enige dagen na de Sinterklaasstorm in 2013 het chloridegehalte in het Haringvliet al teruggezakt naar circa 150 mg/l, waardoor de achterwaartse verzilting in deze situatie beperkt effect had voor BBM. Ook heeft verzilting van het Haringvliet zich tot nog toe alleen in herfst/winter voorgedaan. 2.4 Deelsystemen en stakeholders Inleiding In voorgaande paragrafen is het systeem op hoofdlijnen beschreven, primair vanuit de fysische werking van de processen. Hierin komen de fysische grenzen van de beschikbaarheid van zoetwater tot uiting (de aanbodkant). In deze paragraaf wordt vanuit een ander perspectief naar het verziltingsvraagstuk gekeken, namelijk de vraagkant. Welke zoetwatervraag volgt uit welk belang en in hoeverre wordt hierin voorzien. Uit de fysische systeembeschrijving van voorgaande paragraafvolgen drie typen verzilting: Type A: Nieuwe Maas / Noord. Type B: Hollandsche IJssel (en Type B Lek). Type C: Brielse Meer/Bernisse (Type C+ indien nalevering uit Haringvliet). Deze drie typen kunnen worden gelinkt aan de verschillende belangen van de waterschappen, de drinkwaterbedrijven, natuur (wordt behandeld in Ref. 2) en industrie. In het overig deel van dit hoofdstuk wordt kort ingezoomd op elk van deze belangen, te weten: Waterschap Hollandse Delta Type C en C+ (achterwaartse verzilting, Bernisse). Hoogheemraadschap van Delfland Type A (Parksluizen), Type C/C+ (Brielse Meerleiding) en Type B (inzet KWA). Hoogheemraadschap van Schieland en Krimpenerwaard Type A (Boerengat), Type B (Snelle Sluis, KWA) en Type B (Krimpenerwaard vanuit Lek). Hoogheemraadschap van Rijnland Type B (Gouda, KWA). Hoogheemraadschap de Stichtse Rijnlanden Type B (Waaiersluis, KWA). Waterschap Rivierenland Type B (Kinderdijk) Drinkwater Type A (Ridderkerk/Noord) en Type B (Bergambacht/Lek) hydrologic.nl 11

16 Industrie - Type A corrosie gevoelige constructies havenbekkens en Type C/C+ (Brielse meer). In het beoordelingskader (hoofdstuk 3) worden de aan de stakeholders gekoppelde grenswaarden/toetswaarden per locatie geëxpliciteerd. In de volgende paragrafen is per stakeholder een kwalitatieve beschrijving gegeven Waterschap Hollandse Delta De deelsystemen van Hollandse Delta zijn gelegen in de Rijn-Maasmonding en laten via vele inlaten water uit het hoofdwatersysteem in voor verschillende gebruiksfuncties. De grootste van deze inlaten is de Inlaat Bernisse die het Brielse Meer vanuit het Spui van water voorziet (1 in Figuur 3, pag. 6), daarnaast zijn er vele kleinere inlaten in het gebied aanwezig. ARK Nieuwe Waterweg Hollandsche IJssel Brielse Meer Nieuwe Maas Lek Spui Oude Maas Noord Merwede Waal Haringvliet Dordtsche Kil Nieuwe Merwede Bergsche Maas Hollands Diep Volkerak- Zoommeer Figuur 6. Overzichtskaart van de wateren van waaruit Hollandse Delta zoetwater onttrekt. Vanwege de grote hoeveelheid zijn niet alle inlaten afzonderlijk weergegeven. Voor het waterschap is het Brielse Meer één van de belangrijkste bronnen van zoetwater, die in enige mate gevoelig is voor verzilting. WHD is verantwoordelijk voor de waterhuishouding van de Bernisse en het Brielse Meer en levert het water aan andere gebruikers door. Voor de verdeling van water wordt -uitgaande van een theoretische maximale inlaatcapaciteit van 23 m 3 /s uit de Bernisse- de volgende verdeelsleutel aangehouden (Ref. 22): 11/23 van de beschikbare hoeveelheid water komt ten goede aan het Havenbedrijf, dat de bevoegdheid heeft om dit water te (doen) distribueren voor door het Havenbedrijf hydrologic.nl 12

17 te bepalen doeleinden. Evides voert in opdracht van het Havenbedrijf de onttrekking en het transport uit. 7/23 deel van deze hoeveelheid komt ten goede aan WHD. 4/23 deel van deze hoeveelheid komt ten goede aan het HHDL. 1/23 is beschikbaar voor verdamping. Het inlaatdebiet varieert in werkelijkheid sterk door het jaar heen, waarbij uit metingen is gebleken dat het debiet het grootste deel van de tijd onder de het theoretisch maximum ligt. Navraag bij het waterschap en analyse van metingen in eerder onderzoek (Ref. 7) leert dat de aanvoercapaciteit vanuit het Spui groter is dan de gecombineerde piekwatervraag. Een belangrijke reden hiervoor is dat de industrie niet de hoeveelheid water onttrekt waar ze recht op heeft. Evides verbruikt gemiddeld 1 tot 2 m 3 /s van de 11 waar ze recht op heeft. Wanneer het Spui verzilt, wordt de zoetwateraanvoer naar het Brielse Meer (vanuit Bernisse) tijdelijk gestopt. In geval van maximaal gebruik van de zoetwatervoorziening van het Brielse Meer is de buffercapaciteit bij een gesloten Bernisse inlaat beperkt (naar verwachting één tot enkele dagen (Ref. 7)), maar naar verwachting genoeg om de windgedreven verzilting (Type C) op te vangen aangezien stormopzet ordegrootte 2 dagen duurt. Wanneer het water uitsluitend voor industrie wordt gebruikt (deze watervraag is gedurende het hele jaar constant aanwezig), is er een buffervoorraad van één tot enkele weken. Bij een gesloten Inlaat Bernisse kan bovendien via de inlaat Spijkenisse (2 in Figuur 3, pag. 6) tijdens eb water vanuit de Oude Maas naar het Brielse Meer worden ingelaten, mits het chloridegehalte van de Oude Maas niet te hoog is. De Bernisse is gevoelig voor het zoutlek als gevolg van het beoogde zoute Volkerak Zoommeer, waardoor de chlorideconcentratie bij de inlaat Bernisse bij lage rivierafvoeren zal stijgen (Ref. 5). De inlaat Spijkenisse geldt als mitigerende maatregel voor het zoute Volkerak Zoommeer Hoogheemraadschap van Rijnland De Hollandsche IJssel is onder reguliere omstandigheden de voornaamste zoetwaterbron voor HHRL. Gemaal Pijnacker Hordijk bij Gouda is het innamepunt in de Hollandsche IJssel voor Rijnland. In Figuur 7 is het belangrijkste inlaatpunt van HHRL (gemaal Pijnacker-Hordijk bij Gouda) en de doorvoerlocatie van de KWA (Bodegraven) opgenomen. In droge perioden bedraagt de zoetwatervraag van Rijnland ca. 18,7 m 3 /s (2003, Ref. 18), waarvan een groot deel is bedoeld voor categorie 1 van de verdringingsreeks (waterveiligheid en het voorkomen van onomkeerbare schade, zie Bijlage A). Bij een extremer klimaatscenario neemt de watervraag toe tot meer dan 20 m 3 /s en kan zowel de kleinschalige wateraanvoer (KWA, zie kader) als de KWA+ (fase 1 en fase 2) niet volledig aan deze vraag voldoen. hydrologic.nl 13

18 Figuur 7.Overzicht van de belangrijkste inlaatpunten van het Hoogheemraadschap van Rijnland. Kleinschalige Wateraanvoer (Figuur 51 in Bijlage C) De Kleinschalige Wateraanvoer (KWA) is vanaf 1960 ontstaan als compensatie voor de verdieping van de Nieuwe Waterweg, opdat waterschappen via een alternatieve route voldoende zoet water vanuit het hoofdsysteem konden inlaten. In 1976 (een extreem droog jaar) is de KWA voor het eerst in de praktijk toegepast. In 1989 en 2005 zijn er waterakkoorden gesloten rondom de KWA die de inlaat en doorlevering van water regelen. De afgelopen jaren is de KWA in 2003 en 2011 ingezet. De Kleinschalige Wateraanvoer (KWA) gaat als alternatieve route in werking als: De monding van de HIJ bij Krimpen a/d IJssel verzilt, > mg/l. De afvoer van de Rijn bij Lobith lager is dan 1100 m 3 /s. Deze situatie naar verwachting nog enige tijd zal aanhouden. Als de huidige KWA in werking treedt, wordt water ingelaten vanuit het Amsterdam-Rijnkanaal (via het Noordergemaal en de Aanvoerder) en de Lek (via gemaal de Koekoek) en via het gebied van HDSR doorgelaten naar het gebied van Rijnland. Afgesproken is dat bij Bodegraven 6,9 m 3 /s wordt geleverd aan Rijnland, waarvan Rijnland 2,9 m 3 /s door levert aan Delfland en Schieland. Rijnland heeft de grootste zoetwatervraag, waarvan een groot deel is bedoeld voor categorie 1 van de verdringingsreeks. De via de KWA gegarandeerde 4 m 3 /s is zeker voor langere duur onvoldoende om aan Rijnlands vraag te voldoen. Een uitgebreide toelichting op de werking is gegeven in Bijlage C. Als onderdeel van het Deltaprogramma zoetwater is de KWA+ als maatregel voorgesteld om het wateraanbod in geval van lage rivierafvoeren te vergroten. Het opplussen van de KWA is een Deltabeslissing, waarvan de eerste fase in de komende jaren zal worden uitgevoerd. De verwachting is dat op een zeker moment in de toekomst ook fase 2 en mogelijk ook fase 3 zal worden geïmplementeerd. Onderdeel van fase 1 is naast het vergroten van de regionale doorvoer via Bodegraven ook het creëren van een zoetwaterbuffer in de Hollandsche IJssel zodat Gouda zoetwater uit de Hollandsche IJssel kan blijven onttrekken, ook bij lage rivierafvoeren. De eerste fase van de KWA is voorzien in 2021, de tweede fase (maatregelen nader te bepalen) in 2028 (Bijlage C) waarbij de definitieve verdeling tussen onttrekking uit Lek of ARK-noordpand nog niet is bepaald. hydrologic.nl 14

19 2.4.4 Hoogheemraadschap van Delfland Delfland is een in fysieke omvang relatief klein waterschap, met een maatgevende watervraag van 4-6 m 3 /s. Deze watervraag is nodig voor peilhandhaving (veiligheid), doorspoelen (waterkwaliteit en terugdringing zout bij scheepvaartsluizen) en een klein deel voor teelten. Een groot deel van de tuinders heeft eigen gietwatervoorzieningen (bassins, ontzilting grondwater), waardoor zij een groot deel van de tijd zelfvoorzienend zijn. Sinds 1988 wordt Delfland voor zijn reguliere zoetwaterbehoefte voor het grootste deel voorzien van water afkomstig uit het Brielse Meer. Dit water wordt door Delfland gebruikt voor o.a. peilbeheer en glastuinbouw. Op basis van de huidige overeenkomst (Ref. 22) heeft Delfland recht op maximaal 4 m 3 /s. Handhaving van de zoetwatervoorziening vanuit het Brielse Meer is voor Delfland van essentieel belang. Naast het Brielse Meer wordt Delfland onder bijzondere omstandigheden via de KWA van zoetwater voorzien. In Figuur 8 zijn de inlaatlocaties van Delfland en de doorvoerlocaties vanuit de KWA gegeven. Figuur 8. Overzicht van de inlaatpunten van het Hoogheemraadschap van Delfland. Wat betreft de verzilting is het Brielse Meer type C / C+ (achterwaartse verzilting) en daarom vooral gevoelig voor stormopzet. Vooralsnog is dit van korte duur en heeft zich dit vooral in winter/herfst voorgedaan, op momenten dat Delfland nauwelijks watervraag heeft. Voor zover bekend is sinds de aanleg (1988) de waterbeschikbaarheid altijd voldoende geweest voor de watervraag vanuit Delfland. Naast de aanvoer van zoetwater vanuit het Brielse Meer heeft Delfland recht op 1.8 m 3 /s KWA water via Rijnland. Zodoende wordt in de totale watervraag van 5.8 m 3 /s voorzien. Niet in alle gevallen dat KWA wordt ingezet, maakt HHDL hier gebruik van. Zoals in 2011, waardoor Rijnland meer KWA water zelf kon benutten. Bovendien heeft de aanvoer hydrologic.nl 15

20 via de Brielse Meerleiding de voorkeur boven de aanvoer vanuit Rijnland, vanwege de betere kwaliteit van het inlaatwater. Daarnaast heeft Delfland de taak om 1.1 m 3 /s KWA water door te leveren naar het beheersgebied van HHSK via de Bergsluis. Een aandachtspunt hierbij zijn de Parksluizen (één van de grootste en meest gebruikte sluizen richting de Nieuwe Waterweg). Deze zijn dichtbij het doorvoerpunt naar Schieland gelegen, dat niet mag verzilten. Overigens wordt ook los van de KWA water doorgeleverd naar Schieland, dit is in een apart waterakkoord (Delfland-Schieland) geregeld. Delfland heeft de ambitie om onder andere via de zoetwaterfabriek (Delft Blue Water) meer zelfvoorzienend te worden. Op termijn hoopt Delfland via nazuivering van effluent circa 3 m 3 /s zoetwater via Delft Blue Water te leveren Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard Het watersysteem van HHSK bestaat uit het watersysteem van Schieland en de Krimpenerwaard. De beschrijving van de watersystemen is grotendeels overgenomen uit Ref. 13. Deltares (2015). Effectbepaling verdieping Nieuwe Waterweg op KWA. Ref. 14. In Figuur 9 is een overzicht gegeven van de inlaatpunten en de aanvoerpunten van de KWA van HHSK. Watersysteem van Schieland De zoetwaterbehoefte van Schieland is theoretisch uitgerekend op 2.5 m 3 /s. De watervraag van het voorzieningsgebied van de Rotte (westelijk deel van Schieland) bedraagt 1.5 m 3 /s. De inlaat van water vindt in reguliere situaties plaats via gemaal Schilthuis (Boerengat) vanuit de Nieuwe Maas naar de Rotte. Deze inlaat is echter verziltingsgevoelig 1. De watervraag van het voorzieningsgebied via de Ringvaart (oostelijk deel van Schieland) bedraagt 1 m 3 /s, inlaat vindt plaats via de Snelle Sluis vanuit de Hollandsche IJssel op de Ringvaart. Bij verzilting van de Hollandsche IJssel zal eerst de inlaat bij Gouda stoppen, alvorens de chloridegehaltes voor Schieland te hoog worden, omdat HHSK in de praktijk hogere grenswaarden hanteert dan HHRL. 1 Het waterschap vervangt op korte termijn het dieselgemaal door een elektrisch gemaal, waardoor ook s nachts gebruik kan worden gemaakt van het zoetwatervenster (omwonenden ondervinden met het elektrische gemaal geen geluidsoverlast meer). hydrologic.nl 16

21 ARK Brielse Meer Nieuwe Waterweg Bergsluis (KWA) Nieuwe Maas Spui Oude Maas Gemaal Verdoold Snelle Sluis Gemaal Schilthuis Hollandsche IJssel Noord Lek Gemaal Krimpenerwaard Merwede Waal Haringvliet Dordtsche Kil Nieuwe Merwede Hollands Diep Bergsche Maas Figuur 9. Overzicht van de belangrijkste inlaatpunten van het Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard. Daarnaast wordt op diverse plekken water ingelaten vanuit aangrenzende waterbeheerders. Bijvoorbeeld via gemaal Middelwatering (vanuit Hollandsche IJssel), de wijk Kralingen (vanuit Boerengat), bij de Heemraadsingel (Coolhaven), in Overschie (vanuit de Delfshavense Schie), in de Schiebroekse Polder en in Rokkeveen (beide vanuit HHDL) en in de Ooostpolder-noord (vanuit de Gouwe HHRL). Wat betreft verzilting is dit systeem gevoelig voor type A (Schilthuis, Nieuwe Maas) en type B (Snelle Sluis, Hollandsche IJssel). Wanneer Schilthuis dicht is, wordt Schieland van water voorzien via Snelle Sluis. Via Snelle Sluis kan echter niet het hele beheersgebied van water worden voorzien omdat de infrastructuur niet toereikend is om de benodigde hoeveelheid water te transporteren via de Ringvaart. Daarom moet bij verzilting van het Boerengat ook vanuit Delfland water worden ingelaten via de Bergsluis om aan de watervraag te voldoen. Zo kan de doorvoer Bergsluis ook buiten KWA situaties worden ingezet voor Schieland. Indien ook de waterinlaat bij de Snelle Sluis moet worden gestopt als gevolg van verzilting van de Hollandse IJssel, is de KWA reeds in werking getreden en is Schieland vrijwel geheel afhankelijk van de doorvoer van 1.1 m 3 /s via de Bergsluis. Deze is lager dan de totale watervraag van 2.5 m 3 /s. Indien dit potentiële tekort tot problemen leidt, kan van Delfland Brielse Meer water worden gekocht (mits geen knelpunt ontstaat in de watervraag van Delfland). Dit water stroomt ook via de Bergsluis het gebied van Schieland in. Bij extreme droogte wordt in het gebied van Schieland tijdelijk een hoger chloridegehalte in het watersysteem geaccepteerd dan onder normale omstandigheden (400 mg/l in plaats hydrologic.nl 17

22 van 200 mg/l). Voor de gebruikers van het oppervlaktewater heeft deze tijdelijke verhoging nauwelijks gevolgen, de meeste glastuinders zijn onafhankelijk van het oppervlaktewater. Als toch oppervlaktewater gebruikt wordt, meten tuinders zelf het chloridegehalte en mengen het oppervlaktewater waar nodig met water uit eigen bassins of drinkwater. Voor vollegrondtelers (gelegen aan de uiteinden van het inlaatgebied in de Tweemanspolder en polder Wilde Veenen) heeft de verhoging van de chloridegrens nauwelijks gevolgen, omdat het inlaatwater zich vermengt met polderwater. Plaatselijk kan het chloridegehalte echter oplopen tot boven de 400 mg/l door zoute kwel (bijvoorbeeld Bierhoogteweg, Westerghouw en Lage Bergse Bos). Watersysteem van de Krimpenerwaard De zoetwaterbehoefte van de Krimpenerwaard is theoretisch uitgerekend op 5.6 m 3 /s. Bij gemaal Krimpenerwaard wordt 3.8 m 3 /s ingelaten vanuit de Lek; dit inlaatpunt is tot op heden nog nooit verzilt. Bij gemaal Verdoold wordt 0.8 m 3 /s ingelaten vanuit de Hollandsche IJssel. Daarnaast wordt via de Vlist (HDSR) 0.8 m 3 /s ingelaten en wordt bij Schoonhoven een zeer geringe hoeveelheid water uit de Lek ingelaten (<0.1 m3/s). Op kleinere schaal wordt tot slot de polder Beneden Haastrecht van water voorzien vanuit de gekanaliseerde Hollandsche IJssel (via HDSR). Het watersysteem van de Krimpenerwaard is gevoelig voor type B (lage afvoeren op de Lek). Voor het gebied van de Krimpenerwaard wordt bij (extreem) lage afvoeren voornamelijk ingelaten via het gemaal Krimpenerwaard. Als grenswaarde wordt 400 mg/l gehanteerd. Dit gehalte is acceptabel voor dit gebied met voornamelijk veeteelt (geen volle grondteelt en glastuinbouw) Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden In het westelijke deel van HDSR is geen sprake van een zoetwater- of verziltingsprobleem. Het beheersgebied van HDSR geldt als doorvoerroute voor de KWA en voorziet hiermee de systemen van Rijnland, Delfland en Schieland en de Krimpenerwaard van water. In Figuur 10 is een overzichtskaart gegeven van de belangrijkste inlaatpunten van het beheersgebied van HDSR en zijn de KWA doorvoerlocaties gegeven. hydrologic.nl 18

23 Figuur 10. Overzicht van de belangrijkste inlaatpunten van het Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden. HDSR onttrekt water uit de Hollandsche IJssel bij de Waaiersluis. Wanneer de monding van de Hollandsche IJssel verzilt, wordt het zoute water de Hollandsche IJssel opgetrokken. De inlaat bij de Waaiersluis sluit als Gouda dichtgaat, op dat moment treedt via het Noordergemaal (en de Aanvoerder) de KWA in werking als alternatieve zoetwatervoorziening. Ook uit de bovenloop van de Lek wordt water onttrokken voor de KWA (via Gemaal Koekoek en in de toekomst bij volgende fases KWA eventueel Boschenwaard/Vreeswijk). Het is voor alle KWA stakeholders van groot belang dat de Lek op deze locaties zoet blijft. Voor de huidige KWA wordt 17 m 3 /s water onttrokken, waarvan in ieder geval 6.8 m 3 /s aan het HHRL moet worden doorgeleverd. Over het algemeen wordt uitgegaan van een eigen verbruik door het HDSR van ca. 10 m 3 /s. In de praktijk is dit echter soms minder, in 2011 werd bijvoorbeeld ca. 10 tot 11 m 3 /s doorgeleverd aan Rijnland. Er is dus sprake van enige flexibiliteit in het gebruik en/of doorlevering van het KWA water. De KWA is een calamiteitenmaatregel. Bij frequentere en meer langdurige inzet ondervindt vooral het HDSR overlast (Ref. 1), omdat het waterschap te maken krijgt met extra beheerskosten en gebruiksbeperkingen Waterschap Rivierenland De Alblasserwaard bestaat in hoofdzaak uit twee watersystemen: de Overwaard en de Nederwaard. Deze systemen hebben nabij Kinderdijk hetzelfde inlaatpunt (Elshoutsluizen) vanuit de Lek en functioneren onder normale omstandigheden onafhankelijk van elkaar. Via de Elshoutsluizen bij Kinderdijk worden de gehele Overwaard en Nederwaard, dit is hydrologic.nl 19

24 vrijwel het gehele watersysteem van de Alblasserwaard, van water voorzien. Via Papendrecht-Hoog wordt slechts een klein (buitendijks) gebied vanuit de Noord van water voorzien. De inlaat Kinderdijk is in 2003 gesloten geweest omdat het chloridegehalte van het buitenwater, in ieder geval een deel van het getijde, op de Lek te hoog is geworden. In Figuur 11 zijn de belangrijkste inlaatpunten van de Alblasserwaard gegeven. ARK Gouwe Nieuwe Waterweg Hollandsche IJssel Brielse Meer Nieuwe Maas Spui Oude Maas Lek Kinderdijk Alblasserwaard Papendrecht- Noord Hoog Merwede Waal Haringvliet Dordtsche Kil Nieuwe Merwede Hollands Diep Bergsche Maas Figuur 11. Overzicht van de inlaatlocaties van de Alblasserwaard (Waterschap Rivierenland). De Alblasserwaard heeft wat betreft verzilting te maken met type B : in droge perioden is er weinig afvoer vanuit de bovenrivieren, maar via Hagestein bestaat de mogelijkheid om meer water door te laten. Van die mogelijkheid wordt in de huidige situatie niet altijd gebruik gemaakt. In het aanvoergebied van de inlaten bij Kinderdijk zijn de grenswaarden voor KRW lichamen en Natura2000 gebieden voor zoutgehalte maatgevend Drinkwaterbedrijven In het gebied van de Rijn-Maasmonding wordt op een aantal punten vanuit het oppervlaktewater water ingelaten voor drinkwaterproductie. De innamepunten (Figuur 12) zijn: Scheelhoek/Haringvliet (Evides) Bij Scheelhoek wordt door Evides water ingenomen uit de Haringvliet voor duininfiltratie. Vanwege het Kierbesluit wordt het innamepunt stroomopwaarts verplaatst en komt dit ten oosten van Middelharnis te liggen, vanwaar het water zal onttrekken via een lang inlaatkanaal. Gat van Kerksloot/Biesbosch (Evides). Het water dat Evides in de Biesbosch inneemt, wordt bij Beerenplaat gezuiverd. hydrologic.nl 20

25 Bergambacht/Lek (Oasen, Dunea). Door Oasen wordt via oeverinfiltratie water vanuit de Lek ingenomen. Bij Bergambacht heeft Dunea een noodinlaat waarmee direct oppervlaktewater kan worden ingelaten. Mogelijk wordt dit een permanente inlaat. Krimpen aan de Lek/Lek (Oasen). Bij Krimpen aan de Lek wordt water ingenomen via oeverinfiltratie van water uit de Lek. Ridderkerk/Noord en Nieuwe Maas (Oasen). Bij Ridderkerk wordt water ingenomen via oeverinfiltratie van water uit de Noord en de Nieuwe Maas. Noodinlaat Beerenplaat (Evides) (in geval van een calamiteit met de Biesboschleiding). Overige locaties voor drinkwaterproductie zijn winningen uit grondwater(infiltratie). Figuur 12. Locaties drinkwaterwinning uit oppervlaktewater. Het grootste deel van de innamepunten betreft inname van water voor (oever)infiltratie. Oeverinfiltratie voor drinkwater vindt plaats op de Noord en langs de Lek bij Bergambacht. Hoewel ook de Noord slechts onder extreme omstandigheden een deel van de getijdecyclus verzilt, heeft het waterbedrijf Oasen besloten tot de installatie van extra membraanfilters in het productieproces zodat het chloridegehalte in het drinkwater voldoende wordt verlaagd, ook bij toenemende zoutgehaltes. Doordat de verschillende drinkwaternetwerken relatief geïsoleerd ten opzichte van elkaar liggen, zijn de verschillende innamepunten niet zomaar vervangend voor elkaar. De gevoeligheid voor innamestops heeft te maken met de beschikbaarheid van alternatieve inlaatlocaties en de beschikbaarheid van een buffer. Zo heeft Evides spaarbekkens in Biesbosch en kan daarmee een innamestop van geruime tijd (2 tot 3 maanden) overbruggen. Beerenplaat kan als noodinlaat worden gebruikt. Andere drinkwater innamepunten hebben niet zo n grote buffer. hydrologic.nl 21

26 2.4.9 Natuur Tijdelijke veranderingen van zoutgehalten in het buitenwater of inlaatwater kunnen leiden tot effecten op vegetaties en soorten met een instandhoudingsdoel. Voor binnendijks gelegen natuurgebieden geldt dat deze zijn verdisconteerd in de per inlaat gehanteerde grenswaarden. Bijvoorbeeld voor de inlaat Kinderdijk is de grenswaarden van 150 mg/l gekoppeld aan in de Alblasserwaard aanwezige Natura2000 gebieden. In het buitendijkse deel van de Rijn-Maasmonding bevinden zich de Natura2000-gebieden de Oude Maas, Haringvliet en Hollandsch Diep. Daarnaast maakt een belangrijk deel van de oeverzones langs de Nieuwe Waterweg, Oude Maas en Hollandse IJssel deel uit van de EHS (Error! Reference source not found. paars gemarkeerd, bron: In het gedeelte van de NWW waar de verdieping gepland is betreft het specifiek de oeverzones: Landtong Rozenburg: 1,71 ha; Gors Lickebaert (2,72 ha). Ten gevolge van zoutindringing dienen effecten op instandhoudingsdoelen van de N2000- gebieden Oude Maas en op de oeverzone van de NWW, Oude Maas en Hollandse IJssel, voor zover die deel uitmaakt van de EHS inzichtelijk te worden gemaakt. In het voorliggende deelonderzoek zijn de voor natuur geldende grenswaarden opgenomen in het beoordelingskader. Beoordeling en effectbeschrijving voor het aspect natuur is echter onderdeel van het hoofdstuk natuur in de MER (Ref. 2). 2.5 Synthese Het oppervlaktewater uit de Rijn-Maasmonding wordt gebruikt voor drinkwater, landbouw (tuinders en vollegrondteelt), peilhandhaving, doorspoeling, industrie (proceswater) en natuur. In de voorgaande paragrafen zijn op basis van gebruiksfuncties de eisen geïnventariseerd die gebruikers stellen aan de zoetwatervoorziening. Dit dient als basis voor het beoordelingskader, wat een explicitering van deze eisen is. Op basis van dit beoordelingskader worden de effecten en impact van de verdieping bepaald. In Figuur 13 is een overzicht gegeven van de belangrijkste onttrekkingslocaties in het gebied. De regionale onttrekking bij Gouda voor het beheersgebied van Rijnland is een zeer kritische. Enerzijds omdat de HIJ gevoelig is voor verzilting (dit treedt vaker op dan bijvoorbeeld bij de Lek of BBM), anderzijds omdat Rijnland geen volwaardig alternatief heeft voor zoetwateraanvoer (in mindere mate geldt dit ook voor Schieland). De KWA kan tijdelijk in een deel van de watervraag voorzien, maar bij langere duur leidt het cumulatieve watertekort tot schade in het gebied. Vandaar ook het Deltabesluit om de KWA op te plussen zodat de zoetwatervoorziening voor Rijnland (en in mindere mate Delfland en Schieland) robuuster en toekomstbestendiger wordt. Evenwel blijft ook de KWA+ een calamiteitenmaatregel, structurele inzet is niet wenselijk vanwege verschillende negatieve effecten in het beheersgebied van HDSR en HHRL bij inzet KWA. Kortom, het is van groot belang de effecten van de verdieping voor de HIJ/KWA scherp te hebben. Ook Schieland en HDSR onttrekken vanuit de HIJ, maar hebben de beschikking over alternatieven wanneer er geen zoetwater uit de HIJ kan worden ingelaten. hydrologic.nl 22

27 Figuur 13: Overzicht met de belangrijkste onttrekkingslocaties in het gebied. De Lek voorziet HDSR, HHSK en WSRL van water. In droge perioden is er weinig afvoer, maar bestaat via Hagestein wel de mogelijkheid om (incidenteel) door te spoelen. Vanwege de potentie van Hagestein maar zeker ook de ligging verder landinwaarts is de zoetwatervoorziening vanuit dit systeem robuuster dan de Hollandsche IJssel: in de praktijk is de Lek nog nooit flink verzilt. Evenwel is de Lek een belangrijke zoetwaterbron voor West NL en is het daarom van belang de effecten van de NWW verdieping voor de Lek te bepalen en hierbij na te gaan in welke situaties de Lek verzilt en of dit tot inlaatbeperkingen leidt. Het Brielse Meer is de derde belangrijke zoetwaterbron (naast Lek en HIJ) van West NL en voorziet WHD, HHDL en de industrie in de Europoort van water. Het systeem van BBM is met name gevoelig voor achterwaartse verzilting die optreedt bij een storm. In veel gevallen leidt dit tot een kortdurende verzilting en geen problemen qua zoetwaterinlaat vanwege de aanwezige buffer in het Brielse Meer en de beperkte watervraag in het stormseizoen. Echter bij een bijzondere combinatie van een hevige storm (die leidt tot een langdurige opzet van het buitenwater van circa twee dagen) en een lage rivierafvoer, kan er sprake zijn van achterwaartse verzilting tot aan het Haringvliet. Deze bijzondere situatie heeft overigens nog nooit tot inlaatbeperkingen vanuit het Brielse Meer geleid. Vanuit de Nieuwe Maas en de Noord worden het HHSK (bij gemaal Schilthuis), WHD (IJsselmonde) en WSRL (Papendrecht Hoog) van water voorzien. Bij lage rivierafvoeren zijn de Nieuwe Maas en (in mindere mate) de Noord gevoelig voor verzilting. Gemaal Schilthuis laat voor het HHSK water in totdat de chloridegehaltes te hoog worden, in dat geval wordt via de Bergsluis water vanuit Delfland aangevoerd. Ter hoogte van de inlaatlocaties voor IJsselmonde en Papendrecht Hoog zijn de inlaatvensters ruimer. Voor de effectbepaling van de Nieuwe Waterweg dient voor deze inlaten te worden bepaald in welke mate verzilting op de Nieuwe Maas / Noord toeneemt en wat de consequenties qua inlaatbeperkingen zijn. hydrologic.nl 23

28 3 Beoordelingskader 3.1 Inleiding Het beoordelingskader (BK) heeft als doel de toetsing voor verziltingsgevoelige gebruiksfuncties expliciet te maken, zodat de impact van de verdieping kan worden beoordeeld. Het BK geeft aan welke criteria op welke locaties van belang zijn om inzicht te krijgen in de consequenties van de verdieping. Deze grens- of toetswaarden hebben verschillende achtergronden met elk een eigen status: wettelijke normen; bestuurlijke afspraken, zoals waterakkoorden; grenswaarden voor gebruiksfuncties; gevolgen beneden grenswaarden. Dit beoordelingskader is gebaseerd op de handreiking Verzilting fase 1 dat door Rijkswaterstaat is opgesteld (Ref. 24) en op de notitie Reikwijdte en Detailniveau van de MER-procedure voor de Verdieping Nieuwe Waterweg. In het beoordelingskader zijn alle relevante gebruiksfuncties opgenomen, waarvoor het mogelijke effect van de verdieping dient te worden gekwantificeerd. Dit zijn: oppervlaktewaterkwaliteit (KRW normen); grondwaterkwaliteit (KRW normen); drinkwater (BKMW normen); productie en proceswater; landbouw; natura 2000 (wettelijke normen); inlaat regionaal systeem. 3.2 Gebruiksfuncties Oppervlaktewaterkwaliteit (KRW normen) Het hoofdwatersysteem in de Rijn-Maasmonding is voor de KRW ingedeeld in verschillende waterlichamen. Het Besluit Kwaliteitseisen Monitoring Water (BKMW) bevat de wettelijke normen en toetsing van het oppervlaktewatersysteem. In het beheerplan voor de Rijkswateren (BPRW, Ref. 19) is het beheer van Rijkswaterstaat opgenomen om aan deze eisen te kunnen voldoen. Het BPRW voorziet hiermee in de implementatie van de Bkmw, en heeft betrekking op de gewenste visstand, macrofauna samenstelling en begroeiing. Deze ecologische doelen hebben een wettelijke status, waaraan volgens een voorgeschreven protocol periodiek wordt getoetst. hydrologic.nl 24

29 Chloridegehalte is in KRW-termen één van de ondersteunende parameters, met differentiatie in normering per type. Toetsing voor enkele watertypen vindt plaats aan een gemiddelde van een meetreeks over het zomerhalfjaar (1 april tot en met 30 september), minimaal gebaseerd op maandelijkse metingen. Ook de grenswaarden voor chloridegehalte worden beschouwd als wettelijke normen. In Tabel 1 is een overzicht gegeven van de KRW waterlichamen en bijbehorende grenswaarden voor het chloridegehalte. Figuur 14. Overzicht van de KRW-(rijks)waterlichamen. Tabel 1. Overzicht van de waterlichamen en grenswaarden voor chloridegehalte. Water Waterlichamen NL94_1 NL94_2 NL94_3 NL94_4 NL94_5 NL94_6 NL94_7 NL94_10 Parameter (per periode) Chloride (voortschrijdend gemiddelde van een zomerhalfjaar over drie jaren) Max Toelichting waarde (mg/l) < 300 Type R8 (Zoet getijdenwater (uitlopers rivier) op zand/klei) Bron: BPRW NL94_8 NL94_9 NL94_11 Nieuwe Maas, Oude Maas, Nieuwe Waterweg, Haringvliet- West n.v.t. In deze wateren wordt geen chloride eis gesteld. Type O2 (Estuarium met matig getijverschil) Grondwaterkwaliteit (KRW normen) De effecten van de verdieping op de grondwaterstromen en grondwaterkwaliteit zijn in een separate studie uitgewerkt. Verzilting van grondwater kan aan de orde zijn als sprake is van inzijging van water vanuit het hoofdwatersysteem naar het grondwater. Door het hydrologic.nl 25

30 verdiepen snijdt de Nieuwe Waterweg dieper in de deklaag, waardoor de zoute kwel toeneemt. Dit effect is gekwantificeerd en beoordeeld in het deelonderzoek grondwater (Deltares, 2015) Drinkwater In Tabel 2 is een overzicht gegeven van de onttrekkingslocaties van de drinkwaterbedrijven met de bijbehorende grenswaarden voor het chloridegehalte. Een belangrijk onderscheid hierbij is of de onttrekking via inlaat of oeverinfiltratie gebeurt. Tabel 2. Overzicht van de inlaatpunten van de drinkwaterbedrijven en de grenswaarden voor het chloridegehalte. Locatie Water Stakeholder 1. Middelharnis (nieuwe locatie voor Scheelhoek) 2. Gat van Kerksloot Amer (Bieschbosch) Evides 3. Bergambacht Lek Oasen, Dunea Parameter (per periode) Haringvliet Evides Chloride (jaargemiddelde) Chloride (jaargemiddelde) Chloride (jaargemiddelde) 4. Krimpen a/d Lek Lek Oasen Chloride (jaargemiddelde) 5. Ridderkerk Noord, Nieuwe Maas Oasen Chloride (jaargemiddelde) 6. Noodinlaat Berenplaat Oude Maas Evides Chloride (jaargemiddelde) Max waarde (mg/l) Voor de inname van oppervlaktewater voor drinkwaterbereiding zijn de Drinkwaterwet en het Drinkwaterbesluit de wettelijke kaders. Het BPRW (Beheer- en Ontwikkelplan voor de Rijkswateren) bevat de doelen en ambities van het Rijk, waarin de drinkwatervoorziening is meegenomen. Het BKMW (Besluit Kwaliteitseisen en Monitoring water) bevat onder meer de technische normering. Relevant is de lopende (nog niet vastgestelde) wijziging van het BKMW voor bereiding van voor menselijke consumptie bedoeld water. Deze voorgenomen wijziging betreft aanscherping van de chloridenorm bij innamepunten uit oppervlaktewater: van 200 mg/l als maximaal toelaatbaar naar 150 mg/l als jaargemiddelde. Het effect van de verdieping zal worden getoetst aan deze nieuwe wettelijke grenswaarde, uitgaande van de definitieve vaststelling op korte termijn. De huidige verdringingsreeks wordt gezien als belangrijkste waarborg voor inname van zoet drinkwater in extreme (droge) situaties. Het huidige beheer van de Rijkswateren (waterverdeling, IJsselmeer) borgt onder meer de inname van water voor drinkwaterproductie. Het grootste deel van de innamepunten voor drinkwaterproductie in de RMM gebeurt via (oever)infiltratie. Voor deze locaties is van belang dat jaargemiddeld de waarde van 150 hydrologic.nl 26

31 mg/l niet wordt overschreden. Voor de oppervlaktewaterinnamepunten is het aantal dagen van belang dat de norm wordt overschreden, immers op deze dagen kan er geen water worden ingelaten. Zowel voor Berenplaat (Evides) als Bergambacht (Dunea) geldt dat deze locaties als noodinlaat fungeren Productie en proceswater In Tabel 3 is het inlaatpunt gegeven voor productie- en proceswater met de grenswaarde voor het chloridegehalte. Evides onttrekt het water uit het Brielse Meer, dat via de Bernisse water aan het Spui onttrekt (en in de toekomst soms via Spijkenisse uit de Oude Maas). Tabel 3. Inlaatpunt voor productie en proceswater en grenswaarde voor chloridegehalte. Locatie Water Stakeholder Parameter (per periode) Bernisse Spui Evides Chloride concentratie (uurwaarde) Max Toelichting waarde (mg/l) 150 Inname Brielse Meer voor hoogwaardige industrie in de Rijnmond. Een deel van het water dat bij Bernisse voor het Brielse Meer systeem wordt ingenomen, is bedoeld voor hoogwaardige industrie (demi-water) in de Rijnmond. Hiervoor is in het waterakkoord de grenswaarde opgenomen van 150 mg Cl/l voor het inlaten van water uit het Spui of de Oude Maas. In de praktijk is de kwaliteit van het Brielse Meer water hoger (80-90 mg/l) waar het productieproces van Evides op is gebaseerd. Dit betekent dat een verhoging onder de norm van 150 mg/l ook van belang is en in beeld dient te worden gebracht. Aangezien de inlaat van het proceswater het hele jaar door plaatsvindt, geldt deze bovengrens voor het gehele jaar Landbouw Van landbouw direct gerelateerd aan het hoofdwatersysteem in uiterwaarden is in de sterk verstedelijkte Rijn-Maasmonding geen sprake. De effecten op de landbouw vinden plaats via de inlaten naar de regionale systemen. Het effect van veranderingen in de chlorideconcentratie van oppervlaktewater op landbouw verschilt sterk per gewas. De regionale waterbeheerders en de agrarische sector hanteren in de praktijk vaak een grenswaarde per inlaat, waarop indien mogelijk gestuurd wordt. Let wel, deze grenswaarde heeft betrekking op de kwaliteit van het in te laten buitenwater en is niet hetzelfde als de na te streven kwaliteit in het watersysteem zelf. Zo kan het zijn dat het gebiedseigen water zoeter of juist zouter is. Door menging met het boezemwater en RWZI effluent en eventueel oplading van het water met (uitgemalen) zoute kwel verandert en varieert de kwaliteit van het boezemwater, zowel in ruimte als tijd. Water- hydrologic.nl 27

32 schappen voeren een zo goed mogelijk beheer om de gebruiksfuncties in het gebied optimaal te bedienen, waarvoor de onttrekkingen uit het buitenwater belangrijke randvoorwaarden zijn. Deze grenswaarden vormen de aanzet voor afspraken over een voorzieningenniveau, waaraan de komende jaren wordt gewerkt. Op basis van kennis die in dit proces zal worden opgedaan, kunnen deze grenswaarden mogelijk aangepast worden. Vooralsnog hanteren wij voor de beoordeling van de effecten van de ingreep de momenteel gangbare grenswaarden. Aangezien de onttrekkingen voor landbouw in de Rijn-Maasmonding plaatsvinden uit de regionale systemen, zijn deze normen meegenomen in het kader voor de inlaten naar regionale systemen (par ) Natura 2000 Voor de natuur is Natura 2000 een belangrijk kader. Dit is een netwerk van beschermde natuurgebieden waar vanuit Europees perspectief belangrijke flora en fauna voorkomen. In Nederland krijgt dit vorm via de Natuurbeschermingswet en de Flora- en Faunawet. In het potentiele beïnvloedingsgebied van de verdieping van de Nieuwe Waterweg bevinden zich de volgende Natura 2000 gebieden: Oude Maas (stroken aan de noord- en zuidkant, ten oosten van Heerjansdam) Hollands Diep Haringvliet Boezems Kinderdijk (achter de inlaat Kinderdijk) Voor de Kinderdijk boezem geldt dat deze afhankelijk is van de kwaliteit van het bij Kinderdijk ingelaten water vanuit de Lek. Vanwege de N2000 doelstelling is aan deze inlaat de grenswaarde van 150 mg/l gekoppeld. Verder geldt voor Hollands Diep en Haringvliet geen structurele verhoging van de chlorideconcentraties als gevolg van de verdieping. Voor N2000-gebied Oude Maas gelden onderstaande zouttoleranties. Beoordeling van het effect is niet gebeurd in voorliggende studie, maar in het MER hoofdstuk natuur (Ref. 2). Voor deze beoordeling is gebruik gemaakt van de in dit deelonderzoek berekende chloridegehaltes op de betreffende locaties. Tabel 4. Grenswaarden chloridegehalte habitattypenn2000-gebied Oude Maas. N2000 gebied Habitattype Omschrijving Zouttolerantie (mg/l) Oude Maas H3270 Slikkige rivieroevers 0-300(-1.000) H91E0*A Vochtige alluviale bossen (zachthoutooibossen) 0-300(-1.000) hydrologic.nl 28

33 3.2.7 Inlaat regionale watersystemen De inlaat van zoet water vanuit het hoofdwatersysteem naar het regionale watersysteem is veelal via waterakkoorden geregeld. Bij het beoordelen van de effecten volstaat het analyseren van de periode waarin waterinlaat plaats vindt. In Tabel 5 is een overzicht gegeven van de inlaatlocaties voor de regionale watersystemen met grenswaarden voor het gewenste maximale chloridegehalte. Tabel 5. Overzicht van de inlaatpunten voor regionale watersystemen met grenswaarden voor het chloridegehalte. Water Locatie Stakeholder Max waarde Periode (mg/l) Lek Krimpenerwaard Schieland en de Krimpenerwaard 400 uurwaarde Kinderdijk Rivierenland 150 uurwaarde Koekoek KWA waterschappen 180 uurwaarde HIJ Gouda Rijnland 250 uurwaarde Snelle Sluis Schieland en de Krimpenerwaard 400 uurwaarde Gemaal Verdoold Schieland en de Krimpenerwaard 400 uurwaarde Waaiersluis De Stichtse Rijnlanden 250 uurwaarde Spui Bernisse Hollandse Delta, Delfland 150 uurwaarde Nieuwe Maas Schilthuis (Boerengat) Inlaten voor IJsselmonde Schieland en de Krimpenerwaard 400 uurwaarde Hollandse Delta 200 uurwaarde Noord Papendrecht Hoog Rivierenland 200 uurwaarde Oude Spijkenisse (alternatief Hollandse Delta, Delfland 150 uurwaarde Maas voor Bernisse) Inlaat voor Hoeksche Waard Hollandse Delta 200 uurwaarde Haringvliet Biesbosch Hollands Diep Inlaten voor Hoeksche Waard en Goeree-Overflakkee Inlaten voor Rijnmond en Eiland van Dordrecht Inlaten voor Hoeksche Waard Hollandse Delta 200 uurwaarde Hollandse Delta 200 uurwaarde Hollandse Delta 200 uurwaarde In hoofdstuk 4 is uitgewerkt op welke wijze de benodigde informatie voor het beoordelingskader is verkregen en welke uitgangspunten daarbij zijn gehanteerd. In hoofdstuk 5 is het gevulde BK gegeven (par ). hydrologic.nl 29

34 4 Onderzoeksmethode 4.1 Inleiding Het deelonderzoek verzilting heeft tot doel de impact van de verdieping voor het aspect verzilting te beschrijven. Vanuit een gedegen inzicht in de systeemwerking en optredende verziltingsmechanismen is hiertoe een beoordelingskader opgesteld (hfst. 3), dat geschikt wordt geacht om de effecten van de verdieping te kwantificeren. Het beoordelingskader geeft voor de belangrijke locaties/deelsystemen aan welke eisen en/of streefwaarden gelden, inclusief de wijze waarop deze worden beoordeeld. Zo is voor de ene onttrekking het zomergemiddelde zoutgehalte maatgevend terwijl voor een andere onttrekking moet worden bepaald of en in welke mate (hoe lang) de grenswaarde wordt overschreden. Het beoordelingskader geeft naast het effect ook de impact per locatie aan, mede op basis van de aan de locaties gekoppelde gebruiksfuncties en inlaatbehoefte. Een belangrijk aspect is het bepalen van de consequenties van de verdieping voor de inzet van de KWA. Mede gezien het calamiteitenkarakter van de KWA, het besluit in het DPZW om de capaciteit van de KWA fors te vergroten en het grote belang van de KWA voor de zoetwatervoorziening van West NL, is een zo nauwkeurig mogelijke bepaling van het effect op frequentie en duur van inzet van de KWA van belang. In de methode wordt dan ook specifiek aandacht besteed aan het via verschillende methodes inzichtelijk krijgen van de consequenties van de verdieping voor inzetfrequentie en duur van de KWA. 4.2 Benodigde informatie voor het beoordelingskader Het onderzoeksgebied is onder te verdelen in 4 deelsystemen: Hollandsche IJssel, Lek, Brielse Meer en Nieuwe Maas, waarvan HIJ, Lek en Brielse Meer de drie primaire zoetwaterbronnen zijn onder maatgevende verziltingsomstandigheden. In deze gebieden is sprake van drie hoofdtypen verzilting (A=Nieuwe Maas, B=Hollandsche IJssel (B =Lek), C / C+=Brielse Meer), waar rekening mee moet worden gehouden voor het opstellen van een geschikte methodiek. De methodiek dient immers recht te doen aan de aard en het karakter van de verziltingsprocessen. De informatievraag bevat per locatie twee elementen: naast overschrijding van de grenswaarde ook de eventuele verandering beneden de grenswaarde (verhoging van het chloridegehalte van het ingelaten water). De verandering beneden de grenswaarde geeft aan in welke mate het chloridegehalte van een (deel van een) systeem toeneemt zonder dat daarbij een grenswaarde wordt overschreden. Als het 90% percentiel bijvoorbeeld fors toeneemt, kan worden geconcludeerd dat de verzilting van het systeem in extreme situaties hydrologic.nl 30

35 toeneemt ongeacht of de grenswaarde wordt overschreden. De informatievraag uit het beoordelingskader is als volgt onder te verdelen: 1. Jaar-/zomergemiddelde waarden voor drinkwater en natuur a. Drinkwater oeverinfiltratie langs Lek en Noord b. Natura 2000 gebieden Alblasserwaard-Kinderdijk, Haringvliet, Hollandsch Diep en de Oude Maas. c. KRW 2. Regionale onttrekkingen uit riviertakken zonder of met geringe afvoer a. HIJ: Gouda, Waaier en Snelle Sluis b. Lek: Krimpenerwaard, Koekoek en Kinderdijk 3. Regionale onttrekkingen uit riviertakken met afvoer a. Nieuwe Maas: Boerengat b. Noord: Papendrecht - Hoog c. Oude Maas: Spijkenisse, inlaten WHD 4. Regionale onttrekkingen zuidrand NDB (opzet gedreven) a. Brielse Meer (via Bernisse / Spui) en Spijkenisse b. Haringvliet 5. Overig a. Zoutlek schutsluizen Delfland: Parksluizen als belangrijkste b. Havenbekkens: corrosiegevoelige infrastructuur. In de volgende paragraaf is het modelonderzoek toegelicht om in bovenstaande informatievraag te voorzien: Verkrijgen van (hoogfrequente) verziltingsinformatie voor Type A (NM/OM). Verkrijgen van (laagfrequente) verziltingsinformatie voor Type B (HIJ, Lek). Verkrijgen van verziltingsinformatie voor Type C (BBM, Haringvliet). 4.3 Modelonderzoek Effectbepaling verdieping conform beoordelingskader Het doel van het modelonderzoek is om het effect van de verdieping conform het beoordelingskader in beeld te brengen. Zoals in voorgaande paragraaf is aangegeven, is onderscheid gemaakt tussen normale verzilting (Nieuwe Maas, Hollandse IJssel, Lek) en achterwaartse verzilting (deelsysteem Brielse Meer). Voor het modelonderzoek wordt gebruik gemaakt van twee modellen: het 1D NDB model en het 3D OSR model. NDB model Het Noordelijk Deltabekken Model (NDB) model is een 1D Sobek River model, een deelmodel van het Deltamodel 1.0. Dit model strekt zich in oostelijke richting uit tot Tiel. Daarnaast is ook een bovenrandvoorwaarde noodzakelijk voor de Maas ter hoogte van Lith en de Lek bij Hagestein. Het betreft een eendimensionaal stromingsmodel, waarmee de zoutbelasting middels concentratieverschillen en een dispersiecoëfficiënt wordt berekend. In de dispersieformulering zijn zowel het zouttransport als gevolg van dichtheidsstroming als ook de verschillende mengingsprocessen meegenomen. Op grotere afstand van de hydrologic.nl 31

36 monding en in ondiepere rivieren, zoals de Lek en de Hollandse IJssel, is er geen sprake van gelaagdheid en wordt er geen dichtheidsstroming verondersteld. Voor de modelanalyse is gebruik gemaakt van de NDB modellen van de Rijn-Maasmonding die door Deltares zijn aangeleverd (zwv_hscenario.sbk (huidig scenario) en 2050Wp.sbk (warm 2050 scenario)). Instellingen en randvoorwaarden zijn uit deze modellen overgenomen. In overleg met Deltares is gerekend met de SOBEK-RE a versie van het model. De verdieping is fysisch in het model geschematiseerd, waarbij op basis van de OSR resultaten is gekozen voor de meest optimale profielschematisatie. OSR model Het 3D Operationeel Stromingsmodel Rotterdam (OSR) is een TRIWAQ stromingsmodel dat is ontwikkeld door het Havenbedrijf. Het model is primair ontwikkeld ter ondersteuning van de scheepsbegeleiding (en voor operationele doeleinden geschikt), maar wordt daarbij ook ingezet voor verziltingsstudies. Recentelijk is (in opdracht van Rijkswaterstaat) door Deltares een evaluatie uitgevoerd van het OSR. Naar aanleiding van deze evaluatie is het model verder verbeterd en opnieuw gevalideerd en wordt het als de best beschikbare representatie van de verzilting in de Rijn-Maasmonding gezien (Ref. 6). Daarom is besloten het OSR vanaf 1 januari 2016 op te nemen in de modellencatalogus van Rijkswaterstaat voor het uitvoeren van verziltingsstudies in de Rijn-Maasmonding. Het 3D deel van het OSR model is onderdeel van een groter 2D OSR (Haven)model. Het 2D Havenmodel omvat ook het Haringvliet, Hollandsch Diep en de Biesbosch, zie Figuur 15. De resultaten voor de genoemde wateren zijn afkomstig van het 2D deel van het model. Desondanks wordt het OSR model in deze studie aangeduid met het 3D OSR om een goed onderscheid te maken met het 1D NDB model. De verdieping is in het model geïmplementeerd en vergeleken met de referentiesituatie (zoals vastgelegd in de loding van december 2014 en met de tot 2025 voorziene autonome ontwikkelingen) is het Referentie jaar voor de verdieping. Naast de Referentie wordt er ook een doorkijk naar 2050 gegeven, incuslief hierbij te verwachten klimaatveranderingen en autonome ontwikkelingen. De resultaten van de 3D modellering bieden de meest nauwkeurige weergave van het effect van de verdieping en gelden daarom als basis voor de 1D-simulatie. Het NDB model is zodanig aangepast dat het verziltingsgedrag bij Krimpen zonder en met verdieping het 3D resultaat naar behoren benadert (par ). Modelaanpak Voor de normale verzilting (Type A en B) is onderscheid gemaakt tussen het zeewaarts gelegen systeem (voornamelijk Type A) dat veelal jaarlijks (hoogfrequent) in enige mate verzilt en het verder landinwaarts gelegen systeem (Type B) dat eens in de zoveel jaar verzilt. Het verantwoord bepalen van de herhalingstijd en duur vereist immers een andere benadering dan het bepalen van effecten in het hoogfrequente domein. Daarom is het 1D NDB model ingezet om langjarige tijdreeksen door te rekenen (is niet haalbaar met 3D) en statistisch verantwoorde uitspraken te kunnen doen. hydrologic.nl 32

37 Figuur 15. OSR, met het domein van het Havenmodel (2D) in rood, en het domein van het fijnere NSC-Fijn model (3D) in zwart. Het effect van de verdieping in het hoogfrequente systeem is bepaald met het 3D OSR. Met het model is het effect van de verdieping onder een aantal semi-stationaire omstandigheden bepaald (800, 1000, 1200 en 2300m 3 /s). Hiermee is aangesloten bij de eerdere Svasek berekeningen (Ref. 20) waarin vanuit een initiële situatie rivierafvoeren zijn doorgerekend totdat een zeker evenwicht wordt bereikt (dit is tamelijk worst case, werkelijke perioden zijn dynamisch). Tevens is het effect van achterwaartse verzilting (type C) conform eerdere analyses in beeld gebracht met 3D OSR. Omdat de verdieping in twee fases wordt uitgevoerd (eerst de verdieping van de Nieuwe Waterweg en Botlek en later de verdieping van nog een aantal havenbekkens) zijn met het OSR model beide situaties doorgerekend, om vast te kunnen stellen of de tussentijdse situatie (met mogelijk minder zoutvang in de havenbekkens) een wezenlijk verschillend verziltingsbeeld geeft. In Figuur 16 is aangegeven welk deel van het systeem met het 3D OSR model inzichtelijk is gemaakt en welk deel met 1D NDB. Figuur 16. Overzicht van de modelanalyses die worden uitgevoerd om iets te zeggen over het effect van de verdieping (door het gebruik van 3D OSR model) en de impact op de gebruiksfuncties (door het gebruik van het 1D NDB model). hydrologic.nl 33

38 Samenvattend leveren de modellen de volgende informatie (zie informatievraag eerder): OSR (3D) model: 1. Jaar-/zomergemiddelde waarden voor drinkwater en natuur a. Natura 2000 gebieden Haringvliet, Hollandsch Diep en Oude Maas. 3. Regionale onttrekkingen uit riviertakken met afvoer a. Nieuwe Maas: Boerengat b. Oude Maas: Spijkenisse, inlaten WSHD 4. Regionale onttrekkingen zuidrand NDB (opzet gedreven) a. Brielse Meer (via Bernisse / Spui) en Spijkenisse b. Haringvliet 5. Overig a. Zoutlek schutsluizen: Parksluizen (+ impact via zoutindringingsmodel) b. Havenbekkens: corrosiegevoelige infrastructuur. NDB (1D model): 1. Jaar-/zomergemiddelde waarden voor drinkwater en natuur a. Drinkwater oeverinfiltratie langs Lek en Noord b. Natura 2000 gebieden Alblasserwaard-Kinderdijk. 2. Regionale onttrekkingen uit riviertakken zonder of met geringe afvoer c. HIJ: Gouda, Waaiersluis en Snelle Sluis d. Lek: Krimpenerwaard, Koekoek en Kinderdijk 3. Regionale onttrekkingen uit riviertakken met afvoer e. Noord: Papendrecht Hoog Voor verschillende informatievragen is zowel vanuit 1D als 3D relevante output gegenereerd. Bovenstaand is de primaire informatie leverende methodiek benoemd per locatie. Evenwel zijn de resultaten in samenhang geanalyseerd ter bevordering van een zo goed mogelijk inzicht in de effecten en impact van de verdieping. Zo zijn bijvoorbeeld voor de onttrekking Boerengat de effecten van de zoutindringing adequaat door de 3D-benadering bepaald. Daarnaast heeft ook de meer statistische 1D benadering voor deze locatie waardevolle inzichten geleverd Aanvullende analyses Met de modellen is tevens een aantal aanvullende analyses uitgevoerd. Zo is met het 1D model het effect van de verdieping op de herhalingstijd en duur van de KWA bepaald. Met het OSR model zijn de effecten van de verdieping op de achterwaartse verzilting bepaald en is onderzocht of de resultaten vergelijkbaar zijn met eerdere analyses en conclusies. Daarnaast is voor een aantal locaties op de Nieuwe Maas (Parkhaven en Boerengat) en de Lek (Kinderdijk) het effect van de verdieping onderzocht. Voor deze locaties is onderzocht of en in welke mate de inlaatvensters afnemen als gevolg van de verdieping en welke gevolgen dit heeft voor de regionale watersystemen. hydrologic.nl 34

39 Aanpak herhalingstijd en duur KWA De 1D modellering is ingezet om in het laagfrequente deel van het systeem adequaat herhalingstijden en inzetduren te kunnen bepalen. Dit is in het bijzonder van belang voor het bepalen van de effecten van de verdieping op de KWA. Op basis van de 3D berekeningen is de invloed van de verdieping op de verzilting naar 1D vertaald, waarna het 1D model met een 50 jarige reeks is doorgerekend, waarin getijde, wind, rivierafvoer en watervraag natuurgetrouw variëren. Deze 50-jarige reeks is dezelfde reeks als is gebruikt bij het Deltaprogramma Zoetwater ( ) aangevuld t/m De lengte van deze reeks volstaat voor het bepalen van de herhalingstijd van de KWA (naar verwachting eens per jaar), want is factor 3 langer dan waarover uitspraken worden gedaan. Herijking conclusies achterwaartse verzilting Achterwaartse verzilting heeft een totaal ander karakter dan verzilting in de rest van het systeem waar het een complex samenspel is van getijde, rivierafvoer, wind en onttrekkingen en het veelal ook een geleidelijker, minder dynamisch proces betreft. Achterwaartse verzilting is daarentegen een zeer dynamisch proces dat door opzet van de buitenwaterstand (als gevolg van wind) wordt gedomineerd. De rivierafvoer heeft in dergelijke situaties een kleinere invloed. Het fenomeen achterwaartse verzilting en de effecten van de verdieping in het deelsysteem BBM zijn door Deltares in eerder onderzoek bepaald (Ref. 7). Hieruit volgt dat de verdieping nauwelijks invloed heeft op de waterbeschikbaarheid in het BBM. Wel kan de verdieping op termijn de inzetbaarheid (Ref. 5) van de Spijkenisse inlaat beïnvloeden, die als mitigerende maatregel voor het zout VZM zal fungeren. In het voorliggende onderzoek zijn met het verder verbeterde 3D OSR model enerzijds de conclusies uit het eerdere onderzoek van Deltares (Ref. 6) herijkt en anderzijds het effect van de verdieping op de inzetbaarheid van Spijkenisse nader geanalyseerd. Voor de herijking van de eerdere conclusies aangaande de verzilting van het BBM, zijn met het 3D OSR model dezelfde simulaties uitgevoerd als in het eerdere onderzoek (Ref. 10). Op basis van de nieuwe simulaties is onderzocht of de conclusies nog steeds valide zijn. De verzilting op de Oude Maas is een vergelijkbaar (type A) proces als de verzilting op de Nieuwe Maas. Dit proces wordt bepaald door getijde en rivierafvoer, waarbij de zouttong geleidelijk landinwaarts trekt bij dalende rivierafvoeren, soms tijdelijk beïnvloed door wind/springtij. De mate waarin dit proces wordt versterkt door verdieping, is bepaald op basis van tijdreeksanalyse. Uit deze berekening en statistische nabewerking is ook het effect voor de Oude Maas en Spijkenisse inlaat bepaald. De Spijkenisse inlaat is benodigd in de dagen/weken na een storm waarbij het Haringvliet is verzilt en er een behoorlijke watervraag is uit BBM en is als mitigerende maatregel gedefinieerd voor een zout Volkerak- Zoommeer. hydrologic.nl 35

40 Effect inlaatlocaties Nieuwe Maas en Lek Parksluizen is de belangrijkste van de vier schutsluizen tussen de boezem van Delfland en de Nieuwe Maas. Naast Parksluizen die de Schie met de Nieuwe Maas verbindt, zijn er ook scheepvaartsluisjes bij Vlaardingen en Schiedam. Door het intensievere scheepvaartverkeer neemt Parksluizen circa 90% van de zoutlast voor haar rekening. Daarom is voor Parksluizen onderzocht of en in welke mate de verdieping effect heeft op het watersysteem van het HHDL. Hiertoe zijn de effecten van de verdieping bepaald voor de schutsluis Parksluizen, die de Schie verbindt met de Nieuwe Maas. De vraag is of en in welke mate de zoutbelasting van de boezem van Delfland toeneemt en of het vrij houden van de zoetwaterdoorvoer naar Schieland extra doorspoeling vergt. Deze analyse is uitgevoerd met het onlangs vervaardigde zoutindringingsmodel (Ref. 15) voor de Parksluizen. Door de randvoorwaarde bij de Parkhaven aan te passen kan het effect van de verdieping worden gesimuleerd. Vervolgens is berekend hoeveel extra zoetwater het vergt om eventuele verzilting van de Bergsluis te voorkomen. Deze analyse is in overleg met HHDL uitgevoerd waarbij een extra validatie van het zoutindringingsmodel voor het jaar 2015 heeft plaatsgevonden. Voor Boerengat (gemaal Schilthuis) is onderzocht of en in welke mate de verdieping effect heeft op het inlaatvenster. Hiertoe zijn op basis van de modelresultaten events geïdentificeerd waarbij de grenswaarde van 400 mg/l wordt overschreden en is voor deze events onderzocht of en in welke mate de duur van het inlaatvenster afneemt als gevolg van de verdieping. Op een vergelijkbare wijze is ook voor de inlaatlocaties bij Kinderdijk en Bergambacht het effect van de verdieping bepaald op de inlaatmogelijkheden. Hierbij is tevens rekening gehouden met de inlaatcapaciteit van de kunstwerken in relatie tot de benodigde grootte van het inlaatvenster. Zo kan het inlaatvenster afnemen, zonder dat dit consequenties heeft voor de waterbeschikbaarheid, omdat in de resterende tijd voldoende zoet water kan worden ingelaten Modelverificatie NDB en gevoeligheidsanalyse Alvorens met het NDB model de langjarige reeks is doorgerekend, heeft een extra toets plaatsgevonden van de modelperformance in het interessegebied (HIJ, Lek). Hiertoe zijn verschillende droogtejaren doorgerekend, waarvan de resultaten zijn vergeleken met metingen en met de resultaten van het 3D OSR model. De resultaten hiervan zijn zorgvuldig doorgesproken met een aantal (onafhankelijke) experts (Bijlage G). Onderdeel van de modelverificatie is tevens de collegiale modeltoets die mogelijk is omdat het gehele systeem via beide modellen (1D en 3D) wordt gerepresenteerd. Hoewel de effecten primair op basis van één van beide modellen zijn bepaald, is bij de interpretatie ook steeds de uitkomst van het andere model beschouwd. hydrologic.nl 36

41 Vanwege de complexiteit van het verziltingsproces is tevens een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd, waarbij is gewerkt met bandbreedtes. Deze bandbreedtes doen recht aan de onzekerheden die gepaard gaan met dit soort onderzoeken. In hoofdstuk 6 en Bijlage D zijn de resultaten gegeven van de modelverificatie en gevoeligheidsanalyse. 4.4 Aanpak en (modelleer)uitgangspunten Aanpak In Figuur 17 zijn de stappen gegeven die zijn doorlopen om de effecten van de verdieping en de impact op de gebruiksfuncties inzichtelijk te maken. Allereerst heeft er een verificatie voor 2011 plaatsgevonden, waarna de verdieping fysisch in het 1D model is geïmplementeerd op basis van vergelijking met het 3D OSR model. In overleg met de experts is de meest optimale profielschematisatie vastgesteld, die nauw aansluit bij de werkelijke verdieping en ter hoogte van Krimpen ad IJssel een vergelijkbaar verziltingseffect laat zien als is berekend met het 3D OSR. Na verificatie en implementatie van de verdieping zijn de benodigde simulaties met beide modellen uitgevoerd. Op basis van de modelresultaten is het volledige beoordelingskader gevuld en is het effect van de verdieping en impact op de gebruiksfuncties gekwantificeerd. De resultaten zijn gespiegeld aan de resultaten voortkomend uit de stresstest 2 en een analyse gebaseerd op neuraal netwerk 3 van het systeem van de Rijn-Maasmonding. Tot slot zijn conclusies gerapporteerd. Rapportage Interpretatie Beoordelingskader Effect verdiepingen impact gebruiksfuncties Hoogfrequent Laagfrequent (jaarlijks) (herhalingstijd) Output OSR 3D Stationair Wind Uitsnedes A NDB 1D Dynamisch 50-jaar reeks Natuurlijke samenhang Modellering Stresstest B Neuraal Netwerk Modelverificatie 2011 Modelverificatie 2011 Randvoorwaarden en uitgangspunten Basisdata modellen, klimaat, getijde, rivier, autonome ontwikkelingen, stresstest Input 2 De Stresstest heeft als doel vast te stellen of de Voorkeurstrategie Zoetwater uit het Deltaplan kan blijven worden gevolgd wanneer de negatieve effecten van klimaatontwikkeling, vergroting van de zoetwatervraag en wijzigingen in de infrastructuur zich opstapelen (bovenop de ontwikkelingen die al zijn voorzien in de Deltascenario s en/of maatregelen-pakketten van DPZW). In het kader van de stresstest is onder meer onderzoek gedaan naar de effecten van de verdieping. 3 Met het neurale netwerk (dat in het kader van het Deltaprogramma is getraind, Ref. 26) is een relatie gelegd tussen de rivierafvoer/ het getijde en het chloridegehalte bij Krimpen op basis van metingen. Met dit neurale netwerk is de KWA frequentie geschat voor de gehele afvoerreeks bij Lobith (vanaf 1901). Het neurale netwerk wordt met en zonder verdieping doorgerekend waarbij de inzetfrequentie en duur van de KWA wordt bepaald. hydrologic.nl 37

42 Figuur 17. Overzicht van de stappen die worden doorlopen om het effect van de verdieping en impact op de gebruiksfuncties inzichtelijk te maken. In Tabel 6 is een overzicht gegeven van de berekeningen die met het 3D OSR en het 1D NDB model zijn uitgevoerd. Tabel 6. Overzicht van de sommen die met het 3D OSR en het 1D NDB model worden uitgevoerd. Voor koppeling met beoordelingskader zie tekst onder figuur 14. 3D OSR model 1D NDB model A. Verificatie A. Verificatie som voor afregeling 3D/1D (zonder verdieping) som voor afregeling 3D/1D (met verdieping) som voor afregeling 3D/1D (zonder verdieping) som afregeling (met verdieping) schematisatie profielen I som afregeling (met verdieping) schematisatie profielen II som afregeling (met verdieping) schematisatie profielen III B. Simulaties 2025 B. Simulaties m 3 /s zonder verdieping jarige reeks zonder verdieping m 3 /s zonder verdieping jarige reeks met verdieping m 3 /s zonder verdieping m 3 /s zonder verdieping m 3 /s met verdieping m 3 /s met verdieping m 3 /s met verdieping m 3 /s met verdieping C. Simulaties tussenfase C. Tussenfase m 3 /s met gedeeltelijke verdieping N.v.t m 3 /s met gedeeltelijke verdieping D. Simulaties wind 2025 D. Simulaties wind m 3 /s zonder verdieping N.v.t m 3 /s met verdieping E. Simulaties 2050 E. Simulaties m 3 /s zonder verdieping jarige reeks zonder verdieping m 3 /s met verdieping jarige reeks met verdieping F. Simulaties zonder zout VZM F. Simulaties mitigerende maatregelen m 3 /s zonder verdieping 9. KWA m 3 /s met verdieping 10. Hagestein Uitgangspunten Voor de (modelleer)uitgangspunten is waar mogelijk aangesloten bij het Deltaprogramma zoetwater. Voor de simulaties is gebruik gemaakt van het 3D OSR model en het 1D NDB model 4 De verdieping van de Nieuwe Waterweg kan op verschillende manieren worden geschematiseerd in het 1D model. Verschillende profiel schematisaties zijn beproefd, waarna een keuze is gemaakt voor de schematisatie waarmee de resultaten van het 3D model het best worden nagebootst. hydrologic.nl 38

43 Met het 1D NDB model is een dynamische historische tijdreeksanalyse uitgevoerd (waarbij de eerste 5 jaar als inloop wordt beschouwd). Voor de randvoorwaarden (debieten op de bovenranden en waterstand benedenstrooms) is uitgegaan van de gegevens zoals deze door Deltares zijn aangeleverd en in het kader van het Deltaprogramma zijn toegepast. De watervraag uit het NHI (voor de te beschouwen 50 jaar) dient als basis voor onttrekkingen (hierin zijn meteorologische effecten als verdamping en neerslag verwerkt). Het klimaateffect (voor het zichtjaar 2050) wordt conform het Deltaprogramma Zoetwater doorvertaald naar de rivierafvoer en de zeespiegelrijzing (verhoging middenstand) Autonome ontwikkelingen en klimaat Autonome ontwikkelingen De effecten van de verdieping zijn primair in beeld gebracht voor 2025 (Referentie), inclusief autonome ontwikkelingen. In het gebied zijn de volgende autonome ontwikkelingen relevant: KWA+ - scenario 2021 (fase 1). Scenario 2028 (fase 2 KWA+) is meegenomen in de gevoeligheidsanalyse. Grote Zeesluis IJmuiden: om de effecten van de nieuwe zeesluis te compenseren is mogelijk een extra watervraag van 20 m 3 /s aan het hoofdwatersysteem (HWS) nodig. Dit worst case uitgangspunt geldt voor voorliggend onderzoek. Zout Volkerak-Zoommeer (VZM): een zout VZM zorgt voor een extra zoutbelasting van het Haringvliet bij de Volkeraksluizen, maar geen extra zoetwatervraag ten opzichte van de referentiesituatie. Maatregel Roode Vaart: deze maatregel voorziet in de watervoorziening van een deel van West Brabant bij een zout VZM. De maatregel Roode Vaart geldt als extra zoetwateronttrekking uit het HWS. Breeddiep (verruiming van de doorvaart tussen Splitsingsdam en landtong Rozenburg). Het Kierbesluit wordt verondersteld in 2025 te zijn geïmplementeerd, waarbij het uitgangspunt is dat dit niet tot een verhoging van de achtergrondconcentratie van het zoutgehalte op het Spui leidt. Voor het Kierbesluit is daarom geen modelaanpassing doorgevoerd. Klimaat Klimaatverandering heeft naar verwachting effect op rivierafvoer, meteorologische omstandigheden (wind, neerslag, verdamping (watervraag)) en zeespiegelstijging. Voorgesteld wordt om voor de 2025 situatie geen klimaateffect door te rekenen voor wat betreft rivierafvoer, zeespiegelrijzing, watervraag en wind. Onderstaand wordt onderbouwd dat dit mogelijke effect zeer beperkt is en ruimschoots binnen de onzekerheid van de analyse valt. Voor de doorkijk voor 2050 wordt voorgesteld het klimaateffect conform het meest hydrologic.nl 39

44 extreme KNMI scenario door te rekenen, en hierbij gebruik te maken van de in het Deltaprogramma uitgevoerde vertaling van de (2006) klimaatscenario s naar Rijnafvoer, zeespiegelrijzing en watervraag (berekend). De KNMI 2006 klimaatscenario s maken onderscheid tussen (Figuur 18): De wereldwijde temperatuurstijging: gematigd (G) of warm (W). De verandering van luchtstromingspatronen: gewijzigde (+) of ongewijzigde waarde. Figuur 18. KNMI'06-klimaatscenario's (Ref. 17). Wanneer voor het zichtjaar 2025 wordt uitgegaan van een gemiddelde stijging van 2 millimeter per jaar (huidige klimaat), betekent dit een zeespiegelstijging van 2 centimeter. Dit is verwaarloosbaar en daarom wordt voorgesteld hier geen rekening mee te houden. In de worst case situatie voor zichtjaar 2050 bedraagt de zeespiegelstijging 0.35 m in Verder neemt het neerslagtekort toe voor alle klimaatscenario s. Hoewel dit geen directe invloed heeft op de externe verzilting, zal dit de watervraag en daarmee de onttrekking bij de innamepunten vergroten. In het Deltaprogramma zijn de consequenties richting watervraag bepaald. Voorgesteld wordt om voor 2025 te rekenen met de huidige watervraag zoals deze in het Deltaprogramma is bepaald en voor de doorkijk naar 2050 te rekenen met de watervraag conform het WARM scenario. De klimaatscenario s van het KNMI zijn in de Deltascenario s -in combinatie met WLO scenario s voor sociaal-economische ontwikkelingen- vertaald naar de gevolgen voor de Rijnafvoer. Voor lage afvoeren met een herhalingstijd van eens per 10 jaar varieert de verwachting voor zichtjaar 2050 van 520 tot 650 m 3 /s, met 630 m 3 /s als referentiewaarde (Ref. 3). Voor 2025 wordt gerekend met de werkelijke gemeten reeks bij Lobith. Voor 2050 wordt het in het Deltaprogramma toegepaste klimaateffect conform WARM op de Rijnafvoer meegenomen. Hierbij moet worden opgemerkt dat het gehanteerde 2050 W+ klimaatscenario behoorlijk extreem is (vooral qua afname van de Lobith afvoer) en inmiddels buiten de range van de nieuwe klimaatscenario s (2013) van het KNMI valt. De doorkijk naar 2050 geeft daarmee een worst case scenario. hydrologic.nl 40

45 5 Resultaten 5.1 Inleiding In par. 5.2 zijn de effecten van de verdieping op de deelsystemen en gebruiksfuncties gegeven. Het geheel aan effecten is vervolgens gebundeld in het beoordelingskader, waarmee de impact van de verdieping op de gebruiksfuncties is gekwantificeerd conform de MER methodiek (Tabel 7). De effecten van de verdieping voor het deel van het watersysteem dat met hoogfrequente dan wel achterwaartse verzilting te maken heeft (Nieuwe Maas, Oude Maas, Spui, Haringvliet en het Hollandsch Diep ) volgen uit het OSR model. De effecten van de verdieping voor het deel van het watersysteem dat met laagfrequente verzilting te maken heeft (Lek, Hollandse IJssel en Noord) zijn met behulp van het NDB model bepaald. Hierbij is tevens onderzocht of en in welke mate de overschrijding van de grenswaarde toeneemt als gevolg van de verdieping. Tabel 7. Wijze van beoordelen van de effecten per deelsysteem (impact). Impact Omschrijving Er is sprake van zodanig forse achteruitgang in de zoetwaterbeschikbaarheid*, dat dit regelmatig leidt tot een substantieel watertekort voor een of meer gebruiksfuncties. - - Er is sprake van zodanige achteruitgang in de zoetwaterbeschikbaarheid*, dat dit soms leidt tot een substantieel watertekort voor een of meer gebruiksfuncties. - Er is beperkte achteruitgang in de zoetwaterbeschikbaarheid*, zonder dat dit leidt tot een substantieel watertekort voor een of meer gebruiksfuncties. 0 Er is geen verandering in de zoetwaterbeschikbaarheid* voor de gebruiksfuncties. + Nvt + + Nvt Nvt * zoetwaterbeschikbaarheid heeft zowel een kwantitatieve als kwalitatieve component: het betreft de beschikbaarheid van voldoende water van de juiste kwaliteit. Het effect van de verdieping is bepaald voor de Referentie, dit is de situatie 2025 inclusief autonome ontwikkelingen. De resultaten hiervan worden beschreven in paragraaf 5.2. De Referentie is doorgerekend met het 1D NDB (50 jarige tijdreeks) en 3D OSR ( afvoeren). Naast de Referentie is ook een Doorkijk 2050 gesimuleerd met NDB door deze door te rekenen met een 35 jarige tijdreeks voor zichtjaar 2050 en klimaatscenario W+ (par. 5.3). Vooral bedoeld om vast te stellen of de effecten van de verdieping van vergelijkbare orde zijn als in In par. 5.4 zijn ten slotte de verkennende resultaten gegeven van een aantal effectgerichte mitigerende maatregelen. hydrologic.nl 41

46 Chloridegehalte (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER 5.2 Referentiesituatie (huidig klimaat) Effect verdieping op deelsystemen In het gevulde beoordelingskader zijn de effecten voor alle onttrekkingslocaties expliciet gemaakt. Voor het merendeel (80%) van de onttrekkingslocaties wordt de impact beoordeeld als neutraal (o): geen verandering in de zoetwaterbeschikbaarheid voor de gebruiksfuncties, noch achteruitgang van de kwaliteit van het onttrokken water. Met name in het gebied dat met laagfrequente verzilting te maken heeft, heeft de verdieping vrijwel geen effect. In het gebied dat met hoogfrequente verzilting te maken heeft, heeft de verdieping wel effect en nemen de gemiddelde chlorideconcentraties en overschrijdingsfrequentie van de grenswaarden toe. Lek Voor het Lek systeem veranderen de veel voorkomende concentraties (50% en 90% percentielen) als gevolg van de verdieping niet. Alleen benedenstrooms op de Lek bij Kinderdijk wordt als gevolg van de verdieping de grenswaarde van 150 mg/l iets vaker overschreden (van 1.2% naar 1.6% van de zomerperiode). Ter illustratie zijn de resultaten van Bergambacht en Kinderdijk gegeven. In Figuur 19 is het effect van de verdieping gegeven ter hoogte van Bergambacht. Het effect van de verdieping is niet lineair, maar is met name tijdens perioden van lage afvoeren merkbaar. Tijdens hoge afvoeren heeft de verdieping geen effect op het chloridegehalte. 500 Bergambacht Met verdieping Zonder verdieping Figuur 19. Effect van de verdieping ter hoogte van Bergambacht (gedurende 50 jaar). In Figuur 20 is voor 1976 het effect van de verdieping gegeven ter hoogte van Bergambacht. Als gevolg van de verdieping wordt een (iets) hoger chloridegehalte berekend en wordt de grenswaarde van 150 mg/l voor drinkwateronttrekking (kortstondig) overschreden. hydrologic.nl 42

47 Chloridegehalte (mg/l) Chloridegehalte (mg/l) Bergambacht Met verdieping Zonder verdieping Figuur 20. Effect van de verdieping ter hoogte van Bergambacht in 1976 (gebaseerd op dagwaarden). In Figuur 21 zijn voor Bergambacht de resultaten gegeven voor Zowel met als zonder verdieping wordt de grenswaarde overschreden. Als gevolg van de verdieping wordt een hoger chloridegehalte berekend. 500 Bergambacht Met verdieping Zonder verdieping Figuur 21. Effect van de verdieping ter hoogte van Bergambacht in 2003 (gebaseerd op dagwaarden). In Figuur 22 zijn voor Bergambacht de resultaten gegeven voor In 2011 wordt de grenswaarde zowel in de referentiesituatie als in de situatie met verdieping niet overschreden. Omdat er op deze locatie in 2011 geen sprake is van verzilting, is het verschil tussen de referentiesituatie en situatie met verdieping verwaarloosbaar. hydrologic.nl 43

48 Chloridegehalte (mg/l) Chloridegehalte (mg/l) Bergambacht Met verdieping Zonder verdieping Figuur 22. Effect van de verdieping ter hoogte van Bergambacht in 2011 (gebaseerd op dagwaarden). Bij Bergambacht is momenteel een noodinlaat van Dunea. Over de 50-jarige reeks wordt de kritische waarde van 150 mg/l 0.04% meer overschreden (0.4% in totaal, is 30 dagen in 50 jaar) als gevolg van de verdieping. In het droogtejaar (1976) neemt het inlaatvenster af met 1 tot 2 uur (vergelijkbaar met Kinderdijk en Boerengat). Of er in deze extreme situaties een probleem is, hangt af van de inlaatcapaciteit en/of de buffer. Bij enige buffer (of hoge inlaatcapaciteit) is er ook in een type 1976-jaar geen sprake van een watertekort. In Figuur 23 zijn voor 1976 voor Kinderdijk de resultaten gegeven van de referentiesituatie en de situatie met verdieping. De grenswaarde van 150 mg/l wordt op deze locatie zowel in de referentiesituatie als in de situatie met verdieping een deel van de dag overschreden Kinderdijk Met verdieping Zonder verdieping Figuur 23. Effect van de verdieping ter hoogte van Kinderdijk in 1976 (gebaseerd op uurwaarden) hydrologic.nl 44

49 Chloridegehalte (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER In Figuur 24 is ter illustratie een uitsnede gegeven van juli Als gevolg van de verdieping neemt de chlorideconcentratie toe, overigens zijn de verschillen in de perioden van vloed groter dan in de perioden van eb Kinderdijk Chloridegehalte (mg/l) Zonder verdieping Met verdieping Figuur 24. Effect van de verdieping ter hoogte van Kinderdijk in 1976 (gebaseerd op uurwaarden, uitsnede van juli 1976). In Figuur 25 zijn voor Kinderdijk de resultaten gegeven voor Ook in deze periode wordt de grenswaarde overschreden en is het chloridegehalte als gevolg van de verdieping hoger dan in de referentiesituatie Kinderdijk Met verdieping Zonder verdieping Figuur 25. Effect van de verdieping ter hoogte van Kinderdijk in 2003 (gebaseerd op uurwaarden). hydrologic.nl 45

50 In Figuur 26 zijn voor Kinderdijk de resultaten gegeven voor In 2011 blijkt de verzilting beperkt, zowel in de referentiesituatie als in de situatie met verdieping blijkt de grenswaarde van 150 mg/l (kortstondig) te worden overschreden Kinderdijk 1400 Chloridegehalte (mg/l) Met verdieping Zonder verdieping Figuur 26. Effect van de verdieping ter hoogte van Kinderdijk in 2011 (gebaseerd op uurwaarden). Op basis van de langjarige reeks is onderzocht in welke mate de verdieping effect heeft op het inlaatvenster bij Kinderdijk. Hiervoor zijn events geïdentificeerd waarbij de grenswaarde van 150 mg/l wordt overschreden en is onderzocht of en in welke mate de overschrijdingsduur als gevolg van de verdieping toeneemt (en daarmee het inlaatvenster afneemt). De afname van de duur van het inlaatvenster varieert in het overgrote deel van de gevallen (85%) tussen de 0 en 2 uur. In Figuur 27 wordt het verschil gegeven voor de meest verzilte zomer in de 50 jaar, In de maand juli zijn de inlaatvensters absoluut het kleinst en neemt het venster met 2.23 uur af. Echter vanwege de grote inlaatcapaciteit van Kinderdijk is kan er ook in deze extreme julimaand voldoende water worden ingelaten. Dit wordt hieronder nader toegelicht. Omdat bij Kinderdijk sprake is van een grote inlaatcapaciteit (ca. 40 m 3 /s, Ref. 27) is slechts enkele uren inlaat op een dag voldoende (ca. 3 uur) om de maatgevende watervraag te leveren (ca. 4 m 3 /s tot 5 m 3 /s, Ref. 27). De analyse wijst uit dat ook in de huidige situatie reeds situaties optreden, waarbij gedurende één of meerdere dagen geen water kan worden ingelaten vanwege het (te hoge) chloridegehalte. Zo geeft het waterschap bijvoorbeeld aan dat de inlaat in 2003 tijdelijk gesloten is geweest vanwege het hoge chloridegehalte (> 1000 mg/l, zie ook Figuur 25). De verdieping zorgt er voor dat dergelijke situaties enkele uren langer duren. hydrologic.nl 46

51 Figuur 27. Verschil in duur (uren) tussen situatie met en zonder verdieping voor de zomer van het meest verzilte jaar in 1976 (onder) en een matig droog jaar (1989). Op maandbasis is een analyse uitgevoerd om te bepalen of kan worden voorzien in de watervraag, zowel in de referentiesituatie als in de situatie met verdieping. Hierbij is rekening gehouden met een constante watervraag (worst case) en de werkelijke inlaatmogelijkheden (rekening houdend met het chloridegehalte en de getijdewerking). Op maandbasis blijkt zelfs in 1976 in de zomermaanden (juli, augustus, september) voldoende water beschikbaar om de Alblasserwaard via Kinderdijk in zoetwater met een kwaliteit van 150 mg/l te voorzien. De meest kritische functie in de Alblasserwaard is natuur, in het bijzonder het riviertje de Alblas. Hieraan is een zomergemiddelde kwaliteitswaarde van 150 mg/l gekoppeld. Verder bovenstrooms op de Lek bij Koekoek worden kritische grenswaarden in zomerperioden gedurende de gehele 50 jarige reeks voor regionale onttrekkingen nooit overschreden. De impact van de verdieping voor Lek wordt beoordeeld als neutraal (o). Er kan nog steeds in de zoetwaterbehoefte van de gebruiksfuncties (Kinderdijk, Koekoek, Krimpenerwaard, Bergambacht) worden voorzien. Ook is er geen sprake van achteruitgang van de kwaliteit van het onttrokken water (50% en 90% percentiel veranderen niet). Hollandsche IJssel De Hollandsche IJssel is in de huidige situatie gevoeliger voor verzilting dan de Lek. In Figuur 28 is het effect van de verdieping gegeven ter hoogte van de Snelle Sluis. De overschrijding van de grenswaarde van 400 mg/l voor de gehele periode van 50 jaar neemt toe met 21 dagen (tot 63 dagen). Overigens is de procentuele overschrijding beperkt, de toename bedraagt ten opzichte van het totaal aantal dagen in de zomerperiode (gedurende 50 jaar) minder dan 1%. hydrologic.nl 47

52 Chloridegehalte (mg/l) Chloridegehalte (mg/l) Snelle Sluis Met verdieping Zonder verdieping Figuur 28. Effect van de verdieping op het chloridegehalte ter hoogte van Snelle Sluis. In Figuur 29 is het effect gegeven van de verdieping op het chloridegehalte ter hoogte van Krimpen aan de IJssel. In de meest verzilte zomers van de afgelopen 50 jaar (ca. 10%) neemt het totaal aantal overschrijdingsdagen toe met 23 naar 153 in totaal (ca. 18%). Ook in dit geval bedraagt de toename ten opzichte van het totaal aantal dagen in de zomerperiode (gedurende 50 jaar) minder dan 1%. Krimpen aan de IJssel Met verdieping Zonder verdieping Figuur 29. Effect van de verdieping op het chloridegehalte ter hoogte van Krimpen aan de IJssel. Het effect van de verdieping is ook terug te vinden in de gemiddelde chloride waarden, zij het beperkt. De 50% waarde blijft gelijk, maar het 90% percentiel neemt toe met 2 mg/l. Ter hydrologic.nl 48

53 hoogte van Krimpen aan de IJssel wordt de grenswaarde van 250 mg/l (die geldt als één van de criteria voor de inzet van de KWA) vaker overschreden. In Figuur 41 is het effect van de verdieping op het chloridegehalte ter hoogte van Krimpen aan de IJssel gegeven voor 1976 (de meest extreme verzilting in de 50-jarige reeks). De overschrijdingsduur van de grenswaarde van 250 mg/l neemt beperkt toe. Uit de analyse van de 50 jaar blijkt dat de verdieping niet leidt tot een frequentere inzet van de KWA: deze wordt in beide situaties (referentie en situatie met verdieping) gedurende de reeks van 50 jaar 3 keer ingezet. Wel neemt de inzetduur van de KWA toe met gemiddeld circa 5 dagen per keer (ordegrootte één week). De impact van de verdieping voor de Hollandsche IJssel wordt beoordeeld als licht negatief (-): er is beperkte achteruitgang in de zoetwaterbeschikbaarheid, zonder dat dit leidt tot een substantieel watertekort voor een of meer gebruiksfuncties. Door iets langere inzet van de KWA (fase 1) wordt voorzien in de zoetwaterbehoefte van de achterliggende gebruiksfuncties. Krimpen aan de IJssel Chloridegehalte (mg/l) Met verdieping Zonder verdieping Figuur 30. Effect van de verdieping op het chloridegehalten ter hoogte van Krimpen aan de IJssel (1976, gebaseerd op dagwaarden). In Figuur 31 zijn de resultaten gegeven voor Krimpen aan de IJssel voor hydrologic.nl 49

54 Krimpen aan de IJssel Chloridegehalte (mg/l) Met verdieping Zonder verdieping Figuur 31. Effect van de verdieping op het chloridegehalten ter hoogte van Krimpen aan de IJssel (2003, gebaseerd op dagwaarden). Noord Voor de Noord veranderen de gemiddelde concentraties (50% en 90%) niet als gevolg van de verdieping. Hiermee treedt er geen negatief effect op voor de oeverinfiltratie bij Ridderkerk. Ter hoogte van het inlaatpunt dat Papendrecht Hoog van zoetwater voorziet, veranderen de 50% en 90% percentielen niet, maar wordt de grenswaarde tijdens vloed iets vaker overschreden, zonder dat dit leidt tot een substantiële afname van het inlaatvenster. Brielse Meer Het Brielse Meer systeem is vooral gevoelig voor achterwaartse verzilting als gevolg van (storm)opzet. De verdieping zorgt ervoor dat zoutinstroom via het Spui met circa 1 % toeneemt (effect is geconstateerd op het punt waar de Bernisse uitmondt in het Spui, Ref. 25). In Figuur 32 zijn de resultaten gegeven zoals deze voor Bernisse met het OSR zijn berekend voor een afvoer van 1000 m 3 /s, waarbij op twee momenten een storm is gesimuleerd. Uit deze figuur blijkt dat de verschillen tussen de situatie met en zonder verdieping nauwelijks waar te nemen zijn. hydrologic.nl 50

55 Figuur 32. Resultaten windberekening Bernisse voor situatie met en zonder verdieping (OSR berekening met een afvoer van 1000 m 3 /s, Ref. 25). In Figuur 33 zijn de resultaten gegeven zoals deze voor Spijkenisse met het OSR zijn berekend voor een afvoer van 1000 m 3 /s met windopzet. Ook op deze locatie blijken de verschillen tussen de situatie met en zonder verdieping < 1%. Figuur 33. Resultaten windberekening Spijkenisse voor situatie met een zonder verdieping (OSR berekening met een afvoer van 1000 m 3 /s, Ref. 25). hydrologic.nl 51

56 De verdieping zorgt op de Oude Maas vooral voor hogere piekconcentraties bij vloed, maar niet tot afname van het inlaatvenster bij lage afvoeren ( m 3 /s). Zo is bij 1200 m 3 /s het inlaatvenster met en zonder verdieping ruim 3u per dag. Vanwege de hoge inlaatcapaciteit bij Spijkenisse kan er zelfs met een beperkt inlaatvenster voldoende water worden ingelaten. Bij toenemende rivierdebieten neemt het inlaatvenster verder toe, waarbij vanaf rivierafvoeren van m 3 /s de Haringvlietsluizen verder opengaan en het zout uit het Haringvliet naar zee wordt gespoeld. Bij een gemiddelde rivierafvoer van 2300 m 3 /s is het inlaatvenster bij Spijkenisse circa 10u per dag, en neemt 2% af door de verdieping. Onder deze omstandigheden is het inlaatvenster ruim genoeg, en is überhaupt geen sprake van negatieve effecten als gevolg van achterwaartse verzilting doordat er bij de Haringvlietsluizen wordt gespuid. Doordat de inlaatvensters bij Bernisse en Spijkenisse door de verdieping in het relevante domein nauwelijks (1% of minder) worden verkort, treedt er geen verslechtering van de watervoorziening vanuit het Brielse Meer op. De situatie van achterwaartse verzilting waarbij zout het Haringvliet opdringt, treedt sporadisch op als gevolg van forse opzet op zee: omstandigheden die veelal niet samenvallen met hoge watervraag. De verdieping zorgt onder deze specifieke omstandigheden tot een 1% hogere zoutflux naar het Haringvliet. Deze zeer beperkte verhoging in combinatie met de lage kans van voorkomen, zorgt ervoor dat de gemiddelde chlorideconcentraties op het Haringvliet niet worden beïnvloed door de verdieping. Zodoende veroorzaakt de verdieping geen verkleining van de vrije speelruimte die nodig is voor implementatie van de Kier en mogelijk ook het zout Volkerak-Zoommeer. De impact van de verdieping voor BBM wordt daarom beoordeeld als neutraal (o): er is geen verandering in de zoetwaterbeschikbaarheid voor de gebruiksfuncties, noch achteruitgang van de kwaliteit van het onttrokken water. De reden voor dit kleine effect is het type verziltingsmechanisme dat wordt gedreven door windopzet waardoor in korte tijd een grote hoeveelheid zout zeewater het Spui intrekt. De mate van opzet en de rivierafvoer zijn hierin de drijvende krachten en de verdieping zorgt hooguit voor iets hogere initiële chloride gehaltes op de Oude Maas. Vooral een zout VZM zal veel bepalender zijn voor de zoetwatervoorziening vanuit het Brielse Meer dan de verdieping (Figuur 34). Door het zoutlek bij het VZM laadt het Haringvliet bij lage afvoeren langzaam op en keert het systeem om. Zo is in de figuur zichtbaar dat de vloedstroming via Oude Maas en Spui zorgt voor verzoeting van het Haringvliet, terwijl in de huidige situatie het omgekeerde het geval kan zijn. hydrologic.nl 52

57 Figuur 34. Resultaten semi-stationaire berekening Bernisse voor situatie met en zonder verdieping en een zout VZM (OSR berekening met een afvoer van 1000 m 3 /s en een zout VZM, Ref. 25). Ter vergelijking zijn in Figuur 35 de resultaten gegeven voor de simulatie waarbij ook een zoet Volkerak Zoommeer is doorgerekend. Uit deze figuur blijkt dat de achtergrondconcentratie op de Bernisse als gevolg van het zout VZM met ca. 50 mg/l toeneemt. Figuur 35. Resultaten semi-stationaire berekening Bernisse voor situatie met en zonder verdieping en een zoet en zout Volkerak Zoommeer (OSR berekening met een afvoer van 1000 m 3 /s, Ref. 25). hydrologic.nl 53

58 Nieuwe Maas Als gevolg van de verdieping neemt de verzilting op de Nieuwe Maas toe: zowel een verhoging van de gemiddelde concentraties als een verhoging van de overschrijdingsfrequenties van de grenswaarden. In Figuur 36 en Figuur 38 zijn de OSR resultaten gegeven voor respectievelijk Boerengat en de Parksluizen. Als gevolg van de verdieping neemt het chloridegehalte toe. Figuur 36. Resultaten semi-stationaire berekening Boerengat voor situatie met en zonder verdieping (OSR berekening met een afvoer van 1000 m 3 /s, Ref. 25). Voor de inlaten bij de stad Rotterdam (Boerengat en Parksluizen) is nader onderzoek gedaan naar respectievelijk de inlaatvensters (of en in welke mate nemen deze bij gemaal Schilthuis af) en de effecten op de boezem van Delfland (is extra water benodigd om de boezem van Delfland zoet te houden). Op basis van de langjarige reeks is onderzocht in welke mate de verdieping effect heeft op het inlaatvenster bij Boerengat. De afname van de duur van het inlaatvenster varieert in het overgrote deel van de reeks (93%) tussen de 0 en 2 uur (Figuur 39). In Figuur 37 is de verandering van het inlaatvenster voor de zomermaanden van 1976 gegeven. Figuur 37. Verschil inlaatvenster bij Boerengat in uren tussen situatie met en zonder verdieping voor de zomer van het meest verzilte jaar in hydrologic.nl 54

59 Figuur 38. Resultaten semi-stationaire berekening Parkhaven voor situatie met en zonder verdieping (OSR berekening met een afvoer van 1000 m 3 /s, Ref. 25). 45% Verschil in duur (uren) tussen situatie met verdieping en referentie Percentage van de events 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Verschil in duur (uren) tussen situatie met verdieping en referentie Figuur 39. Verschil in duur (uren) inlaatvenster Boerengat tussen situatie met en zonder verdieping. Aanvullend hierop is ingezoomd op de maatgevende droge jaren 1976, 2003 en In de zomermaanden van deze jaren (juli, augustus, september) neemt het inlaatvenster af met uur per dag. Daarmee kan worden gesteld dat een afname van het inlaatvenster met 2 uur per dag een veilig uitgangspunt is. Deze afname van 2 uur komt overeen met een afname van de daggemiddelde inlaatcapaciteit van gemiddeld ca. 0.2 m 3 /s. Hierbij is uitgegaan van een inlaatcapaciteit van maximaal 2.5 m 3 /s. De inlaatcapaciteit neemt bij kleinere verhangen af, bij een lagere inlaatcapaciteit zal de relatieve afname kleiner zijn. hydrologic.nl 55

60 Voor de zoetwatervoorziening van Schieland via Boerengat is daarmee het effect uitgedrukt in verminderde zoetwateraanvoer van maximaal 0.2 m 3 /s. De verhoging van het chloridegehalte op de Nieuwe Maas leidt tevens tot een zwaardere zoutbelasting van de boezem van het HHDL. Als gevolg van hogere chlorideconcentraties komt o.a. bij de Parksluizen (verantwoordelijk voor ca. 90% van de zoutvracht van de vier schutsluizen) zouter water binnen en is meer water benodigd om het zoute water weg te spoelen. Met behulp van een zoutmodel van de Parksluizen (Ref. 15) is het effect van de verdieping gesimuleerd en is bepaald wat dit betekent voor het watersysteem van Delfland. Als gevolg van de verdieping zijn 1 tot maximaal 2 extra spoelbeurten benodigd om verzilting van de Bergsluis te voorkomen. Op basis van het model is tevens het volume aan water bepaald dat is benodigd voor het spoelen. Op maandbasis gaat dit om een hoeveelheid van ca. 0.1 tot 0.2 m 3 /s. In het kader van slim watermanagement overweegt Delfland Parksluizen te gaan inzetten als tijdelijke zoetwaterinlaat, wanneer de Rijnafvoer groot genoeg is dat de Parkhaven een deel van de getijdecyclus zoet is. Dit kan soelaas bieden in zomers waar een hogere rivierafvoer volgt op een droge periode waarin Delflands boezem is opgeladen met chloride en/of nutriënten. Bijvoorbeeld in de zomer van 2014 was de waterkwaliteit in Parkhaven op een gegeven moment beter dan de waterkwaliteit in Delflands boezem. Het openzetten van de Parksluizen kan dan zinvol zijn om de boezem door te spoelen, waarmee ook een betere uitgangspositie wordt gecreëerd voor een volgende lage afvoerperiode. De ideevorming over deze maatregel is in het beginstadium en dient nog verder uit te kristalliseren. Dan ook pas kan worden beoordeeld of de verdieping de inzetbaarheid van deze eventuele slim watermanagementmaatregel beperkt. Hoewel de inlaatvensters door de verdieping bij Parksluizen afnemen, is het de vraag of dit negatief doorwerkt voor de beoogde maatregel. De verwachting is immers dat een dergelijke zoetspoelmaatregel sporadisch (bij een voldoende hoge rijnafvoer, aansluitend op een lage rijnafvoer waarbij enige verzilting van de boezem heeft opgetreden) zal worden ingezet, bijvoorbeeld enkele momenten tijdens een droge, dynamische zomer. Ook is de verwachting dat door het (gecontroleerd) openen van de sluizen er een relatief korte periode veel water wordt ingelaten. Net als bij Kinderdijk, hoeft een afnemend inlaatvenster bij een forse inlaatcapaciteit niet automatisch tot achteruitgang van de waterbeschikbaarheid leiden. Het effect van de verdieping voor de Nieuwe Maas (Boerengat en Parksluizen) kan worden uitgedrukt in een verlaging van de zoetwaterbeschikbaarheid van circa 0.4 m 3 /s. De impact van de verdieping voor Nieuwe Maas wordt beoordeeld als licht negatief (-): er is beperkte achteruitgang in de zoetwaterbeschikbaarheid, zonder dat dit leidt tot een substantieel watertekort voor één of meer gebruiksfuncties. Het maximale tekort is 0.4 m 3 /s, waarbij ook nog geldt dat Boerengat onder maatgevende laagwater omstandigheden in de huidige situatie al niet meer inzetbaar is. hydrologic.nl 56

61 Oude Maas Voor de Oude Maas is het effect van de verdieping op het beschikbare inlaatvenster bij Spijkenisse verwaarloosbaar (voor nadere toelichting wordt verwezen naar Brielse Meer in zelfde hoofdstuk (pagina 53)). In Figuur 40 zijn de resultaten gegeven van de OSR berekeningen voor Spijkenisse. Hoewel de gemiddelde waarden (relatief) beperkt toenemen (vooral door hogere piekwaarden bij vloed), is het effect op de inlaatmogelijkheden nihil, deze verslechteren nauwelijks (1% of minder) als gevolg van de verdieping (o). Figuur 40. Resultaten semi-stationaire berekening Spijkenisse voor situatie met en zonder verdieping (OSR berekening met een afvoer van 1000 m 3 /s, Ref. 25) Effect verdieping op gebruiksfuncties Drinkwater Het effect van de verdieping voor de gebruiksfunctie drinkwater is verwaarloosbaar. Voor de oeverinfiltratie langs de Noord en Lek zijn de gemiddelde waarden van belang (KRW); deze nemen niet toe. Voor de oppervlaktewateronttrekking uit de Lek, de Oude Maas (noodinlaat voor de Beerenplaat), de Biesbosch (Gat van Kerksloot) en het Haringvliet (Middelharnis) is ook de overschrijding van de grenswaarde van belang. Het aantal dagen overschrijding van de 150 mg/l norm neemt niet (Gat van Kerksloot) of zeer beperkt (Bergambacht) toe. De inlaat bij Bergambacht is nu nog een noodinlaat. Mocht deze in de toekomst een permanente functie krijgen en tegelijkertijd het klimaat zich ongunstig ontwikkelen, verdient het aanbeveling na te gaan wat Hagestein voor het borgen van de drinkwatervoorziening kan betekenen (zie ook par. 5.4). hydrologic.nl 57

62 Natuur (KRW en Natura 2000) Het effect van de verdieping op de natuur (KRW waterlichamen en Natura 2000 gebieden) is in het bovenstroomse deel van de Rijn-Maasmonding, dat met laagfrequente verzilting te maken heeft, zeer beperkt. De gemiddelde zoutgehalten van de Lek en de Noord veranderen niet als gevolg van de verdieping. In het benedenstroomse deel van de RMM, dat met hoogfrequente verzilting te maken heeft, zijn de effecten groter. De gemiddelde waarden (uitgaande van de 3D OSR berekeningen die voor 2300 m 3 /s zijn uitgevoerd) nemen toe, waarbij de toename van de gemiddelde waarde als gevolg van de verdieping varieert van 29 mg/l ter hoogte van Boerengat (Nieuwe Maas) tot 35 mg/l ter hoogte van Spijkenisse (Oude Maas) en 271 mg/l ter hoogte van Schiedam (Nieuwe Maas). Inlaat regionale systemen De effecten van de verdieping op de inlaatlocaties van de drie belangrijkste zoetwaterbronnen zijn beperkt (Lek, Hollandse IJssel en Bernisse/Brielse Meer); de gemiddelde waarden, 50% en 90% percentielen nemen niet of nauwelijks (< 5mg/l) toe. De overschrijdingsfrequentie van de grenswaarden (aantal dagen dat een grenswaarde wordt overschreden) neemt wel (beperkt) toe, met name in het meest benedenstrooms gelegen inlaatpunt bij Kinderdijk (van 1.2% naar 1.6% ~ 30 dagen extra). Vanwege de hoge inlaatcapaciteit blijft echter nog voldoende zoetwater beschikbaar om aan de watervraag bij Kinderdijk te voldoen. Voor de Hollandse IJssel is de inzet van de KWA van groot belang voor het regionale waterbeheer. Voor de inzet geldt als één van de criteria een overschrijding van de grenswaarde van 250 mg/l ter hoogte van Krimpen aan de IJssel. De resultaten van de 50-jarige reeks laten zien dat de KWA als gevolg van de verdieping niet frequenter hoeft te worden ingezet. In de beschouwde periode van 50 jaar wordt de KWA met en zonder verdieping 3 keer ingezet, tijdens dezelfde zomers. De inzetduur van de KWA (overschrijding van de grenswaarde) neemt toe met gemiddeld 5 dagen (ordegrootte één week). Ter illustratie laat Figuur 41 het effect van de verdieping zien ter hoogte van Krimpen aan de IJssel voor het KWA-jaar Voor de regionale inlaten die zijn gelegen in de Nieuwe Maas en met hoogfrequente verzilting hebben te maken, heeft de verdieping wel effect op de chloridegehalten. In de Nieuwe Maas neemt de verzilting toe als gevolg van de verdieping. Ter hoogte van de inlaatlocaties bij de stad nemen de gemiddelde waarden, 50% en 90% percentielen toe en nemen de inlaatmogelijkheden af (inlaatvensters worden als gevolg van de verdieping verkleind). Bij Boerengat bijvoorbeeld neemt het inlaatvenster af, wat op daggemiddelde basis overeenkomt met een afname van ca. 0.2 m 3 /s. Omdat de gemiddelde chlorideconcentratie ter hoogte van de Parksluizen met 12-17% toeneemt (Ref. 25), zijn extra (ca. 1 tot 2) spoelbeurten benodigd om de boezem van Delfland zoet te houden. De hoeveelheid extra water die is benodigd om het watersysteem van Delfland zoet te houden bedraagt ca m 3 /s. Het effect van de verdieping voor de Nieuwe Maas (Boerengat en Parksluizen) is hiermee een verlaging van de zoetwaterbeschikbaarheid met circa 0.4 m3/s. hydrologic.nl 58

63 Krimpen aan de IJssel (1976) Chloridegehalte (mg/l) Met verdieping Zonder verdieping Figuur 41. Effect van de verdieping op het chloridegehalte ter hoogte van Krimpen aan de IJssel (1976, daggemiddelde waarden). Industrie Hoogwaardige industrie in de Rijnmond onttrekt (proces)water aan het Brielse Meer. Deze zoetwaterbron ondervindt geen hinder van de verdieping; de inlaatmogelijkheden blijven ook na de verdieping vergelijkbaar met de referentiesituatie. Als gevolg van een zout Volkerak Zoommeer stijgt het chloridegehalte van het Haringvliet en het Hollandsch Diep bij lage rivierafvoeren waardoor ook het chloridegehalte op de Bernisse wordt verhoogd. Bij lage afvoeren ( m 3 /s) tot ruim boven de grenswaarde van 150 mg/l Beoordelingskader Het beoordelingskader is opgesteld op basis van rapporten, tabellen en interviews en is in een workshop voorgelegd aan de stakeholders ter controle en aanvulling van de locaties, criteria en wijze van toetsing. Doel van het beoordelingskader is om nauw aan te sluiten bij de gevolgen van verzilting. Hierbij dient zo goed mogelijk te worden vastgesteld of een overschrijding van een grenswaarde leidt tot een beperking van de functionaliteit die van zoetwater afhankelijk is. Zo levert een overschrijding geen problemen op wanneer deze plaatsvindt in een periode zonder watervraag of als het inlaatvenster voldoende breed is om in de watervraag te voorzien. Het eerste deel van het beoordelingskader bevat informatie over het systeem van waaruit water wordt onttrokken, de locatie van de onttrekking en de functie en stakeholder(s) waarvoor de onttrekking van belang is. Vervolgens is de Vraag voor elke onttrekking vanuit de gebruiker in drie kolommen gespecificeerd: kwaliteitseis (grens- of toetswaarde) van hydrologic.nl 59

64 het water en periode waarvoor deze eis geldt. Met deze twee Vraag-kolommen wordt gespecificeerd wat de gebruiker op deze locatie nodig heeft aan waterkwaliteit en -kwantiteit. Vervolgens kan op basis van deze vraag worden vastgesteld in hoeverre hierin wordt voorzien: bijvoorbeeld of de verdieping leidt tot langere inlaatstops. In de kolom Effecten is aangegeven met welke variabelen het effect van de verdieping is beschreven. Hiermee worden niet alleen de gevolgen boven, maar ook onder de norm inzichtelijk gemaakt. In deze kolommen wordt gekwantificeerd in welke mate aan de vraag wordt voldaan. De laatste kolom geeft de impact aan. Op basis van de effecten onder en boven de norm (kwaliteitseis) wordt de impact van de verdieping per onttrekkingslocatie bepaald. Dit is een kwalitatieve beoordeling in 7 klassen ( ) met onderbouwing. Hieronder worden de Vraag en Effecten kolommen nader toegelicht. Vraag (eerste deel van het beoordelingskader): de kenmerken van de watervraag zoals benodigd door de gebruiker: - Waarde kwaliteitseis: de minimaal benodigde waterkwaliteit en norm, richtlijn of grenswaarde waarop de chlorideconcentratie zal worden getoetst. - De periode waarvoor de kwaliteitseis van belang is: waar bij drinkwaterproductie met oeverinfiltratie wordt gekeken naar het jaarlijks gemiddelde, gaat het bij de regionale systemen veelal om hoogfrequent variërende getijdedynamiek die van belang is om vast te kunnen stellen of voldoende water van voldoende kwaliteit uit het systeem kan worden onttrokken en wordt gekeken naar uurwaarden. Effecten (tweede deel van het beoordelingskader: de beschrijving van de effecten van de verdieping voor de inlaatlocatie en achterliggende functie(s) waarvoor het water wordt gebruikt. - Veranderingen ( gemiddeld ) concentratie inlaat water (50% + 90%): geeft het effect van de verdieping voor situaties beneden de norm, door de verandering van het chloridegehalte van het onttrokken water te bepalen. Naast het 50% percentiel is ook het 90% percentiel bepaald voor jaarrond en zomersituaties. De 90% percentiel waarde in zomersituatie geeft de verandering weer in droge jaren, waarmee meer zicht op de extremen wordt verkregen. Het 90% percentiel kan worden beschouwd als de verandering van de kwaliteit van inlaatwater gedurende de vijf droogste zomers uit de 50-jarige reeks. Als een waarde toeneemt, is tevens de waarde van de referentiesituatie (zonder verdieping) gegeven. In geval van OSR berekeningen is voor zomerperioden uitgegaan van de gemiddelde waarde van de 1200 m 3 /s en 2300 m 3 /s afvoeren, terwijl voor de jaargemiddelde waarde is uitgegaan van de waarde behorende bij de 2300 m 3 /s afvoer. Bij gemaal Schilthuis bijvoorbeeld neemt de gemiddelde waarde als gevolg van de verdieping met 90 mg/l toe, terwijl de oorspronkelijke waarde 476 mg/l bedraagt. - Overschrijding kwaliteitseis (frequentie en duur): het belangrijkste effect dat aangeeft of en in welke mate niet aan de gewenste vraag wordt voldaan. De frequentie geeft aan welk percentage van de tijd de grenswaarde wordt overschreden. Daarnaast wordt de duur aangegeven. Hiertoe zijn de modeluitkomsten geaggregeerd op dagbasis, waarna is bepaald hoeveel dagen de grenswaarde wordt overschreden. hydrologic.nl 60

65 - Impact: Voor ieder deelsysteem is op basis van de effecten (per inlaatlocatie) een beoordeling gegeven van de verwachte impact. Hiertoe is gebruik gemaakt van de beoordelingsmethodiek zoals deze wordt gehanteerd in de MER. De effecten zijn op de volgende pagina s in het beoordelingskader opgenomen. In de blauw gearceerde kolommen is voor iedere locatie het effect van de verdieping gegeven, waarbij in de kolom Impact conform de MER-methodiek de impact op de verzilting van de betreffende locatie is aangegeven. Op het merendeel van de onttrekkingslocaties heeft de verdieping geen effect en wordt het effect geclassificeerd als neutraal (o): er is geen verandering in de zoetwaterbeschikbaarheid voor de gebruiksfuncties, noch achteruitgang van de kwaliteit van het onttrokken water. In de voorgaande paragraaf is deze beoordeling reeds per deelsysteem onderbouwd. Met name in het gebied dat met laagfrequente verzilting te maken heeft, heeft de verdieping vrijwel geen effect. In het gebied dat met hoogfrequente verzilting te maken heeft, heeft de verdieping wel effect en nemen de gemiddelde chlorideconcentraties en overschrijdingsfrequenties van de grenswaarden toe. hydrologic.nl 61

66 Vraag (maatgevend) Effect Waarde kwaliteitseis Periode waarvoor kwaliteitseis Overschrijding grenswaarde Water Functie Locatie onttrekking Stakeholder van belang Gemiddelde chloride concentratie (50% Impact W: wettelijk S: streefwaarde + 90% percentiel) Overschrijding (%) Totaal aantal dagen in zomerperiode (50 jaar) Bernisse / Brielse Meer Lek Nieuwe Maas Drinkwater Industrie (oeverinfiltratie) Bergambacht Bernisse Oasen Evides 150 mg/l W jaarlijks uurwaarde gemiddelde (grondwater) Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) - 0 Regionale systemen Bernisse Delfland 150 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 0 Drinkwater (directe inlaat, noodinlaat wordt Bergambacht Dunea 150 mg/l W uurwaarden Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 26 dagen (t.o.v. 36 dagen) 0/- Regionale systemen Bernisse Hollandse Delta 150 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 0 structurele inlaat) Regionale systemen Spijkenisse (als Hollandse Delta, Delfland, 150 mg/l S uurwaarde 50% percentiel: toename van 43 mg/l Geen effect (<1%) 0 Drinkwater (oeverinfiltratie) Krimpen a/d Lek Oasen 150 mg/l W jaarlijks gemiddelde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) - 0 alternatief voor Evides (t.o.v mg/l) Regionale systemen Krimpenerwaard Schieland en de 400 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) Geen overschrijding 0 Bernisse) Krimpenerwaard grenswaarde KRW nvt Rijkswaterstaat 300 mg/l W zomerhalfjaar gemiddelde over Geen effect (< 1mg/l) Regionale systemen (N2000, KRW) Kinderdijk Waterschap Rivierenland 150 mg/l W zomerhalfjaar gemiddelde + Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 28 dagen (t.o.v. 102 dagen) 0 minimaal drie jaar uurwaarden Regionale systemen Gemaal Schilthuis Hoogheemraadschap van 400 mg/l S uurwaarde 50% percentiel toename: 90 mg/l Toename 5% - KWA Koekoek Rijnland, Delfland, Schieland 180 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) Geen overschrijding 0 Schieland en de (t.o.v. 476 mg/l) en de Krimpenerwaard, HDSR grenswaarde Krimpenerwaard Regionale systemen Parksluizen (schutten) Hoogheemraadschap van uurwaarde 50% percentiel toename: 165 mg/l - - KRW nvt Rijkswaterstaat 300 mg/l W zomerhalfjaar gemiddelde over Geen effect (< 1mg/l) Delfland (ten opzichte van 800 mg/l) minimaal drie jaar Regionale systemen voor IJsselmonde Waterschap Hollandse Delta 200 mg/l S uurwaarde 50% percentiel toename: 204 mg/l (t.o.v. Toename 4% - Regionale systemen Gouda Hoogheemraadschap van 250 mg/l S uurwaarde 50% percentiel: geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 17 dagen (t.o.v. 122 dagen) mg/l) Rijnland 90% percentiel: toename 1 mg/l Drinkwater (noodinlaat Beerenplaat) Oude Maas (Spui) Evides 150 mg/l jaarlijks gemiddelde 50% percentiel: toename van 10 mg/l Geen effect (<1%) 0 (t.o.v. 115 mg/l) Oude Maas Regionale systemen Krimpen voor Hoeksche aan de IJssel Waterschap Hollandse Delta Waard 250 mg/l 200 mg/l S uurwaarde 50% 50% percentiel: percentiel: geen toename effect van (< 53 1mg/l) mg/l 90% (t.o.v. percentiel: 460 mg/l) toename 2 mg/l Geen Geen effect effect (<1%) (<1%) 32 dagen (t.o.v. 139 dagen) - 0 Natura 2000 nvt Ministerie 300 mg/l W Geen effect (< 1mg/l) - 0 Regionale systemen Snelle Sluis Hoogheemraadschap van 400 mg/l S uurwaarde 50% percentiel: geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 21 dagen (t.o.v. 42 dagen) - Drinkwater (oeverinfiltratie) Middelharnis (ter Evides 150 mg/l W jaarlijks gemiddelde (grondwater) Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 0 Hollandsche Schieland en de 90% percentiel: toename 1 mg/l vervanging van IJssel Krimpenerwaard Scheelhoek) Regionale systemen Gemaal Verdoold Hoogheermraadschap van 400 mg/l S uurwaarde 50% percentiel: geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 19 dagen (t.o.v. 35 dagen) - Regionale systemen voor Hoeksche Waterschap Hollandse Delta 200 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 0 Schieland en de 90% percentiel: toename 1 mg/l Waard en Goeree- Haringvliet Overflakkee Krimpenerwaard Regionale systemen Waaiersluis Hoogheemraadschap De 250 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 16 dagen (t.o.v. 102 dagen) - Regionale systemen Voorne Putten Waterschap Hollandse Delta 200 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 0 Stichtse Rijnlanden Natura 2000 nvt Ministerie 300 mg/l W Geen effect (< 1mg/l) KRW nvt Rijkswaterstaat 300 mg/lw zomerhalfjaar gemiddelde over Geen effect (< 1mg/l) KRW (Haringvliet Oost) nvt Rijkswaterstaat 300 mg/l W zomerhalfjaar minimaal drie jaar gemiddelde over Geen effect (< 1mg/l) Regionale systemen Papendrecht Hoog Waterschap Rivierenland 200 mg/l S minimaal drie jaar uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 18 dagen (t.o.v. 48 dagen) 0 Spui Regionale systemen nvt Waterschap Hollandse Delta 200 mg/ls uurwaarde 50% percentiel: toename van 5 mg/l Geen effect (<1%) 0 Regionaal systeem inlaat naar Hollandse Delta 200 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 18 dagen (t.o.v. 48 dagen) (t.o.v. 31 mg/l) Waalboezoem Noord Drinkwater (oeverinfiltratie) Drinkwater (oeverinfiltratie) Gat van Kerksloot Ridderkerk Evides Oasen 150 mg/l W 150 mg/l W jaarlijks gemiddelde (grondwater) Geen effect (< 1mg/l) jaarlijks gemiddelde (grondwater) 50% percentiel: geen effect (< 1mg/l) 90% percentiel: toename 1 mg/l Regionale systemen voor Rijnmond en Waterschap Hollandse Delta KRW nvt Provincie 200 mg/l S 300 mg/l W uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) - 0 zomerhalfjaar gemiddelde over Geen effect (< 1mg/l) - Bieschbosch Eiland van Dordrecht minimaal drie jaar Natura 2000 nvt Ministerie 150 mg/l W Geen effect (< 1mg/l) KRW nvt Rijkswaterstaat 300 mg/l W zomerhalfjaar gemiddelde over Geen effect (< 1mg/l) minimaal drie jaar Regionale systemen voor Hoeksche Waterschap Hollandse Delta 200 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 0 Waard Regionale systemen Inlaat Roode Vaart Waterschap Brabantse Delta 200 mg/l uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 0 Hollands Diep Industrie Inlaat Moerdijk Industrie 150 mg/l uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 0 Natura 2000 nvt Ministerie 300 mg/l W Geen effect (< 1mg/l) 0 KRW nvt Rijkswaterstaat 300 mg/l W zomerhalfjaar gemiddelde over Geen effect (< 1mg/l) 0 minimaal drie jaar Impact deelsysteem hydrologic.nl 62

67 Vraag (maatgevend) Effect Water Functie Locatie onttrekking Stakeholder Waarde kwaliteitseis W: wettelijk S: streefwaarde Periode waarvoor kwaliteitseis van belang Gemiddelde chloride concentratie (50% + 90% percentiel) Overschrijding grenswaarde Overschrijding (%) Totaal aantal dagen in zomerperiode (50 jaar) Impact Impact deelsysteem Drinkwater (oeverinfiltratie) Bergambacht Oasen 150 mg/l W jaarlijks gemiddelde (grondwater) Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) - 0 Lek Drinkwater (directe inlaat, noodinlaat wordt Bergambacht Dunea 150 mg/l W uurwaarden Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 26 dagen (t.o.v. 36 dagen) 0/- structurele inlaat) Drinkwater (oeverinfiltratie) Krimpen a/d Lek Oasen 150 mg/l W jaarlijks gemiddelde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) - 0 Regionale systemen Krimpenerwaard Schieland en de 400 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) Geen overschrijding 0 Krimpenerwaard grenswaarde Regionale systemen (N2000, KRW) Kinderdijk Waterschap Rivierenland 150 mg/l W zomerhalfjaar gemiddelde + Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 28 dagen (t.o.v. 102 dagen) 0 uurwaarden KWA Koekoek Rijnland, Delfland, Schieland en de Krimpenerwaard, HDSR 180 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) Geen overschrijding grenswaarde 0 0 KRW nvt Rijkswaterstaat 300 mg/l W zomerhalfjaar gemiddelde over Geen effect (< 1mg/l) minimaal drie jaar Regionale systemen Gouda Hoogheemraadschap van Rijnland 250 mg/l S uurwaarde 50% percentiel: geen effect (< 1mg/l) 90% percentiel: toename 1 mg/l Geen effect (<1%) 17 dagen (t.o.v. 122 dagen) - Krimpen aan de IJssel 250 mg/l 50% percentiel: geen effect (< 1mg/l) 90% percentiel: toename 2 mg/l Geen effect (<1%) 32 dagen (t.o.v. 139 dagen) - Hollandsche IJssel Noord Regionale systemen Snelle Sluis Hoogheemraadschap van 400 mg/l S uurwaarde 50% percentiel: geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 21 dagen (t.o.v. 42 dagen) - Schieland en de Krimpenerwaard 90% percentiel: toename 1 mg/l Regionale systemen Gemaal Verdoold Hoogheermraadschap van 400 mg/l S uurwaarde 50% percentiel: geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 19 dagen (t.o.v. 35 dagen) - Schieland en de Krimpenerwaard 90% percentiel: toename 1 mg/l Regionale systemen Waaiersluis Hoogheemraadschap De 250 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 16 dagen (t.o.v. 102 dagen) - Stichtse Rijnlanden KRW nvt Rijkswaterstaat 300 mg/lw zomerhalfjaar gemiddelde over Geen effect (< 1mg/l) minimaal drie jaar Regionale systemen Papendrecht Hoog Waterschap Rivierenland 200 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 18 dagen (t.o.v. 48 dagen) 0 Regionaal systeem inlaat naar Waalboezoem Hollandse Delta 200 mg/l S uurwaarde Geen effect (< 1mg/l) Geen effect (<1%) 18 dagen (t.o.v. 48 dagen) 0 Drinkwater (oeverinfiltratie) Ridderkerk Oasen 150 mg/l W jaarlijks gemiddelde (grondwater) 50% percentiel: geen effect (< 1mg/l) 90% percentiel: toename 1 mg/l KRW nvt Provincie 300 mg/l W zomerhalfjaar gemiddelde over minimaal drie jaar Geen effect (< 1mg/l) hydrologic.nl 63

68 5.3 Doorkijk 2050 situatie Naast de referentie situatie is ook de impact van de verdieping bepaald voor Vooral om te verifiëren of klimaatveranderingen en/of het cumulatieve effect van beoogde ingrepen in het systeem tot een substantieel andere impact van de verdieping leiden, dan in de referentie. Hierbij moet overigens worden opgemerkt dat het gehanteerde 2050 W+ klimaatscenario behoorlijk extreem is (vooral qua afname van de Lobith afvoer) en inmiddels buiten de range van de nieuwe klimaatscenario s (2013) van het KNMI valt. Ook voor de doorkijk naar de 2050 situatie is een langjarige reeks doorgerekend (35 jaar: 1960 t/m 1995). Het model en bijbehorende randvoorwaarden zijn door Deltares geleverd: afvoeren (bovenrand); waterstanden (benedenrand); watervraag op de onttrekkingslocaties (gebaseerd op NHI simulaties). De autonome ontwikkelingen zijn meegenomen zoals aangegeven in par Waarbij geldt dat een zout VZM niet in een grotere watervraag resulteert dan in de huidige situatie met een zoet VZM (Ref. 5). Het effect van de verdieping in de 2050 situatie op de Lek, Noord en Hollandse IJssel is vergelijkbaar met het effect in het huidig klimaat; op een aantal locaties is het relatieve effect minder groot dan in het huidige klimaat. Voor het huidig klimaat is geconstateerd dat de verzilting op de Hollandse IJssel toeneemt door de verdieping. Op de Lek is echter vrijwel geen effect van de verdieping geconstateerd, mede omdat daar in het huidige klimaat überhaupt geen sprake is van verzilting. In het extreme klimaatscenario (W+) verzilt de Lek onder sommige omstandigheden wel, waarbij vervolgens ook op de Lek een effect van de verdieping is geconstateerd. Het is echter te kort door de bocht om te stellen dat het effect van de verdieping in de 2050 W+ situatie groter is dan in het huidig klimaat; in het huidig klimaat was immers geen sprake van verzilting en daarom geen effect van de verdieping. Om de effecten van de verdieping in het 2050 W+ en huidig klimaat met elkaar te kunnen vergelijken, is het van belang perioden te vergelijken waarin in beide situaties sprake is van verzilting. Daarom is voor deze analyse binnen de doorgerekende tijdreeks van 35 jaar- vooral gekeken naar het referentiejaar Het verdiepingseffect voor 2050 wordt verder toegelicht aan de hand van Figuur 42?. In de bovenste figuur is het chloridegehalte gegeven ter hoogte van Krimpen aan de IJssel, zowel voor het huidig klimaat (referentiesituatie en de situatie met verdieping) als voor de 2050 situatie (referentiesituatie en situatie met verdieping). In de onderste figuur is voor het huidig klimaat en de 2050 situatie het verschil in chloridegehalte gegeven (tussen de referentiesituatie en de situatie met verdieping). Om de waarden te kunnen vergelijken, dient de periode te worden geanalyseerd waarin ook in de huidige situatie sprake is van hydrologic.nl 64

69 verzilting (in dit geval vanaf 23 augustus 1976). Uit deze figuur blijkt dat de verschillen over het algemeen vergelijkbaar zijn en in de pieksituatie afnemen; dit is vooral duidelijk zichtbaar in de piek van 10 september. De absolute verschillen blijken in de 2050 situatie (iets) groter dan in het huidig klimaat, de relatieve verschillen zijn kleiner Chloridegehalte Krimpen aan de IJssel Chloridegehalte (mg/l) Verdieping Huidig Klimaat Referentie Huidig Klimaat Verdieping 2050 Referentie Verschil in chloridegehalte Krimpen aan de IJssel (als gevolg van verdieping) 200 Verschl in chloridegehalte (mg/l) Verschil 2050 Verschil huidig Figuur 42. Chloridegehalte Krimpen aan de IJssel in huidig en 2050 klimaat (voor situatie met en zonder verdieping). Daarnaast zijn de procentuele verschillen bepaald (ten opzichte van de situatie zonder verdieping). De relatieve toename van de chloridegehaltes door de verdieping is in de huidige situatie veelal groter dan in de 2050 situatie. hydrologic.nl 65

70 250 Verschil in chloridegehalte Krimpen aan de IJssel (als gevolg van verdieping) 200 Verschl in chloridegehalte (mg/l) Verschil 2050 Verschil huidig 50% Procentueel verschil in chloridegehalte Krimpen aan de IJssel (als gevolg van verdieping) 45% 40% Verschl in chloridegehalte (mg/l) 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Procentueel 2050 Procentueel huidig Figuur 43. Verschil chloridegehalte Krimpen in huidig en 2050 klimaat (situatie met / zonder verdieping). Er is tevens specifiek geanalyseerd of de verdieping in de 2050 situatie tot een frequentere of langdurigere inzet van de KWA leidt (in de periode ). Als gevolg van het doorgerekende klimaatscenario blijkt de KWA in vergelijking met het huidig klimaat frequenter te moeten worden ingezet; de inzetfrequentie als gevolg van W+ neemt fors toe naar eens per 1-2 jaar. De verdieping voegt in de 35 jarige reeks geen extra jaren toe, vooral ook omdat het aantal KWA jaren als gevolg van het klimaat reeds fors is toegenomen. Wel neemt de duur van de KWA inzet in een aantal gevallen toe, ook hier echter geen trendbreuk met de in de referentie bepaalde ordegrootte. Zoals mag worden verwacht, leidt het worst case scenario (2050 W+ klimaatscenario) tot een aanzienlijke verslechtering van de waterbeschikbaarheid in de RMM. Ter illustratie: de herhalingstijd gaat van eens per jaar naar eens per 2 jaar. Deze verslechtering wordt voor het belangrijkste deel door de klimaatinvloeden verklaard. Het effect van de verdieping is vergelijkbaar met het effect in het huidig klimaat, er treden geen zogeheten knikpunten in de effecten op. Uit de Stresstest blijkt hierbij dat het adaptatiepad uit het DPZW voldoende robuust is om klimaateffecten inclusief verdieping op te vangen: de verdieping vraagt geen aanpassing van het adaptatiepad. hydrologic.nl 66

71 5.4 Effect mitigerende maatregelen In het algemeen zijn er verschillende type mitigerende maatregelen denkbaar. Enerzijds maatregelen die de zoutindringing kunnen beperken (brongericht). Anderzijds maatregelen die de effecten van de zoutindringing mitigeren (effectgericht) Brongerichte mitigerende maatregelen De trapjeslijn, die in de jaren 70 is aangelegd als middel om verzilting in de Rijn-Maasmonding tegen te gaan, maakt sinds kort geen deel meer uit van het beleid van RWS (BPRW, 2015). Herstel en structureel onderhoud van de trapjeslijn wordt als niet kosteneffectief beschouwd. In de afgelopen jaren zijn diverse andere maatregelen onderzocht, gericht op het terugdringen van de verzilting bij de bron, op de Nieuwe Waterweg: Het bellenscherm. Gaten in de splitsingsdam. Pompschepen. Van geen van deze maatregelen is tot nu toe de werking overtuigend aangetoond of de effectiviteit tegen zoutindringing zodanig bewezen dat deze als realistische mitigerende maatregelen kunnen worden ingezet. Daarbij komt dat er kosteneffectieve, wel bewezen maatregelen beschikbaar zijn om de effecten van de verdieping te mitigeren; maatregelen die bovendien een no regret karakter hebben. De brongerichte maatregelen moeten daarom vooral worden gezien als nader uit te werken mogelijkheden om voor de toekomst, als door klimaatinvloeden de verziltingsproblematiek sterk zou toenemen, maatregelen achter de hand te hebben die dan wel kosteneffectief zouden kunnen zijn. Onderstaand worden alle drie de maatregelen kort beschreven. Het onderzoek naar het bellenscherm is afgerond en heeft vooralsnog geen vervolg gekregen. Het onderzoek naar gaten in de splitsingsdam en naar pompschepen wordt voortgezet. Het bellenscherm is onderwerp geweest van een gezamenlijk onderzoek van RWS en HbR, uitgevoerd door Deltares (Deltares 2014). Het principe van het bellenscherm is gebaseerd op entrainment : op de rivierbodem geplaatste buizen produceren luchtbellen die zout water meevoeren naar de oppervlakte, met als doel de zoet-zout gelaagdheid op de rivier (deels) op te heffen en de zouttong minder ver bovenstrooms te laten doordringen. Hoewel in schaalproeven enige effectiviteit van het bellenscherm is aangetoond, bleken de vertaling naar prototype en het aantonen van de effectiviteit op de verzilting verder bovenstrooms vooralsnog problematisch. Daarbij komt dat zowel de investeringskosten als de operationele kosten van het bellenscherm zeer hoog zijn (orde miljoen Euro). De gaten in de Splitsingsdam (dam die de Nieuwe Waterweg van het Calandkanaal scheidt) zijn een mogelijk interessante mitigerende maatregel, die min of meer bij toeval is ontdekt tijdens onderzoek naar de verruiming van het Breeddiep. Uit enkele berekeningen met het OSR-model bleek dat het aanbrengen van gaten in de Splitsingsdam een positief effect zou kunnen hebben op de zoutindringing via de Nieuwe Waterweg. Mogelijk leiden getijverschillen en/of zoutgradiënten tussen Calandkanaal en Nieuwe Waterweg tot dwarsstromingen die de zoet-zout gelaagdheid op de Nieuwe Waterweg deels opheffen. hydrologic.nl 67

72 Een nadere analyse en modellering van deze fenomenen, ondersteund door metingen van waterbeweging en zoutgehalte aan weerszijden van de dam, zal uit moeten wijzen of het aanbrengen van gaten in de dam een effectieve maatregel zou kunnen zijn, zonder de scheepvaart aan weerszijden van de dam negatief te beïnvloeden. Daarbij zullen ook het optimale aantal en de afmetingen van de gaten moeten worden vastgesteld, wat voor een belangrijk deel de aanlegkosten van deze maatregel zal bepalen. In een eerste verkenning van HbR (10-12 gaten van ca. 15 m breedte) zijn de kosten ingeschat op 3 5 M Euro per gat, zodat de totale kosten in de orde van 50 M Euro zouden komen te liggen. Het lopende onderzoek naar de gaten is opgenomen in een zogenaamd innovatiespoor van RWS, waarvan de tussenresultaten zijn gerapporteerd in (Deltares, 2015). Het inzetten van pompschepen is een idee van RHDHV, gepresenteerd op de Waterbouwdag in In perioden van laag water en dreigende verzilting worden schepen met een zeer grote pompcapaciteit naast de vaarweg gepositioneerd, op een locatie waar voldoende ruimte is en de gelaagdheid groot is. De pompschepen pompen zouter water uit de onderste laag op en lozen dat (al dan niet in diffusiebakken) in de bovenste laag, aan de oppervlakte. Hierdoor neemt de gelaagdheid ter plaatse af, met als beoogd effect een minder verre indringing van de zouttong. Het aantrekkelijke van dit concept is dat de pompschepen alleen worden ingezet in perioden van dreigende verzilting en geen investering vooraf vragen (indien voldoende schepen beschikbaar zijn). Verkennende berekeningen met OSR laten zien dat, bij inzet van 12 schepen met een totale pompcapaciteit van 600 m 3 /s, de verzilting bij Krimpen aan de IJssel wordt gereduceerd, waarmee een deel van het effect van de verdieping zou worden gemitigeerd. De effectiviteit is groter als het water uit het midden van de vaarweg wordt weggepompt, maar dit is in de praktijk lastig uitvoerbaar. Zaken als de praktische haalbaarheid van een zo hoge pompcapaciteit, de lokaal veroorzaakte stroombeelden en interactie met de scheepvaart en de effectiviteit bovenstrooms vragen om nader onderzoek. De tot nu toe uitgevoerde verkenningen en een voorstel voor nader onderzoek, dat uiteindelijk ook tot een praktijkpilot zou kunnen leiden, zijn gerapporteerd in RHDHV (2015) Effectgerichte maatregelen Het lijkt erop dat de effecten van de verdieping met effectgerichte maatregelen kunnen worden gemitigeerd, zodanig dat de gebruiksfuncties van voldoende water kunnen worden blijven voorzien. Per systeem geldt het volgende: Brielse Meer. Het effect van de verdieping op de inlaat vanuit Bernisse is verwaarloosbaar en vraagt geen mitigatie of compensatie. Hetzelfde geldt voor een toename van de zoutlast richting het Haringvliet, waarvoor een zout VZM veel relevanter is. Hollandsche IJssel. Al in de huidige situatie is de zoetwatervoorziening vanuit HIJ onvoldoende. Daarom is ook in het DPZW besloten tot het (gefaseerd) opplussen van de KWA, waarmee de zoetwatervoorziening voor West NL wordt geborgd. De eerste fase van de KWA is reeds in planvorming, volgende fases zijn onderdeel van het adaptatiepad waarbij toekomstige inzet onder meer zal afhangen van de snelheid en richting van de klimaatverandering. In Bijlage E zijn de resultaten gegeven van een gevoeligheidsanalyse aangaande het opplussen van de KWA. hydrologic.nl 68

73 Inzet van de huidige en opgepluste KWA is een calamiteitenmaatregel waarmee een aantal negatieve bijeffecten gepaard gaan waardoor substantiële toename van inzetfrequentie en inzetduur (niet meer dan 3 maanden) ongewenst is. Zoals uit de effectbeschrijving is af te leiden neemt de inzetfrequentie van de KWA nauwelijks toe, terwijl de duur van de KWA in beperkte mate toeneemt (ordegrootte aantal dagen). Mede door inzet van de KWA zorgt de verdieping niet voor een afname van de waterbeschikbaarheid voor de achterliggende gebruiksfuncties. Ook de chlorideconcentratie van het ingelaten water (beneden de norm) vanuit de HIJ neemt nauwelijks toe. Doordat de KWA nauwelijks vaker en beperkt langer hoeft te worden ingezet, blijft het calamiteitenkarakter van de maatregel in stand. Zo wordt het maximaal gewenste inzetduur van 3 maanden bij lange na niet gehaald in het meest extreme droogte jaar 1976 (~T100). Mogelijk dient compensatie plaats te vinden voor de iets langer durende negatieve bijeffecten en de beheerkosten van de maatregel zelf. Beoogd onderdeel van de eerste fase KWA is het realiseren van een zoetwaterbuffer in de HIJ. Om deze voor langere duur in stand te houden is naar verwachting een inlaatsurplus nodig. De vraag of de verdieping eventueel leidt tot een extra benodigd inlaatsurplus voor de zoetwaterbuffer in de HIJ, kan nog niet worden beantwoord. Hiertoe dient allereerst de KWA maatregel zoetwaterbuffer verder uit te kristalliseren inclusief het oplossen van de kennisleemte dispersief zouttransport op de HIJ. Een effectieve meetcampagne en aansluitende modellering is noodzakelijk voor het slechten van dit vraagstuk. Lek. De Lek is in de huidige situatie robuust en blijft dit ook na de verdieping in Er zijn echter specifieke omstandigheden denkbaar die in de toekomst tot enige verzilting van de Lek kunnen leiden. Met het 1D NDB-model is globaal onderzocht wat de effecten zijn wanneer meer water bij Hagestein wordt doorgelaten in situaties dat de Lek dreigt te verzilten. Hiertoe is voor het meest extreme jaar (1976) in de meest extreme situatie (W+ 2050) met het NDB model een analyse uitgevoerd waarbij meer water bij Hagestein wordt doorgelaten. Deze indicatieve resultaten laten zien dat het extra doorlaten van water bij Hagestein effectief is in het terugdringen van het zout op de Lek. In Figuur 44 en Figuur 45 zijn de resultaten voor verschillende debieten gegeven voor Koekoek en Bergambacht. De in de figuren getoonde verzilting heeft betrekking op het meest extreme jaar (1976) in het meest extreme klimaatscenario (W+). Evenwel kan worden geconstateerd dat een relatief beperkt debiet bij Hagestein voldoende is om het effect van de verdieping te compenseren. Overigens is dit geen extra waterverbruik maar een aangepaste waterverdeling over Waal en Lek in specifieke omstandigheden. Het benutten van Hagestein zorgt (tijdelijk) voor een andere waterverdeling over Lek en Waal, wat onder specifieke omstandigheden gunstig voor verziltingsbestrijding op Lek (en monding Hollandsche IJssel) zal zijn. Op voorhand lijken er geen hele grote bezwaren te kleven aan een optimalere inzet van Hagestein, te meer deze slechts onder zeer specifieke omstandigheden nodig zal zijn. Dit verdient echter nader onderzoek. Momenteel is Rijkswaterstaat in het kader van Slim Watermanagement bezig het beheer van Hagestein onder droge omstandigheden te optimaliseren. hydrologic.nl 69

74 Figuur 44. Effect van het doorlaten van extra water bij Hagestein ter hoogte van Koekoek (2050 W+ klimaat). Figuur 45. Effect van het doorlaten van extra water bij Hagestein ter hoogte van Bergambacht (2050 W+ klimaat). Nieuwe Maas. De verzilting op de Nieuwe Maas neemt door de verdieping toe. Voor Parksluizen is in de huidige situatie vooral van belang dat de doorvoer naar Schieland bij de Bergsluis niet verzilt en dat de benodigde hoeveelheid doorspoeldebiet bij Park- hydrologic.nl 70

75 sluizen beperkt blijft. Het precieze effect van de verdieping op de boezem van Delfland is bepaald met het zoutmodel van Parksluizen (vermindering van de zoetwaterbeschikbaarheid van ca. 0.2 m 3 /s). Om dit effect te mitigeren zijn op voorhand diverse mitigerende maatregelen denkbaar, in overleg met de betrokken waterschappen dient te worden bepaald welke maatregel de voorkeur heeft: - Het efficiënter wegpompen van het (zoute) water uit de Coolhaven (door ander beheer van het huidige gemaal, aanpassing van de geometrie of realisatie van een nieuw (kleiner) gemaal); - Het realiseren van een zoutvang of drempel aan de rivierzijde (Parkhaven); - Het eventueel extra benodigde doorspoeldebiet compenseren, bijvoorbeeld via het benutten van schoon effluent (Delft Blue Water). Passend in de zelfvoorzienende strategie van Delfland op het gebied van zoetwater. - Extra aanvoer via Brielse meerleiding. Als gevolg van de verdieping wordt tevens het inlaatvenster bij Boerengat verkleind, deze afname staat gelijk aan een capaciteitsafname onder maatgevend droge omstandigheden van ca. 0.2 m 3 /s. De maximale afname van het inlaatvenster met 2 uur neemt in 2050 af naar 1 uur. Bij uitval van Boerengat wordt in de huidige situatie zoetwater van Delfland ontvangen via de Bergsluis. In het verlengde hiervan kan mitigatie plaatsvinden door de zoetwatervoorziening van Delfland met 0.2 m 3 /s te vergroten bijvoorbeeld via de zoetwaterfabriek (Delft Blue Water) of Brielse Meer. Vanuit de MER is een minimale variant zoutindringing gevraagd. Vanuit brongerichte maatregelen is er geen realistische variant samen te stellen. Vanuit effectgerichte maatregelen kan het volgende als minimale variant worden beschouwd. De effecten van de verdieping lijken te kunnen worden gemitigeerd met het iets langer inzetten van bestaande maatregelen (KWA+) en het compenseren van de extra benodigde hoeveelheid zoetwater bij Parksluizen en Boerengat. Tevens kan met inzet van Hagestein de zoetwatervoorziening van KWA(+) ook onder extreme omstandigheden worden geborgd. De beoogde maatregel zoetwaterbuffer dient allereerst in het kader van het opplussen van de KWA uit te kristalliseren, alvorens het effect van de verdieping kan worden bepaald. hydrologic.nl 71

76 6 Discussie en gevoeligheidsanalyse 6.1 Inleiding De verziltingsproblematiek in de Rijn Maasmonding betreft zeer complexe materie, die niet eenvoudig fysisch te beschrijven is en waarin verschillende verziltingsbepalende mechanismen interacteren. Mede vanwege de grote heterogeniteit in ruimte en tijd zijn de processen niet eenvoudig te meten en te modelleren. In dit project is veel energie gestoken in het bij elkaar brengen van zoveel mogelijk impliciete en expliciete kennis van het systeem bij verschillende personen en instanties. Er is gezocht naar een methodiek waarin de kracht van verschillende modellen zoveel mogelijk wordt benut. Er is bewust voor gekozen om niet het gehele vraagstuk met 1 model/methodiek af te dekken, maar een methodiek op te stellen die is toegespitst op de variërende aard van de problematiek. Naast het werken met een hybride methodiek is ook binnen en tussen analysemethoden gevarieerd. Deze innovatieve combinatie van methoden en technieken vraagt om een robuustheidstoets in de vorm van een gevoeligheidsanalyse. Deze is uitgevoerd in drie stappen: 1) Als eerste stap heeft er een collegiale modeltoets plaatsgevonden, waarbij de modelresultaten van het 1D NDB model zijn vergeleken met de resultaten van het 3D OSR model. Onderzocht is of de resultaten ordegrootte vergelijkbaar zijn. De resultaten van deze collegiale modeltoets zijn gegeven in par ) In de tweede stap is binnen de gehanteerde rekenmethoden gevarieerd met onzekere modelparameters. Onderzocht is of en in welke mate enkele bepalende modelparameters en analysecriteria effect hebben op de uitkomsten. De resultaten van deze analyse zijn gegeven in par ) Als derde stap is een alternatieve, datagebaseerde methode toegepast om de effecten van de verdieping op de inzetfrequentie en de inzetduur van de KWA te onderzoeken. De resultaten van de datagebaseerde analyse zijn gegeven in par Deze onzekerheidsanalyse is in nauwe samenspraak met een aantal experts uitgevoerd. In het bijzonder is met de experts dhr. T. van der Wekken en G. van Banning (Arcadis) ingezoomd op de onzekerheden in de hoofdmethode en de hierbij uitgevoerde gevoeligheidsanalyse. Met deze experts zijn de belangrijkste gevoeligheden geïdentificeerd die vervolgens in de gevoeligheidsanalyse zijn meegenomen. De heer Van Banning voert daarbij een onafhankelijke review uit op het gehele onderzoek, zijn reviewverslag wordt opgenomen als bijlage bij het MER. Aanvullend is op verzoek en in opdracht van de waterschappen een extra review uitgevoerd op de gehanteerde uitgangspunten, methodiek en de resultaten door professor Savenije (TU Delft). hydrologic.nl 72

77 6.2 Verificatie modellen en collegiale modeltoets (OSR en NDB) Verificatie modellen Recentelijk heeft Deltares (in opdracht van Rijkswaterstaat) het 3D OSR model geëvalueerd. Deze evaluatie heeft plaatsgevonden op basis van OSR modelresultaten en varende metingen van november/december Op basis van de bevindingen is het model verbeterd en opnieuw gevalideerd (Ref. 25). Het model wordt op dit moment als de best beschikbare representatie van de verzilting in de Rijn-Maasmonding gezien en is geschikt bevonden voor het doel van deze studie (Ref. 6). Het 1D NDB model is aanvullend op een eerdere kalibratie voor de huidige situatie (november/december 2011) geverifieerd op basis van de metingen en beschikbare OSR resultaten en een aantal andere (verziltings)situaties (alleen met metingen). Het model blijkt het merendeel van de situaties goed na te bootsen, maar wijkt voor een bepaald type situatie, dat zich heeft voorgedaan in november 2011, af van zowel de metingen als het OSR model (Bijlage D). Op basis van zorgvuldig onderzoek naar de oorzaak van deze afwijkingen bleek het model de mate van verzilting bij stormopzet te overschatten. Dit is een inherent gevolg van het gebruik van een diepte gemiddeld model. Deze overschatting is voor het onderhavige vraagstuk niet relevant omdat dergelijke situaties met name in de herfst en wintermaanden optreden en juist het voorjaar en de zomer maatgevend zijn voor de waterbeschikbaarheid en de verzilting in het domein (Lek, HIJ, KWA) waarover NDB uitspraken doet. In samenspraak met de expertgroep is het model daarom geschikt bevonden voor het doel van deze studie. In Bijlage D zijn de bevindingen van de expertgroep verder uitgewerkt. Collegiale modeltoets Het 3D OSR en het 1D NDB-model kennen een eigen toepassingsbereik: het gedetailleerde OSR voor kleine tijd- en ruimteschalen, het NDB voor langjarige berekeningen en statistische analyses. Daar waar beide toepassingsbereiken elkaar raken, ontstaat de mogelijkheid tot collegiale modeltoets. De resultaten van beide modellen/methodieken zijn in elkaars licht beschouwd als extra robuustheidstoets van de uitkomsten. Hiertoe zijn op een aantal representatieve locaties de resultaten van het NDB en het OSR vergeleken op het berekende effect van de verdieping. Bij deze analyse is naar zomer- en jaargemiddelden en overschrijdingsfrequenties gekeken en zijn de relatieve verschillen (situatie met en zonder verdieping) vergeleken. Op vrijwel alle locaties blijken de resultaten consistent te zijn. 6.3 Gevoeligheidsanalyse Naast de (collegiale) modeltoets is binnen de methode gevarieerd met enkele onzekere modelparameters met als centrale vraag of variërende modelparameters tot significant andere uitkomsten leiden. Deze worden in de volgende subparagrafen besproken. hydrologic.nl 73

78 Verschil in chloridegehalte (mg/l) Chloridegehalte (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER Effecten bovengrens verzilting (verdieping tot -17 m NAP) De precieze vertaling van de verdieping naar de dwarsprofielen in het 1D model is met enige onzekerheid omgeven. Voor de simulaties is de verdieping zodanig in het 1D NDB model geïmplementeerd dat de resultaten zo goed mogelijk aansluiten bij het met het 3D OSR model berekende effect (verdieping over een breedte van 400 m tot m NAP, Bijlage D). Naast de meest waarschijnlijke verdieping is ook een worst case verdieping tot -17 m NAP doorgerekend. Deze ondergrens verdieping laat in vergelijking met het 3D OSR model een groter verziltingseffect van de verdieping ter hoogte van Krimpen zien. Dezelfde tijdreeks van 50 jaar is doorgerekend om te onderzoeken of een dergelijke ondergrens tot een substantieel ander verziltingsbeeld leidt. In het bovenste paneel (van Figuur 46) is ter hoogte van Krimpen aan de IJssel voor het KWA jaar 1976 (het meest extreme verziltingsjaar in de doorgerekende 50-jarige reeks) de referentiesituatie gegeven en het effect van de verdieping (tot m NAP en m NAP). In de onderste figuur is het verschil in chlorideconcentratie gegeven ten opzichte van de huidige situatie. Het verschil blijkt niet constant, maar neemt niet-lineair toe met afnemende afvoer. Het verschil bedraagt in de maand juli gemiddeld 22 mg/l en maximaal 54 mg/l Chloride Krimpen Verdieping -17 Verdieping Referentie Grenswaarde 400 Effect verdieping Verschil verdieping -17 Verschil verdieping Figuur 46. Effect van de mate van verdieping (verdieping tot -17 en mnap). De gemiddelde chlorideconcentratie (voor de periode van april t/m oktober 1976) van de verdieping tot m NAP bedraagt 208 mg/l en van worst case variant 217 mg/l. In 1976 neemt de KWA duur als gevolg van de worst case variant met 3 dagen toe. Zoals mag worden verwacht, leidt de grotere diepte tot een toename van de chlorideconcentraties en een beperkte verlenging van de KWA-duur. Echter, de worst case berekening leidt niet tot een hydrologic.nl 74

79 Chloride concentratie (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER hogere inzetfrequentie van de KWA; de KWA wordt in alle onderzochte varianten op hetzelfde moment ingezet. Onder andere op basis van de hierboven beschreven resultaten is geconcludeerd dat de worst case berekening niet tot een trendbreuk in de resultaten leidt Gevoeligheidsanalyse modelparameters Als onderdeel van de gevoeligheidsanalyse is tevens een aantal modelparameters gevarieerd. Zo is onderzoek gedaan naar de gevoeligheid van de dispersiecoëfficiënt op de HIJ en de Thatcher-Harleman vertragingsfactor bij de zeerand (Bijlage D). Deze variabelen zijn in overleg met de expertgroep bepaald. De dispersiecoëfficiënt heeft in het NDB model in de Hollandse IJssel en de Lek een constante waarde van 250 (m 2 /s). Deze waarde wordt door enkele experts als hoog aangemerkt. Tot op heden ontbreken echter geschikte metingen om deze waarde te verifiëren. Voor de gevoeligheidsanalyse is tevens gerekend met een waarde van 50 (m 2 /s) en 100 (m 2 /s) (Figuur 47). Uit deze figuur blijkt dat het aanpassen van de dispersiecoëfficiënt op de HIJ van zeer beperkte invloed is op de chlorideconcentratie bij Krimpen aan de IJssel en daarmee op de inzet van de KWA. Met andere woorden: het effect van de verdieping van de Nieuwe Waterweg is slechts in zeer beperkte afhankelijk van de dispersie op de HIJ. Overigens is de exacte waarde van de dispersie op de HIJ wel van groot belang bij het bepalen van eventuele mitigerende maatregelen, zoals de toepassing van een zoetwaterbuffer. De mate van dispersie bepaalt in sterke mate de hoogte van het inlaatsurplus voor de zoetwaterbuffer Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model zonder verdieping Krimpen - dispersie HIJ 100 Krimpen - dispersie HIJ November November November December December December 2011 Figuur 47. Gevoeligheidsanalyse dispersiecoëfficiënt (chlorideconcentratie ter hoogte van Krimpen). Er is tevens een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd voor de Thatcher-Harleman vertragingscoëfficiënt, om meer inzicht te krijgen in de invloed van de benedenstroomse zoutrand (Bijlage D). Deze waarde bepaalt de wijze waarop wordt omgegaan met de zoutlast van zee tijdens de overgangsperiode van eb naar vloed. Ook uit deze gevoeligheidsanalyse bleken de effecten beperkt; een gewijzigde waarde leidt niet tot andere resultaten. hydrologic.nl 75

80 6.3.3 Gevoeligheidsanalyse inzetcriteria KWA Voor het regionale waterbeheer is de inzet van de KWA van groot belang. Op basis van metingen (beschikbaar vanaf 1990) en modelresultaten is onderzocht of de KWA inzet verandert wanneer andere inzetcriteria worden gehanteerd. Voor de basisanalyse is rekening gehouden met de volgende criteria: Overschrijding van de grenswaarde van 250 mg/l (chloridegehalte) ter hoogte van Krimpen aan de IJssel. Minimale duur van overschrijding bedraagt tenminste 5 dagen. Maximale onderschrijdingsduur bedraagt 5 uur. Indien het chloridegehalte tijdelijk (maximaal 5 uur) onder de 250 mg/l daalt, tellen deze uren wel mee in de totale event (die tenminste 5 dagen duurt). De KWA kan alleen gedurende de periode van mei t/m september worden ingezet. Uitgaande van de genoemde criteria worden op basis van de berekeningsresultaten en metingen de volgende KWA events gedefinieerd, waarvan eentje een werkelijke KWA event is gebleken: (echter geen KWA, geen watervraag) (echter geen KWA, geen watervraag) (KWA) In werkelijkheid is de KWA ook in het voorjaar van 2011 ingezet. Deze wordt zowel in de berekeningsresultaten als in de meetreeks geïdentificeerd wanneer de grenswaarde wordt verlaagd of de toegestane onderschrijdingsduur wordt verlengd. Daarom is aanvullend op de eerdere gevoeligheidsanalyses, een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd naar de gehanteerde parameters voor het definiëren van de KWA events. Deze gevoeligheid is zowel voor de meetreeks als voor de modelresultaten uitgevoerd. De belangrijkste conclusies zijn: De meetreeks blijkt iets gevoeliger voor aanpassingen in de parameters dan de berekeningsresultaten. De resultaten moeten echter met zorg worden geanalyseerd, omdat met name in de jaren 90 een hogere achtergrondconcentratie geldt, wat invloed heeft op het identificeren van de KWA events (Figuur 48). De grootste gevoeligheid zit in de aanpassing van de gehanteerde grenswaarde. Bij het verlagen van deze waarde (naar 200 mg/l en 150 mg/l) worden extra events gedefinieerd (zowel in de meetreeks als berekeningsresultaten). Dit valt te verwachten, aangezien de waarde steeds dichter in de buurt van de achtergrondconcentratie komt. Overigens maakt het hierbij vrijwel niet uit of de analyse ter hoogte van Krimpen aan de IJssel of Gouda wordt uitgevoerd. De resultaten zijn minder gevoelig voor het verhogen van de grenswaarde, de geïdentificeerde KWA events blijken vrij robuuste events in zowel de meetreeks als de modelresultaten. De analyse blijkt beperkt gevoelig voor (kleine) aanpassingen in de overige parameters (duur overschrijding, KWA periode). Wel heeft het fors aanpassen van de duur van de toegestane onderschrijding van de grenswaarde enig effect. Dit leidt echter niet tot een ander effect van de verdieping qua extra aantal KWA events. hydrologic.nl 76

81 Chlorideconcentratie (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER Meting en model huidig Meetreeks Huidig Grenswaarde 250 Figuur 48. Meetwaarde bij Krimpen ad IJssel van 1990 t/m 2011.Dalende trend van de achtergrondconcentratie is duidelijk waarneembaar. 6.4 Toepassing datagebaseerde methoden Meetreeks In aanvulling op de collegiale modeltoets en de gevoeligheidsanalyse ter bepaling van de KWA inzet is tot slot een datagebaseerde methode toegepast voor het KWA vraagstuk. Hierbij is het gemodelleerde effect van de verdieping gesuperponeerd op de meetreeks. Na superpositie van de effecten van de verdieping op de meetreeks worden dezelfde KWA events geïdentificeerd als in de NDB modelresultaten. Zowel wanneer met de realistisch gemodelleerde verdieping wordt gerekend als bij de worst case variant (verdieping tot - 17 m NAP). Vervolgens zijn de meetreeks en de modelresultaten procentueel verhoogd en is onderzocht of en wanneer extra KWA events worden geïdentificeerd. Ook voor deze analyse geldt dat de resultaten met zorg moeten worden geanalyseerd vanwege de hogere gemeten achtergrondconcentratie in de jaren 90. Zoals mag worden verwacht, worden extra KWA events geïdentificeerd bij percentuele verhoging van het verziltingseffect. Hiervoor zijn wel substantieel percentages nodig (ordegrootte 30%, rekening houdend met het achtergrondconcentratie effect). De resultaten tussen meetreeks en modeloutput zijn vergelijkbaar met dien verstande dat de in de jaren 90 geïdentificeerde events (in de meetreeks) kunnen worden verklaard door de hogere achtergrondconcentratie (in de meetreeks worden meer KWA events geïdentificeerd dan in de modelresultaten). De conclusie uit deze alternatieve methode is dat de hoofduitkomst overeind blijft, de resultaten in dezelfde richting wijzen en afwijkingen verklaarbaar zijn. hydrologic.nl 77

82 6.4.2 Neuraal netwerk In het kader van het Deltaprogramma is een neuraal netwerk getraind (Ref. 13) waarmee een relatie is gelegd tussen de gemeten rivierafvoer bij Lobith, het getijde en het chloridegehalte bij Krimpen. Voor de periode van 1901 tot en met 2014 is met het neurale netwerk een tijdreeks afgeleid voor de gemiddelde chloride concentratie te Krimpen aan de IJssel op basis van Lobith afvoer (uitgangspunt is gemiddelde zeecondities). Deze reeks representeert het chloridegehalte bij de huidige systeemcondities. Tevens is een reeks geconstrueerd waarbij rekening is gehouden met de verdieping van de Nieuwe Waterweg en het Botlek. Op basis van semi stationaire OSR berekeningen is het effect van de verdieping op het chloridegehalte te Krimpen aan de IJssel bepaald. Op basis van de twee reeksen is het effect van de verdieping van de nieuwe Waterweg op de inzetfrequentie en duur van de KWA onderzocht. In lijn met de analyse die in het kader van dit onderzoek is uitgevoerd (par ), zijn de belangrijkste criteria voor de inzet van de KWA: Overschrijding van de grenswaarde van 250 mg/l ter hoogte van Krimpen aan de IJssel Overschrijdingsduur van tenminste 5 dagen Wel is een andere onderschrijdingsduur (5 dagen ipv 5u) gehanteerd, mede vanwege het getijgemiddelde karakter van de NN-methodiek. Op basis van deze criteria zijn voor de geconstrueerde reeksen (situatie zonder en met verdieping) potentiele KWA-events geïdentificeerd. Op basis van een frequentieanalyse is het effect van de verdieping bepaald op de inzetfrequentie en de duur van potentiële KWA events. De resultaten/conclusies kunnen als volgt worden samengevat: Als gevolg van de verdieping neemt het aantal events over de zomermaanden van toe van 21 tot 24. Let wel, dit zijn potentiele KWA events, meer dan de helft valt af omdat er op het moment van verzilting bij Krimpen geen watervraag aan de HIJ is. Dan wel gunstige zee omstandigheden en/of zoetwaterafvoer op de HIJ het verzilten van de monding in werkelijkheid voorkomen. Zo zijn er in dezelfde 50-jarige periode als toegepast in de NDB analyse 10 potentiële KWA events geïdentificeerd, terwijl er in werkelijkheid drie keer sprake is geweest van KWA inzet (1976, 2003 en 2011). Uitgaande van een vergelijkbare ratio (1:3) zou dit betekenen dat er in 100 jaar circa één extra KWA event het gevolg van de verdieping kan zijn. Dit sluit aan bij de eerdere bevindingen, waarbij het beperkt verziltingseffect tot iets langere en iets frequentere inzet van de KWA kan leiden. De toename van de frequentie is echter dusdanig beperkt, dat in de 50 jarige NDB reeks geen extra events als gevolg van de verdieping worden gevonden. De frequentie van een potentieel KWA-event is volgens het NN circa eens per 5-6 jaar. Zoals hierboven beschreven is de frequentie van een werkelijke KWA-event een factor 2-3 lager Door de verdieping neemt de herhalingstijd van potentiële KWA-events met 0.7 jaar af (bijvoorbeeld van eens per 5.8 jaar naar eens per 5.1 jaar). De duur van de potentiële KWA-events neemt toe met enkele dagen. Deze toename varieert van 2.5 dag voor potentiële events met een lagere herhalingstijd tot 1 dag voor events met een hogere herhalingstijd. De range is lager dan de met het NDB berekende 5 dagen op basis van de drie werkelijke events. Evenwel blijft de constatering staan dat de inzetduur van de KWA met enkele dagen toeneemt. hydrologic.nl 78

83 Het belangrijkste voordeel van het neurale netwerk is de langere tijdreeks (114 jaar) waarover de inzet van KWA wordt beschouwd. Hiervoor zijn echter wel enkele simplificaties nodig (semi stationaire vertaling verziltingseffect, ontbreken watervraag, afvoer/onttrekking HIJ, gemiddelde zee omstandigheden) waardoor minder goed is vast te stellen wanneer er sprake is van werkelijke KWA-events. Evenwel geeft de analyse met potentiële KWA-events aanvullende inzichten, die consistent zijn met de resultaten van de hoofdmethode: inzetfrequentie KWA neem (zeer) beperkt toe; gemiddelde inzetduur met enkele dagen. 6.5 Vergelijking stresstest In opdracht van het ministerie van I&M is voorafgaand aan dit project de zogenaamde Stresstest Zoetwater uitgevoerd. Deze stresstest had vooral tot doel vast te stellen of de Voorkeurstrategie Zoetwater uit het Deltaprogrammma gevolgd kan blijven worden wanneer de negatieve effecten van klimaatontwikkeling, vergroting van de zoetwatervraag en wijzigingen in de infrastructuur zich opstapelen (bovenop hetgeen al voorzien in de Deltascenario s en/of maatregelen-pakketten van DPZW). Om de verschillen en overeenkomsten met betrekking tot de verdieping van de NWW globaal te duiden in relatie tot de berekende inzet van de KWA, is er overleg geweest tussen de uitvoerder (Deltares, J. Ter Maat) en opdrachtgever (RWS WVL, T. van der Wekken) van de stresstest en de uitvoerder van het deelonderzoek verzilting (HydroLogic). Een verslag van dit overleg is gegeven in (Bijlage F). Hoewel de aanpak van ST en MER wezenlijk verschillen, laten beide methoden een beperkte toename van de verzilting ter hoogte van Krimpen ad IJssel zien als gevolg van de verdieping m NAP. Het door ST berekende effect lijkt wat groter (al is het niet echt goed vergelijkbaar) wat zou kunnen worden verklaard door het (bewuste) worst case karakter van de berekening: enerzijds vanwege een constante lineaire verdiscontering van het verdiepingseffect op basis van (worst case) semi-stationaire dq waarden (voor nadere toelichting zie Bijlage F). Anderzijds omdat er wordt gewerkt met karakteristieke jaren, waarbij bijvoorbeeld 1989 een relatief groot effect laat zien. Het effect van de verdieping op de verzilting van de Hollandsche IJssel is beperkt, maar leidt in sommige jaren wel tot een langdurigere inzet. Tegelijkertijd blijft KWA (en de geplande uitbreiding) als maatregel overeind in het borgen van de zoetwatervoorziening van West-Nederland. 6.6 Discussie De gevolgde methodiek voor het bepalen van de effecten wordt door de geraadpleegde experts onderschreven. Een substantieel andere uitkomst van de effectanalyse lijkt onwaarschijnlijk, ook als de modellen en rekenmethodieken over bijvoorbeeld vijf jaar verder zou- hydrologic.nl 79

84 den zijn verbeterd. Deze constatering sluit aan bij de uitkomsten van de gehele onzekerheidsanalyse waarin verschillende alternatieve methoden zijn beproefd. De verschillen in uitkomsten leiden niet tot een andere hoofdconclusie: de verdieping heeft een beperkt effect op de zoetwaterbeschikbaarheid in de Rijn-Maasmonding. Aangezien in hoofdstuk 6 de onzekerheidsanalyse reeds uitvoerig is behandeld, is het in deze paragraaf van belang twee zaken op te merken: Drijvende kracht achter de verzilting: advectie of dispersie? Met de experts is nadrukkelijk gesproken over de werking van het systeem en specifiek de verzilting. Ook het aanvullende gesprek met prof. Savenije heeft bevestigd dat het effect van de verdieping een advectief vraagstuk is. Aanpassingen in de dispersiecoëfficiënt hebben alleen een afgeleide invloed, maar zijn daarentegen wel bepalend voor de snelheid van zoutindringing en de effectiviteit van maatregelen op de dode zeearmen HIJ en Lek. Het gebruik van verhoogde dispersie-coëfficiënten is juist bedoeld om in een 1D model soortgelijke effecten te bewerkstelligen als in een 3D model. Uit de berekende waterstanden e.d. blijkt het advectieve proces door het model goed te worden gesimuleerd. Dit is vooral afhankelijk van de zee, rivierafvoer en de waterverdeling over het hoofdwatersysteem. Zoals uit de toets met metingen uit 2011 is gebleken wijkt het 1D NDB model bij forse opzet ( in herfst en winter) af van de werkelijkheid en wordt de zoutconcentratie bij Krimpen overschat. Volgens de experts heeft dit te maken met afwijkende omstandigheden bij de zeerand waar mogelijk onder die omstandigheden het bij vloed instromende water zoeter is. Evenwel zijn deze omstandigheden voor het waterbeschikbaarheidsvraagstuk minder relevant en gaat het vooral om het bepalen van het effect van de verdieping. Afwijkingen van de werkelijkheid zijn niet erg, mits ze het relatieve effect van de verdieping niet beïnvloeden. Overigens zal bij echt extreme opzetsituaties de Maeslantkering in werking treden waarbij de zoute indringing wordt gestopt en het zoete water voor de kering accumuleert. Waterverdeling over de riviertakken Een belangrijke randvoorwaarde in het NDB is de waterverdeling over de Nederlandse riviertakken. Deze wordt volgens een regressieformule op basis van Lobith afvoer verdeeld over de verschillende riviertakken. Nog los van specifiek beheer is het zeer waarschijnlijk dat deze regressieformule niet voor alle jaren de werkelijkheid perfect nabootst. Zoals bijvoorbeeld te zien valt in het jaar 2003, waar het model het zomerseizoen zoeter begint dan de werkelijkheid. Dit kan het gevolg zijn van afwijkingen in de waterverdeling van de rivieren maar bijvoorbeeld ook van een afwijkend operationeel beheer van de Haringvlietsluizen en/of VZM. hydrologic.nl 80

85 6.7 Monitoring Hoewel de diverse resultaten van het onderzoek uitwijzen dat de effecten van de verdieping beperkt zijn, blijft het verziltingsvraagstuk complex en omgeven met een aantal onzekerheden. Zoals bij vrijwel elk vraagstuk is er sprake van een restrisico. Vanwege het grote belang van de waterbeschikbaarheid in de RMM verdient het aanbeveling de werkelijke effecten nauwkeurig te monitoren. De verwachting is dat voor wat betreft de monitoring grotendeels kan worden aangesloten bij hetgeen nu al gebeurt. Zo zijn er op verschillende locaties in de RMM (oa Parksluizen, Spijkenisse, Lekhaven, Brienenoord, Kinderdijk, Krimpen aan de IJssel, Gouda, Hoek van Holland) vaste meetpunten van chloride beschikbaar. Daarnaast voert Rijkswaterstaat varende metingen uit op de Hollandsche IJssel op het moment dat er sprake is van verzilting, om een in ruimte en tijd gedetailleerder beeld van de verzilting te krijgen. Ook is er een specifiek meetprogramma op handen om meer inzicht te krijgen in de kennisleemte dispersie coëfficiënt op de Hollandsche IJssel. Het verdient aanbeveling dit meetprogramma tegen het licht te houden van de door professor Savenije voorgestelde monitoring (in het langsprofiel van de HIJ meten op de kering van het tij). Naast het lopende meetprogramma is Rijkswaterstaat bezig de kennis over de systeemwerking van de RMM te vergroten, onder andere door op basis van metingen huidige modellen te verbeteren en uit te breiden. Dit is een doorgaand proces waardoor de kennis over de RMM verder zal toenemen. Wij stellen voor om met de waterbeheerders in de RMM te bespreken of de huidige monitoringsinspanning volstaat, dan wel gericht dient te worden aangepast en/of uitgebreid. En op basis hiervan een monitoringsstrategie uit te werken waarmee het effect kan worden bepaald, in nauwe samenhang met de huidige monitoring en het lopende onderzoeksprogramma van Rijkswaterstaat. Een belangrijkere uitdaging dan de metingen sec, is om het effect van de verdieping op basis van de metingen te bepalen. Het zal namelijk niet eenvoudig zijn om het effect van de verdieping te isoleren uit de natuurlijke ruis en ontwikkelingen zoals de klimaatverandering. Onderdeel van het monitoringsprogramma voor het effect van de verdieping, zal dan ook frequente modelverificatie zijn, om vast te kunnen stellen of de werkelijkheid zich anders ontwikkelt dan door de huidige modellen is voorzien. Naar verwachting past dit ook goed binnen het streven van Rijkswaterstaat naar doorlopende modelverbetering in de RMM en de overdracht van het OSR. Concreet zien wij een monitoringscyclus voor ons, waarbij jaarlijks (mits er zich relevante verzilting heeft voorgedaan) de metingen worden geanalyseerd in het licht van de voorliggende effectbepaling van de verdieping. Bijvoorbeeld door de verziltingsperiode van de afgelopen zomer door te rekenen met de in deze studie gebruikte modellen (met en zonder verdieping) en te vergelijken met de gemeten verzilting. Op hoofdlijnen zijn er dan drie mogelijke uitkomsten: de verzilting na verdieping is in lijn met hetgeen is berekend; de mate van verzilting is door het model onderschat of overschat. In een standaardmonitoringsrapport worden de resultaten jaarlijks gedeeld met de waterschappen/rijkswaterstaat, inclusief interpretatie. hydrologic.nl 81

86 Om vast te kunnen stellen of de huidige modellen het effect over dan wel onderschatten zal voldoende statistisch materiaal moeten worden verzameld, ofwel voldoende relevante verziltingssituaties worden bemeten. Dit betekent dat na één onderschat event nog geen conclusie kan worden getrokken. Door de complexiteit en variabiliteit van de materie is het niet ondenkbaar dat er het ene jaar een onderschatting en een ander jaar een overschatting van de verzilting plaatsvindt. Het is dan ook belangrijk om een zorgvuldige oorzaakanalyse te doen van eventuele afwijkingen en tevens voldoende statistisch materiaal op te bouwen alvorens (voorlopige) conclusies te trekken. Daarbij geldt ook nog een verschil tussen het hoogfrequente en laagfrequente verziltingsdeel van de RMM. Doordat bijvoorbeeld verzilting van Boerengat en Parksluizen frequenter optreedt, kan in dit deelsysteem eerder en meer monitoringsmateriaal worden verzameld. Zeker in vergelijking met de Lek en het proces van achterwaartse verzilting, wat sporadisch optreedt. Het structureel doorlopen van de monitoringscyclus zal dan ook geleidelijk aan tot meer inzicht in de effecten van de verdieping (en de systeemwerking) leiden. Op een zeker moment na de verdieping kan dan worden vastgesteld of de werkelijke effecten in lijn zijn met hetgeen in voorliggend onderzoek is berekend. Dit zal vooral afhangen van de mate waarin relevante verziltingsevents optreden na uitvoering van de verdieping (en ook de grootte van het effect). Mede op basis van monitoring kunnen de stappen van het adaptatiepad worden ingezet. Mogelijk in de loop der tijd ook inclusief brongerichte maatregelen waarvan de kosteneffectiviteit nu nog het belangrijkste bezwaar is. Deze maatregelen lijken vooral zinvol te zijn om in te zetten bij een zich ongunstig ontwikkelend klimaat (aangezien dit effect in potentie veel groter is), maar kunnen dan tegelijkertijd effectief zijn in het mitigeren van het effect van de verdieping. Bovenstaande monitoringsstrategie geldt als globale voorzet. Voorgesteld wordt om deze in samenspraak met Rijkswaterstaat en waterschappen uit te werken tot een concept. hydrologic.nl 82

87 7 Conclusies Met behulp van een gecombineerde 1D/3D modelaanpak is het effect van de verdieping van de Nieuwe Waterweg en enkele havenbekkens bepaald. In het gebied dat met hoogfrequente verzilting te maken heeft (met name de Nieuwe Maas), heeft de verdieping effect en nemen de gemiddelde chlorideconcentraties en overschrijdingsfrequentie van de grenswaarden toe. In het gebied dat met laagfrequente verzilting te maken heeft (Lek, Noord), heeft de verdieping vrijwel geen effect op de zoetwatergebruiksfuncties. Per deelsysteem zijn de effecten als volgt: - De verdieping leidt tot een grotere verzilting op de Nieuwe Maas, met effecten voor onder meer het inlaatpunt Boerengat (afname van het inlaatvenster) en de Parksluizen (meer water benodigd om de doorvoer naar Schieland zoet te houden). - De gemiddelde chlorideconcentraties op de Lek en Noord veranderen niet, waardoor er geen sprake is van een negatief effect voor drinkwater. - De inzetfrequentie van de KWA neemt nauwelijks toe. Wel neemt de inzetduur van de KWA met enkele dagen (2-5) toe. - Het effect van de verdieping op het Brielse Meer systeem is verwaarloosbaar, waardoor er geen effect is voor de van het Brielse Meer water afhankelijke gebruiksfuncties. - Hoewel de zouttong het systeem iets verder binnendringt als gevolg van de verdieping, bereikt deze de Lek nog steeds alleen in de meest extreme jaren. De regionale onttrekkingen vanuit de Lek (Krimpenerwaard, Koekoek en Kinderdijk) kunnen ook met de verdieping in hun zoetwaterbehoefte worden voorzien. Er is wel een afname van de inlaatvensters, maar dit wordt ruimschoots gecompenseerd door de overcapaciteit van de inlaten. Het effect van de verdieping is te mitigeren voor de gebruiksfuncties door het iets langer inzetten van bestaande maatregelen (KWA) en het compenseren van de extra benodigde hoeveelheid zoetwater bij Parksluizen en Boerengat (0.4 m3/s). Tevens kan met inzet van Hagestein de zoetwatervoorziening vanuit de Lek ook onder extreme omstandigheden worden geborgd, wat vooral van belang is voor de langere termijn, in geval van doorzettende klimaatwijziging. Uit de onzekerheidsanalyse blijven bovenstaande conclusies overeind staan. Zowel het tussen als binnen methoden variëren met onzekere parameters als het uitvoeren van alternatieve (datagebaseerde) methoden leidt niet tot substantieel andere uitkomsten. hydrologic.nl 83

88 8 Referenties Ref. 1. Arcadis (2015). Berekening van het verhang in de Gekanaliseerde Hollandsche IJssel, Leidsche en Oude Rijn en Enkele Wiericke. Rapport C Platform Zoetwater West-Nederland Ref. 2. Arcadis (2015). Passende beoordeling verdieping Nieuwe Waterweg en Botlek. Ref. 3. Deltaprogramma Rijnmond-Drechtsteden. Regionale Deltascenario s Rijnmond-Drechtsteden. Ref. 4. Deltaprogramma Zuidwestelijke Delta. Synthesedocument Zuidwestelijke Delta. Ref. 5. Deltares (2015). Cumulatieve effecten ingrepen en toename gebruiksvraag op de zoetwatervoorziening, in prep. Ref. 6. Deltares (2014). Evaluatie van het OSR-model voor zoutindringing in de Rijn-Maasmonding (I). Rijkswaterstaat. Ref. 7. Deltares (2013). Toetsing robuustheid Brielse Meer voor zoetwatervoorziening. Rijkswaterstaat Water, Verkeer en Leefomgeving. Ref. 8. Deltares (2014). Inlaatvensters Spijkenisse vanuit Oude Maas (memo). Ref. 9. Deltares (2014). Inlaatvensters Spijkenisse: waterinlaat naar Brielse Meer vanuit Oude Maas. DPV Zoetwater. RGV. Ref. 10. Deltares (2014). Effect verdieping Waterweg op inlaatsluis Spijkenisse. Havenbedrijf Rotterdam. Ref. 11. Deltares (2014). Verkenning effecten van ingrepen en maatregelen op de verzilting in West-Nederland. Rijkswaterstaat Water, Verkeer en Leefomgeving. Ref. 12. Deltares en Rijkswaterstaat (2014). Herhalingstijden van de verziltingsjaren, Krimpen a/d IJssel. Bijlage 1. Uit werkdocument Externe verzilting Rijn-Maasmonding. Ref. 13. Deltares (2015). Effectbepaling verdieping Nieuwe Waterweg op KWA. Ref. 14. Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard (2013). Waterinlaatstrategie HHSK. Versie 1.0 (memo). Ref. 15. HydroLogic (2015). Zoutintrusie Parksluizen. Slim beheer Zoetwaterbuffer. Hoogheemraadschap van Delfland. Ref. 16. HydroLogic (2015). Effect nieuwe Zeesluis IJmuiden op Spaarndam. Notitie. Rijkswaterstaat. Ref. 17. KNMI (2006). KNMI 06 klimaatscenario s voor Nederland. Klimaat in de 21 e eeuw. Vier scenario s voor Nederland (brochure). Ref. 18. Platform Zoetwater West-Nederland (2013). Overzichtstabellen watervraagwest-nl_totaal voor Utrecht nov2013.xlsx (Excel bestand). Ref. 19. Rijkswaterstaat (2009, herziene versie 2012). Beheer en Ontwikkeplan voor Rijkswateren Ref. 20. Svašek Hydraulics (2014). Effectbepaling verdieping Nieuwe Waterweg - op basis van TRIWAQ simulaties OSR model. Rapport, 14 april, referentie: 1712/U14001/H/BvL. Ref. 21.Svasek Hydraulics (2014). Factoren in verzilting benedenrivierengebied bij verdieping Nieuwe Waterweg / Botlek. Port of Rotterdam. Ref. 22. Waterschap Hollandse Delta, Hoogheemraadschap van Delfland, Havenbedrijf Rotterdam N.V. (2014). Overeenkomst zoetwaterleverantie Brielse Meer / Bernisse Ref. 23. Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard (2013). Huidige inlaatstrategie HHSK. Ref. 24. Tauw en HydroLogic. Handreiking Verzilting Fase 1. Rijkswaterstaat WVL (2015). Ref. 25. Svasek (2015, in prep). Effectbepaling verdieping Nieuwe Waterweg op verzilting in het benedenrivierengebied Havenbedrijf Rotterdam. Ref. 26. E. van Velzen (Deltares) en W. Werkman (Rijkswaterstaat). Herhalingstijden van de verziltingsjaren, Krimpen a/d IJssel. Uit werkdocument Externe verzilting Rijn-Maasmonding. Bijlage 1. Ref. 27. Witteveen en Bos (2015). Regionale Verkenning Zoetwater Rivierengebied. Waterschap Rivierenland. hydrologic.nl 84

89 Bijlage A Werking van de Hollandse IJssel Elke getijdecyclus stroomt er bij opkomend tij water van de Nieuwe Maas de HIJ in. Bij afnemend tij stroomt dit water weer terug. De zogenaamde getijweg is de afstand vanaf de monding tot waar het zoute water doordringt. De advectieve getijweg geeft de route aan waarlangs het water vanuit de monding de rivier op stroomt door waterstand- en drukverschillen. Voor de HIJ bedraagt de getijweg circa 6 kilometer (Figuur 5). Op het moment dat de monding van de HIJ verzilt is, stroomt dit verzilte water de Hollandsche IJssel op. Dit proces is onontkoombaar en nauwelijks te mitigeren. Door menging stroomt niet al het verzilte water terug bij terugtrekkend tij. Dit zout verplaatst zich langzaam in bovenstroomse richting en wordt dispersief transport genoemd (verzamelbak van processen). Zoals in Figuur 5 is aangegeven is de bovenloop van de Hollandsche IJssel gevoelig voor dispersieve zoutindringing. Dit is een veel minder intensief proces dan advectieve zoutindringing en daardoor beter te mitigeren. Figuur 49. De gemiddelde getijweg op de Hollandsche IJssel. Wanneer de monding van de rivier verzilt raakt, vindt in deze zone vindt advectief transport van zout plaats. Het natuurlijke proces van dispersieve zoutindringing is een langzaam proces. Onttrekkingen op de HIJ spelen echter een grote rol in het versnellen van dit proces in bovenstroomse richting. Zonder regionale onttrekkingen raakt de Hollandsche IJssel in circa 1-2 maanden verzilt afhankelijk van de mate waarin de monding van de Hollandsche IJssel is verzilt. Bij een daggemiddelde onttrekking van 20 m 3 /s bij Gouda gaat het om slechts enkele dagen, ervan uitgaande dat de monding verzilt is gedurende de gehele getijdecyclus. hydrologic.nl 85

90 Bijlage B Toelichting Verdringingsreeks Onderstaande tekst over de verdringingsreeks is rechtstreeks overgenomen uit de website van de Helpdesk Water ( B.1 Inleiding verdringingsreeks Bij (dreigend) watertekort hanteren waterbeheerders de verdringingsreeks voor de verdeling van het beschikbare zoetwater. Van watertekort is sprake als de vraag naar water vanuit de verschillende maatschappelijke en ecologische behoeften groter is dan het aanbod van water met een voor de diverse behoeften geschikte kwaliteit. De verdringingsreeks geeft de rangorde van maatschappelijke behoeften aan, die bij de verdeling van het beschikbare water in acht wordt genomen. De verdringingsreeks was al opgenomen in onder meer de Tweede Nota Waterhuishouding, maar is met de inwerkingtreding van de Waterwet voor het eerst wettelijk vastgelegd. B.2 Achtergrond verdringingsreeks De huidige verdringingsreeks (Figuur 50) is tot stand gekomen naar aanleiding van de watertekorten in 2003 en de daarop volgende Evaluatienota Waterbeheer - Aanhoudende droogte Figuur 50. Landelijke verdringingsreeks. B.3 Toelichting op de verdringingsreeks De verdringingsreeks bestaat uit vier categorieën. De rangorde van belangen binnen de categorieën 1 en 2 is op nationaal niveau vastgelegd. Binnen de categorieën 3 en 4 is op nationaal niveau geen rangorde vastgelegd. Binnen (maar niet tussen) die categorieën kan bij provinciale verordening een nadere rangschikking plaatsvinden. hydrologic.nl 86

91 B.3.1 Categorie 1. Waterveiligheid en het voorkomen van onomkeerbare schade Het belang van veiligheid en het voorkomen van onomkeerbare schade is als hoogste categorie opgenomen in de verdringingsreeks. De verdringingsreeks wijkt daarmee af van de mededeling van de Europese Commissie over waterschaarste en droogte, want daarin wordt de drinkwatervoorziening als hoogste te beschermen belang aangemerkt. In Nederland kan echter met name in gebieden met veel veen in de ondergrond ook de veiligheid in het geding kan zijn als gevolg van droogte (denk aan het bezwijken van de veenkade bij Wilnis in 2003). Ook kan er onomkeerbare schade optreden als gevolg van veenoxidatie en klink. Dit rechtvaardigt de afwijking van het Europese beleid. Onomkeerbare natuurschade kent twee dimensies: schade aan de habitat (abiotische schade) en schade aan planten en dieren (biotische schade). De abiotische schade hangt vooral samen met de bodemgesteldheid en onomkeerbare processen in de bodem, zoals inklinking van veen. Ook het inlaten van systeemvreemd water met bijvoorbeeld zout of nutriënten kan leiden tot onherstelbare natuurschade, omdat deze stoffen in sommige gevallen niet of nauwelijks meer uit het watersysteem kunnen worden gehaald. Door deze processen kan de vestigingsplaats van flora of fauna onherstelbaar worden vernietigd en kan het ecosysteem zich niet meer herstellen. B.3.2 Categorie 2. Nutsvoorzieningen Het belang dat is gemoeid met een ongestoorde energievoorziening is de afgelopen jaren steeds groter geworden. De categorie "nutsvoorzieningen" in de verdringingsreeks bevat daarom naast de drinkwatervoorziening ook de energievoorziening. Waar de leveringszekerheid niet in gevaar is, wordt de drinkwatervoorziening en energievoorziening meegewogen binnen categorie 4 van de reeks. Onder energievoorziening worden zowel grote als kleine energiecentrales verstaan (centraal vermogen), maar ook industriële voorzieningen (via warmtekoppeling, het nuttig toepassen van restwarmte die ontstaat bij energieopwekking) en andere leveranciers (decentraal vermogen). B.3.3 Categorie 3. Kleinschalig hoogwaardig gebruik Het belang van de beregening van kapitaalintensieve gewassen is een uitzondering op de positie die de landbouw en de overige economische behoeften in algemene zin innemen in categorie 4. Het betreft gewassen waarbij een totale mislukking van de oogst dreigt als gevolg van watertekorten, terwijl met een relatief kleine hoeveelheid water grote schade kan worden voorkomen. B.3.4 Categorie 4. Overige behoeften De belangen van drinkwatervoorziening, energievoorziening en landbouw vallen in categorie 4 voor zover ze niet onder respectievelijk categorie 2 en 3 vallen. Onder overige belangen valt onder meer de waterkwaliteit in stedelijk gebied. hydrologic.nl 87

92 Bijlage C Toelichting Kleinschalige Water Aanvoer C.1 Totstandkoming huidige KWA Wanneer de Hollandsche IJssel (HIJ) niet is verzilt, is deze riviertak in droge perioden een belangrijke zoetwaterbron voor West-Nederland. Wanneer de Hollandsche IJssel dreigt te verzilten, kan de Kleinschalige Wateraanvoer (KWA) worden ingezet als alternatieve aanvoerroute. De KWA kan worden gekarakteriseerd als een aantal aanvullende voorzieningen in de regionale watersystemen en een set afspraken, vastgelegd in een waterakkoord. Het doel van de KWA is het leveren van zoetwater aan de hoogheemraadschappen Rijnland, Delfland en Schieland en de Krimpenerwaard, via het watersysteem van Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden. Het water is afkomstig uit het Amsterdam-Rijnkanaal en/of de Lek. Tabel 8 vat de historie van de huidige KWA samen. Tabel 8. Historie en totstandkoming huidige KWA. Jaar KWA Vanaf 1960 KWA in beeld als compensatie voor verdieping Nieuwe Waterweg 1976 KWA in de praktijk ontstaan 1989 KWA vastgelegd in overeenkomst (waterakkoord) 2005 Waterakkoord KWA 2003, 2011 KWA ingezet KWA in Deltaprogramma Zoetwater De KWA wordt ingezet als aan de volgende voorwaarden wordt voldaan: De afvoer van de Rijn bij Lobith lager is dan 1100 m 3 /s. De verwachtingen zijn dat deze situatie enige tijd zal aanhouden. De chloride concentratie in de monding van de HIJ, bij Krimpen a/d IJssel, groter dan mg/l. Volgens de huidige afspraken wordt ten behoeve van de KWA uit het hoofdwatersysteem 17,9 m 3 /s onttrokken. Hiervan wordt een deel gebruikt door HDSR en 6,9 m 3 /s doorgeleverd aan Rijnland. Hiervan is 4 m 3 /s bestemd voor Rijnland zelf, 1,8 m 3 /s voor Delfland en 1,1 m 3 /s voor Schieland en de Krimpenerwaard. Het water voor Schieland wordt via Delfland doorgeleverd. In de praktijk is de hoeveelheid water die geleverd kan worden variabel gebleken en onder andere afhankelijk van het seizoen. Onder droge omstandigheden is de KWA voor Rijnland de enige bron van zoetwater. Delfland kan naast de KWA ook zoetwater onttrekken uit het Brielse Meer. Schieland kan water innemen via Delfland (door aankopen Brielse Meer water) en de Lek (Krimpenerwaard). Daarbij komt dat Schieland langer water inneemt uit de Hollandse IJssel dan Rijnland, omdat de functies in het gebied van Schieland minder kritisch zijn dan in het gebied van Rijnland (de bomenteelt in Boskoop). hydrologic.nl 88

93 Als de huidige KWA in werking gaat, worden de volgende stappen genomen: De inlaat door gemaal Pijnacker-Hordijk wordt gestopt. De stroomrichting van de Gekanaliseerde Hollandsche IJssel wordt omgekeerd. In plaats van inlaat van water uit de HIJ via de Waaiersluis (west naar oost), wordt water ingelaten vanuit het ARK via het Noordergemaal (oost naar west). Vanuit de Lek wordt water ingelaten met gemaal Koekoek. Via de Lopikerwaard en gemaal de Keulevaart komt dit uiteindelijk in de Gekanaliseerde Hollandsche IJssel terecht. Vanuit het ARK wordt met het Noordergemaal water ingelaten in de de Oude Rijn. Bij Bodegraven wordt het water dat met de KWA via de Oude Rijn en Gekanaliseerde Hollandsche IJssel wordt aangevoerd, doorgeleverd naar het systeem van Rijnland. In het Waterakkoord Kleinschalige Wateraanvoer Midden-Holland is afgesproken dat dit 6,9 m 3 /s moet zijn. In de praktijk van 2003 en 2011 lag dit hoger. Vanuit Rijnland moet ongeveer 3 m 3 /s worden doorgeleverd aan Delfland. De afspraak is dat hiervan 2 m 3 /s voor Delfland is en ongeveer 1 m 3 /s voor Schieland. Om verzilting bij de Parksluizen te mitigeren en daarmee 1 m 3 /s bruikbaar (van voldoende kwaliteit) water in Schieland te krijgen, is in de praktijk ongeveer 2 m 3 /s extra nodig. Afhankelijk van de waterbeschikbaarheid kan Delfland besluiten om extra water door te voeren. Figuur 51. Belangrijke locaties voor de KWA(fase 1) route. hydrologic.nl 89

94 C.2 Fasering uitbreiding KWA Om de zoetwatertoevoer voor West-Nederland te verbeteren is een uitbreiding van de KWA gepland. De huidige aanvoervoorzieningen worden gefaseerd aangepakt. Dit wil zeggen verbeterd en/of uitgebreid (Tabel 9). De maatregelen die nodig zijn om Scenario 2021 te realiseren (fase 1), worden vanuit het Deltafonds bekostigd. Over de realisatie van het scenario 2028 (fase 2) zijn nog geen afspraken gemaakt, evenals een mogelijke fase 3. Tabel 9. Fasering uitbreiding KWA Fase Sluis Bodegraven [m 3 /s] Waaiersluis Gouda [m 3 /s] Totale levering [m 3 /s] Huidig 6,9 0 6,9 Scenario ,5 4 14,5 (fase 1) Scenario 2028 (fase 2) 10,5 7,5 18 Met het vergroten van de doorvoer bij sluis Bodegraven tot 10,5 m 3 /s is de maximale capaciteit van die doorvoerlocatie bereikt. Voor het verder vergroten van de KWA is een ander doorvoerpunt nodig. In de scenario s komt de Waaiersluis aan bod als aanvullende locatie om zoetwater door te voeren naar Rijnland (Figuur 52). De Waaiersluis is de verbinding tussen de Gekanaliseerde Hollandsche IJssel en de Hollandsche IJssel. Het zoete water wordt via de Waaiersluis op de Hollandsche IJssel gelaten en circa 3 kilometer benedenstrooms bij boezemgemaal Gouda ingelaten naar Rijnland. De inzet van deze aanvoerroute is onzeker, omdat de Hollandsche IJssel bij een watertekort mogelijk verzilt en derhalve in die situatie ook verzilt water zou worden ingelaten bij Gouda. Figuur 52. Gebruik van de Hollandse IJssel voor doorvoer via gemaal Pijnacker-Hordijk voor de KWA+ hydrologic.nl 90

95 Deze aanvoerroute via de Hollandsche IJssel vraagt, zeker bij langduriger inzet, om een zoetwaterbuffer. Dat wil zeggen dat er meer water via de Waaiersluis op de Hollandsche IJssel wordt gelaten dan er bij boezemgemaal Gouda wordt ingelaten naar Rijnland. Dit inlaatsurplus is nodig om te voorkomen dat het zout door dispersie vanuit de Nieuwe Maas bij Gouda komt. Bij de KWA+ scenario s is dit surplus niet meegerekend en daarom is het onzeker of de 4 m 3 /s die wordt doorgevoerd bij de Waaiersluis volledig door Rijnland kan worden benut. Zowel de huidige KWA als de geplande uitbreidingsvariant zijn benoemd als noodmaatregel. De maatregel geldt niet als reguliere beheermaatregel, omdat deze alternatieve aanvoerroute zorgt voor afwijkingen van het peilbesluit, de stromingsrichting en snelheden en daarmee beperkingen voor de scheepvaart. In het Deltaprogramma Zoetwater zijn richtlijnen gegeven voor de frequentie (1/10 jaar) en duur van inzet van de KWA(fase 1). hydrologic.nl 91

96 Chloride concentratie (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER Bijlage D Modelverificatie NDB D.1 Modelverificatie Om tot betrouwbare 1D resultaten te komen, is het 1D NDB model ter hoogte van Krimpen ad IJssel vergeleken met het 3D model en metingen. De resultaten zijn uitvoerig besproken met onafhankelijke experts, waarbij is gekeken of het 1D NDB model het verziltingsfenomeen in het gebied van Lek en de Hollandse IJssel voldoende nabootst. Hierbij is met name gekeken naar de periode in het najaar van 2011, aangezien voor deze periode zowel metingen als OSR resultaten beschikbaar zijn. Eventuele afwijkingen zijn in detail onderzocht, waarna is nagegaan of deze relevant zijn voor het voorliggende zoetwatervraagstuk. De NDB resultaten zijn o.a. ter hoogte van Krimpen aan de IJssel voor de huidige situatie voor de periode van november/december 2011 vergeleken met de OSR resultaten en metingen (Figuur 53). In aanvulling is het model ook voor andere perioden vergeleken met metingen (2003, 2009 en 2011). Op basis van deze resultaten is door de projectgroep en experts geconcludeerd dat het model de verziltingsdynamiek naar behoren wordt nagebootst. D.1.1 Vergelijking van het NDB met OSR en metingen In Figuur 53 zijn de modelresultaten van het NDB en OSR en de metingen gegeven Krimpen aan de IJssel OSR model Meetwaarden NDB model November November November December December December 2011 Figuur 53. NDB, OSR resultaten en chloridemeting voor 2011 ter hoogte van Krimpen aan de IJssel. hydrologic.nl 92

97 Chloride concentratie (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER Begin december 2011 overschat het model de chlorideconcentratie enigszins. Gedurende deze periode is er sprake van een forse stormopzet. In overleg met de expertgroep een uitvoerige analyse gedaan naar de oorzaken van deze overschatting. Het verschil in de chlorideconcentratie (tussen de NDB resultaten en de meting) is nader geanalyseerd, door te kijken naar modelresultaten op andere locaties en relatie tussen het verloop van de chlorideconcentratie en de afvoer bij Lobith. In Figuur 54 is de chlorideconcentratie gegeven bij de Brienenoordbrug. Uit deze figuur blijkt ongeveer hetzelfde patroon als eerder is geconstateerd. De chlorideconcentratie wordt in de periode van eind november tot begin december goed gesimuleerd, maar wijkt begin december af van de metingen. De zouttong lijkt (in het model) het systeem te ver binnen te dringen, waardoor het chloridegehalte lange tijd te hoog blijft Chloride Brienenoordbrug Meetwaarden Brienenoordbrug NDB Brienenoordbrug November November November December December December 2011 Figuur 54. Chlorideconcentratie (meting en NDB modelresultaten) ter hoogte van de Brienenoordbrug. In Figuur 55 is de gemeten en berekende chlorideconcentratie gegeven ter hoogte van Spijkenisse (Oude Maas). Op deze locatie wordt de verziltingsdynamiek goed nagebootst, met name ook in de eb perioden van belang voor de inlaatvensters- zijn de waarden vergelijkbaar met de metingen. Omdat deze figuur dezelfde trend laat zien als op de Nieuwe Maas, is er geen reden te twijfelen aan de debietverdeling (tussen de Oude Maas en Nieuwe Maas). hydrologic.nl 93

98 Chloride Spijkenisse (Oude Maas ) Meetwaarden Spijkenisse NDB Spijkenisse Chloride concentratie (mg/l) November November November December December December 2011 Figuur 55. Chlorideconcentratie (meting en NDB modelresultaten) ter hoogte van Spijkenisse. Om de betrouwbaarheid van de gesimuleerde waterstanden te toetsen zijn in Figuur 56 en Figuur 57 de berekende en gemeten waterstanden gegeven voor respectievelijk Gouda en Krimpen aan de IJssel. Het model blijkt de gemeten waterstand zeer nauwkeurig na te bootsen. Eventuele verschillen (die met name bij Gouda zijn geconstateerd) worden veroorzaakt door een laterale flux (als gevolg van neerslagoverschot), waardoor de gemodelleerde waterstand lokaal hoger wordt berekend als daadwerkelijk is gemeten Gouda GoudaBerekend November November November December December December December December 2011 Figuur 56. Gemeten en berekende waterstand ter hoogte van Gouda. hydrologic.nl 94

99 Krimpen aan de IJssel KrimpenBerekend November November November December December December December December 2011 Figuur 57. Gemeten en berekende waterstand ter hoogte van Krimpen aan de IJssel. In Figuur 58 is de relatie gegeven tussen de gemeten en berekende chlorideconcentratie, de gemeten waterstand ter hoogte van de Maasmonding en het astronomisch getij. Uit deze figuur blijkt dat in de periode van begin december de gemeten waterstand gedurende langere tijd hoger is dan het astronomisch getij. Chloride concentratie (mg/l) Meetwaarden NDB model Chloride concentratie Krimpen aan de IJssel 0 20 November November November December December December Astronomisch getij en Maasmond Astro Maasmond Waterstandsverschil November November November December December December 2011 Figuur 58. Relatie tussen de chlorideconcentratie (meting en NDB resultaten ter hoogte van Krimpen aan de IJssel), de Maasmond waterstand en het astronomisch getij. In Figuur 59 is de relatie gegeven tussen de gemeten en berekende chlorideconcentratie en het verschil tussen de waterstand bij de Maasmond en het astronomisch getijde. Begin december blijkt de Maasmond waterstand gedurende langere tijd (enkele dagen) als gevolg van een langdurige harde wind (windkracht 6) hoger dan het astronomisch getij. hydrologic.nl 95

100 Chloride concentratie (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER Chloride concentratie (mg/l) Meetwaarden NDB model Chloride concentratie Krimpen aan de IJssel 0 20 November November November December December December Verschil met astronomisch getijd (meting Maasmonding - astronomisch getij) Waterstandsverschil November November November December December December 2011 Figuur 59. Relatie tussen de chlorideconcentratie (meting en NDB resultaat ter hoogte van Krimpen aan de IJssel) en het zoutsurplus (verschil tussen de Maasmond waterstand en het astronomisch getij). Op basis van de onderzochte resultaten is geconcludeerd dat het model in geval van forse opzet de complexe processen van verzilting onvoldoende betrouwbaar simuleert. Om het effect van de benedenrandvoorwaarde inzichtelijk te maken is daarom een gevoeligheidssom gedraaid met een aangepast getij (lagere eb niveaus) gedurende de periode begin december (Figuur 60). Uit deze figuur blijkt dat de opgegeven randvoorwaarde (waterstand) zeer bepalend is voor de berekende chloridegehalte Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model zonder verdieping NDB model - aangepast getijde (eb) November November November December December December 2011 Figuur 60. Gevoeligheidsanalyse met een aangepaste randvoorwaarde benedenstrooms (chlorideconcentratie ter hoogte van Krimpen). Met name gedurende (forse) windopzet heeft het model in sommige situaties moeite (complexe) verziltingsprocessen goed te simuleren. Belangrijke vraag hierbij is op welke momenten dergelijke situaties optreden en of deze invloed kunnen hebben op de zoetwatervoorziening en KWA analyse. Daarom is voor een reeks van 1970 t/m 2011 onderzocht of hydrologic.nl 96

101 Waterstand (mnap) Flux ter hoogte van Gouda (m3/s) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER en op welke momenten er gedurende het zomerhalfjaar sprake is van een forse opzet nabij de Maasmond. Hiertoe zijn de volgende criteria gehanteerd: Meer dan 0.5 m opzet (verschil tussen de Maasmond waterstand en het astronomisch getij). Gedurende eb en vloed. periode van mei t/m september. Uit deze analyse zijn 4 events geïdentificeerd, die alleen in september optreden. Echter, gedurende deze events blijkt geen sprake van een watervraag en/of lage afvoer, waardoor het geen effect heeft op de KWA analyse en zoetwatervoorziening. Overigens geldt deze overschatting zowel voor de referentiesituatie als de situatie met verdieping, waardoor deze geen effect heeft op de relatieve effecten. Als voorbeeld is de situatie van september 1998 gegeven. In Figuur 61 is de Maasmond waterstand en het astronomisch getij gegeven. Geurende enkele getijdebewegingen is er duidelijk sprake van een forse opzet. Uit de figuur wordt echter ook duidelijk dat er ten tijde van de opzet geen sprake is van een watervraag. In Figuur 62 is bovendien te zien dat de afvoer van Lobith nog vrij hoog is (~1500 m 3 /s). Hoewel in deze periode dus sprake is van een forse windopzet, betreft deze situatie geen KWA situatie en is er geen zoetwatervraag, waardoor een eventuele overschatting van de chlorideconcentratie door het model geen gevolgen hebben voor de KWA analyse. september Astro Maasmond Watervraag Gouda 0-waarde Figuur 61. Maasmond waterstand, het astronomisch getij en de watervraag bij Gouda. Een positieve watervraag representeert een afvoer, een negatieve watervraag een onttrekking. hydrologic.nl 97

102 Chlorideconcentratie (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER Waterstand (mnap) september Astro Maasmond Afvoer Lobith Afvoer (m3/s) Figuur 62. Maasmond waterstand, het astronomisch getij en de afvoer bij Lobith. D.1.2 Vergelijking van het NDB met metingen De modelresultaten zijn tevens vergeleken met metingen van 2003, 2009 en In Figuur 63 zijn de resultaten gegeven voor 2009, het model blijkt de metingen goed na te bootsen. Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel 1400 Meetwaarden NDB model September September September October October October October 2009 Figuur 63. NDB resultaten en chloridemeting voor 2009 ter hoogte van Krimpen aan de IJssel. hydrologic.nl 98

103 In Figuur 64 en Figuur 65 zijn de vergelijkingen voor 2003 en 2011 gegeven. In 2003 blijkt het model het begin van de verziltingsperiode (augustus) te onderschatten, terwijl de verzilting in september vrij nauwkeurig wordt nagebootst Krimpen aan de IJssel (2003) Chloride concentratie (mg/l) June June July July August September September October November November 2003 Meting Berekend Figuur 64. Modelresultaten en meting voor de KWA periode van In 2011 treedt eenzelfde verschijnsel op, het begin van de verzilting (eerste helft van mei) wordt door het model onderschat, terwijl de verzilting eind mei en begin juni wel nauwkeurig wordt nagebootst. hydrologic.nl 99

104 Chlrideconcentratie (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER 2000 Krimpen aan de IJssel (2011) May May June June July August August September 2011 Meting Berekend Figuur 65. Modelresultaten en meting voor de KWA periode van De reden hiervoor is dat in het model de zouttong aan het begin van het droogteseizoen verder zeewaarts is gelegen dan in werkelijkheid. Bij afnemende rivierafvoeren duurt het vervolgens in het model langer voordat Krimpen aan de IJssel verzilt (Figuur 66). Het duurt even voordat model in lijn met de meting komt, waarna het op hoofdlijnen vergelijkbare resultaten laat zien. Figuur 66. Conceptuele weergave van de ligging van het zoutfront. In het model (rode lijnen) is het zoutfront minder ver het systeem binnengedrongen dan in werkelijkheid het geval is (blauwe lijnen). De te zoete start van het model aan het begin van het seizoen is een bekend aandachtspunt bij tijdreeksmodellering (en ook het initialiseren van operationele BOS systemen). Zoals bij BOS systemen de grote uitdaging is om aan het begin van het hoogwaterseizoen gebiedsdekkend de juiste grondwaterstanden/beschikbare berging te modelleren geldt dit ook voor verzilting. Bij operationele systemen wordt dit gecorrigeerd door het model recht te trekken (assimileren, kalman filters, etc.) op basis van metingen. In voorliggende hydrologic.nl 100

105 de analyse is echter niet voor deze mogelijkheid gekozen. Enerzijds omdat het geen structurele afwijking betreft, vele jaren hebben wel een goede initialisatie. Anderzijds omdat het doel van de studie niet is om de verzilting in alle 50 jaar zo goed mogelijk na te bootsen, maar de effecten van de verdieping adequaat te bepalen. Daarbij vergt het naar verwachting een forse inspanning om een op metingen gebaseerde modelinitialisatie te realiseren (die naar verwachting niet opweegt tegen de meerwaarde voor de effectbepaling van de verdieping). Een palet aan factoren kan debet zijn aan bovenstaand fenomeen (deze lijst is niet volledig): Waterverdeling in het hoofdwatersysteem. De afvoeren die aan de bovenrand van het model zijn opgelegd, zijn bijvoorbeeld afgeleid met behulp van een regressievergelijking. Hier is de nodige onzekerheid mee gemoeid. Beheer van het systeem dat invloed heeft op de verdeling van afvoeren. Bijvoorbeeld het in de praktijk anders inzetten van Haringvlietsluizen en VZM dan waar in het model van wordt uitgegaan. Onzekerheden in metingen. Onzekerheden in (de waarden van) de gebruikte modelparameters. Deze zijn in de loop der jaren geschat op basis van de best beschikbare gegevens en kennis. In werkelijkheid variëren de waarden in de tijd en ruimte en kunnen ze bovendien wijzigen als gevolg van (al dan niet tijdelijke) ingrepen/veranderingen in het systeem. Bij het doorrekenen van langjarige reeksen blijkt het een hele uitdaging om voor zeer uiteenlopende situaties de werkelijkheid voldoende nauwkeurig te modelleren De afwijking treedt op in de situatie met en zonder verdieping, waardoor dit in principe geen gevolgen heeft voor de effectbepaling van de verdieping. Ook blijkt de afwijking tijdelijk van aard en sluiten de modelresultaten na enige tijd weer goed aan bij de metingen. Bovendien blijkt de afwijking van de modelinitialisatie met de metingen geen structureel probleem. In het kader van het voorliggende onderzoek zijn voor meerdere situaties de metingen vergeleken met de modelresultaten. Deze vergelijking laat zien dat de beginsituatie in diverse verziltingssituaties wel in overeenstemming is met de werkelijke situatie. De initialisatie van najaar 2011 en 2009 situatie sluit bijvoorbeeld goed aan bij de meting D.2 Gevoeligheidsanalyse NDB model In aanvulling op vergelijking van het NDB met de OSR resultaten en metingen, is een aantal gevoeligheidsanalyses uitgevoerd. Zo is de dispersiecoëfficiënt op de Hollandse IJssel gevarieerd om de gevoeligheid hiervan te onderzoeken (Figuur 67). De standaard coëfficient staat op 250 (m 2 /s), voor de verificatieperiode is tevens gerekend met een waarde van 50 (m 2 /s)en 100 (m 2 /s). De resultaten hebben geen aanleiding gegeven om de coëfficiënt aan te passen. Overigens is de keuze van de dispersiecoëfficiënt vooral van belang voor de effectiviteit van een zoetwaterbuffer (mogelijk onderdeel van KWA+) in het noordelijk deel van de HIJ. Om meer helderheid over de dispersiecoëfficiënt te krijgen is een nieuwe 3D model van de HIJ ontwikkeld en is een meetcampagne voorzien op het moment dat de HIJ verzilt. Op basis van deze meetcampagne zal meer duidelijkheid worden verkregen over hydrologic.nl 101

106 de mate van zoutindringing in het noordelijk deel van de HIJ, op basis waarvan de meest waarschijnlijke dispersiecoëfficiënt voor het 1D NDB model kan worden vastgesteld. Op de inzetfrequentie van de KWA heeft de dispersiecoëfficiënt op de HIJ nauwelijks invloed. Chloride concentratie (mg/l) Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model zonder verdieping Krimpen - dispersie HIJ 100 Krimpen - dispersie HIJ November November November December December December 2011 Figuur 67. Gevoeligheidsanalyse dispersiecoëfficiënt (chlorideconcentratie ter hoogte van Krimpen). Er is tevens een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd voor de Thatcher-Harleman vertragingscoëfficiënt, om meer inzicht te krijgen in de invloed van de benedenstroomse zoutrand. Deze waarde bepaalt de wijze waarop wordt omgegaan met de zoutlast van zee tijdens de overgangsperiode van eb naar vloed. Hiertoe dient een periode te worden opgegeven waarbinnen de zoutconcentratie bij de overgang van eb naar vloed geleidelijk komt op het niveau van de opgegeven zout concentratie op zee. Bij een waarde van 0 seconden wordt direct een volle zoutlast aan het instromende water opgelegd. Bij hogere waarden verloopt dit proces geleidelijker. In dat geval wordt de zoutconcentratie gedurende de overgangsperiode bepaald door het chloridegehalte op de laatste tijdstap van de uitstroom te interpoleren met de opgegeven zoutconcentratie op zee. In Figuur 68 zijn de resultaten gegeven van deze gevoeligheidsanalyse. De standaard waarde staat op 5400 seconden (1,5 uur), deze is gevarieerd naar 0 seconden (geen vertraging, dus bij de overgang van eb naar vloed bij instroom direct de volle zoutlast) en seconden (3 uur, een langdurigere overgang van eb naar vloed wat betreft de zoutlast). Bij een overgangsperiode van 0 seconden blijkt het model heftiger te reageren op de instroom van het zoute water; er worden hogere chloridegehalten berekend. Bij een langere overgangsperiode reageert het model trager, er worden lagere chloridegehalten berekend. De resultaten hebben echter geen aanleiding gegeven om deze waarde aan te passen. hydrologic.nl 102

107 Chloride concentratie (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model zonder verdieping Krimpen - TH 0 s Krimpen - TH s November November November December December December 2011 Figuur 68. Gevoeligheidsanalyse Thatcher-Harleman coëfficiënt (chlorideconcentratie ter hoogte van Krimpen). Naast genoemde modelparameters is het model voor de boven- en onderranden van het model (respectievelijk afvoeren en waterstanden). Deze zijn overgenomen van het oorspronkelijke model zoals dat door Deltares is geleverd. Daarnaast is de achtergrondconcentratie overgenomen zoals deze door Deltares aan het oorspronkelijke model is opgelegd. Omdat een langjarige reeks is doorgerekend, is een grote verscheidenheid aan mogelijke combinaties van hydro(meteorologische) situaties doorgerekend, waarmee de werkelijkheid zo goed mogelijk wordt benaderd. Op deze manier wordt bovendien voorkomen dat de keuze voor een referentiejaar of een (versimpelde) theoretische (semi-stationaire) situatie een te grote invloed heeft op de uiteindelijke modelresultaten. D.3 Vergelijking NDB met OSR (verdieping) De verdieping is op (zeer) gedetailleerde wijze (3-dimensionaal) in het OSR model gebracht. worden de effecten van de verdieping het meest nauwkeurig door het OSR model benaderd. De verdieping is daarom dusdanig in het 1D NDB model geïmplementeerd dat met het NDB model zo nauwkeurig mogelijk wordt aangesloten bij de OSR modelresultaten ter hoogte van Krimpen. Hiertoe zijn de profielen verdiept en is gevarieerd in de breedte, vorm en het onderwatertalud: 1 Verdieping tot m NAP en m NAP over variërende breedtes waarbij de werkelijkheid (en de hoeveelheid te verwijderen kubieke meters) zo nauwkeurig mogelijk worden benaderd; 2 Verdieping over een breedte van 400 m tot m NAP; 3 Verdieping tot -17 m NAP (worst case situatie). Uit modelresultaten blijkt type (2) blijkt het beste aan te sluiten bij de OSR resultaten. Tevens hebben we met de verdieping naar -17 m NAP de ondergrens opgezocht, aangezien deze wijze van verdieping onder alle omstandigheden meer verzilting ter hoogte van Krimpen berekent dan het OSR model. De resultaten van deze simulatie worden gezien als een ondergrens. In Figuur 69 is een voorbeeld van twee profielen gegeven die zijn verdiept. hydrologic.nl 103

108 Verschil chloride concentratie (mg/l) Chloride concentratie (mg/l) Verzilting verdieping NWW Deelonderzoek MER mnap -5 mnap Totale breedte -15 Stroombreedte Totale breedte (nieuw) Stroombreedte (nieuw) Totale breedte -20 Stroombreedte Totale breedte (nieuw) Stroombreedte (nieuw) Breedte (m) Breedte (m) Figuur 69. Voorbeeld van de wijze waarop de profielen in het NDB model zijn verdiept. In Figuur 70 zijn hiervan de resultaten gegeven van het type (2) profiel. In de bovenste figuur zijn de chlorideconcentratie gegeven die door het NDB model en het OSR model met en zonder verdieping zijn berekend. In de onderste figuur zijn de verschillen voor het OSR en NDB model (tussen de situatie zonder en met verdieping) gegeven. Uit deze grafiek blijkt dat het NDB model de OSR modelresultaten nauwkeurig nabootst Krimpen aan de IJssel NDB model zonder verdieping 3000 NDB model verdiept (overal mnap, breed verdiept) OSR model zonder verdieping 2500 OSR model met verdieping November November November December December December Verschil met-zonder verdieping Verschil OSR model Verschil NDB model (overal mnap, breed verdiept) November November November December December December 2011 Figuur 70. Effect van de verdieping tot mnap over een breedte van 400 m. hydrologic.nl 104

109 D.4 Conclusie modelverificatie Op basis van deze analyse is door de projectgroep en de onafhankelijke experts geconcludeerd dat het model de verziltingsdynamiek voldoende nauwkeurig nabootst in het interessedomein en voor het doel van de voorliggende studie kan worden toegepast. Op basis van deze analyse wordt geconcludeerd dat het model geschikt is voor het bepalen van het relatieve effect van de verdieping voor de Lek en HIJ (in het bijzonder de KWA), via het uitvoeren van een tijdreeksanalyse van 50 jaar. hydrologic.nl 105

110 Bijlage E Gevoeligheidsanalyse KWA Het effect van verschillende KWA fases is onderzocht, waarbij de onttrekking vanuit de Lek wordt opgevoerd. Hiertoe is voor het droogtejaar 1976 een onttrekking bij Koekoek opgelegd van 8.5 m 3 /s en 14 m 3 /s (terwijl bij Gouda geen water wordt onttrokken) (zie Figuur 71 en Figuur 72). Uit de modelresultaten blijkt dat het zoutgehalte bij de locatie Koekoek als gevolg van de extra onttrekking toeneemt, wanneer er geen extra aanvoer vanuit Hagestein plaatsvindt. De verdieping zorgt voor een kleine toename, maar het relatieve effect is vergelijkbaar. Het effect benedenstrooms is kleiner, hoewel ook bij Krimpen aan de IJssel het chloridegehalte (beperkt) toeneemt. Net als beoogd bij de Hollandsche IJssel ligt het voor de hand om in het geval van een verzilte monding een vergelijkbare hoeveelheid water via Hagestein door te laten (plus een eventueel surplus) als dat vanuit de Lek wordt onttrokken. Uit par. 5.4 blijkt dat een toename van de (dispersieve) verzilting op de Lek (als gevolg van klimaat, verdieping NWW en/of extra onttrekkingen) effectief kan worden tegengegaan door meer water bij Hagestein door te laten. Wel verdient de optimalisatie van Hagestein nadere uitwerking, bijvoorbeeld in het kader van Slim Watermanagement, waarbij ook de effecten elders in het systeem (de Waal, Prins Bernhardsluizen) betrokken moeten worden. Figuur 71. Effect van de onttrekking van water bij Koekoek (situatie zonder verdieping) hydrologic.nl 106

111 Figuur 72. Relatieve effect van de extra onttrekking bij Koekoek in de situatie met en zonder verdieping. Een belangrijke kennisleemte aan de rand van dit vraagstuk blijft de dispersie formulering op de HIJ. Hierover is uitvoerig met de heer Savenije van gedachten gewisseld. De invloed op de uitkomsten van dit onderzoek is beperkt omdat in deze analyse met betrekking tot de inzet van de KWA naar Krimpen wordt gekeken en het al dan niet verzilten van Krimpen vooral een advectief vraagstuk is, waarbij dispersie een ondergeschikte rol speelt. Evenwel is voor de beoogde implementatie van de zoetwaterbuffer in de HIJ het dispersief zouttransport dominant (zowel voor de robuustheid van de buffer als wel het benodigde inlaatsurplus). Voor het oplossen van deze kennisleemte zijn in de eerste plaats adequate metingen op de HIJ en eventueel de Lek nodig. Op basis van deze metingen kan dispersie met meer zekerheid geschat worden. Hierbij adviseerde prof. Savenije ook het dispersie-concept te heroverwegen (naast het van Thatcher Harleman afgeleid dispersie concept in NDB ook het Van den Burgh concept). Dan pas kan ook het eventuele extra benodigde inlaatsurplus als gevolg van de verdieping worden berekend. hydrologic.nl 107

112 Bijlage F Verslag Bespreking Stresstest vs. Verdieping Betreft Verslag bespreking Stresstest / MER Project MER Verdieping NWW Deelonderzoek Verzilting Aanwezig: Judith ter Maat (Deltares) Tom van der Wekken (Rijkswaterstaat) Maarten Spijker (HydroLogic) Datum: 10 september 2015 F.1 Inleiding De Rotterdamse Haven is voornemens een deel van de Nieuwe Waterweg te verdiepen, opdat de bereikbaarheid van het Botlekgebied wordt verbeterd. Als gevolg van deze verdieping, zal bij lage rivierafvoer het zoute zeewater verder landinwaarts kunnen dringen. Om dit effect nauwkeurig in beeld te brengen wordt door HydroLogic het deelonderzoek verzilting (onderdeel van de MER Verdieping Nieuwe Waterweg) uitgevoerd. Tevens is eerder dan dit project in opdracht van het ministerie van I&M de Stresstest Zoetwater uitgevoerd. Deze Stresstest had vooral tot doel vast te stellen of de Voorkeurstrategie Zoetwater gevolgd kan blijven worden wanneer de negatieve effecten van klimaatontwikkeling, vergroting van de zoetwatervraag en wijzigingen in de infrastructuur zich opstapelen (bovenop hetgeen al voorzien was in de Deltascenario s en/of maatregelenpakketten van DPZW). In de stresstest zijn verschillende ontwikkelingen gebundeld doorgerekend, waaronder ook de verdieping van de Nieuwe Waterweg. Vervolgens zijn de cumulatieve effecten geanalyseerd, waarbij is vastgesteld dat de gekozen oplossingsrichting in het Deltaprogramma robuust is. Afhankelijk van de snelheid en richting van de klimaatverandering, veranderingen in de watervraag en infrastructurele ingrepen, zullen bepaalde maatregelen in het adaptieve spoor eerder dan wel later moeten worden ingezet. De aard en omvang van het maatregelenpakket behoeven vooralsnog geen bijstelling. Zowel in het deelonderzoek verzilting van de MER als de Stresstest zijn de effecten van de verdieping beschouwd. De uitkomsten van de Stresstest lijken hierbij op een wat groter effect te duiden dan de resultaten van de verziltingstudie in het kader van de MER. Dit is voor een belangrijk deel te verklaren door het hanteren van verschillende methodieken, voortkomend uit de uiteenlopende doelen van beide studies. Zo heeft het MER tot doel het effect van de verdieping zo nauwkeurig mogelijk (en statistisch verantwoord) te bepalen voor de referentiesituatie. De Stresstest (ST) is een verkennende analyse en richt zich op de verdere toekomst, zoekt de grenzen van het systeem op en is vooral geïnteresseerd in de cumulatieve effecten van diverse maatregelen, waarvan de verdieping er één van is. Om de verschillen en overeenkomsten mbt de verdieping van de NWW globaal te duiden in relatie tot inzet van KWA, is er een kort overleg geweest tussen de uitvoerder (Deltares, hydrologic.nl 108

113 J. ter Maat) en opdrachtgever (RWS WVL, T. vd Wekken) van de Stresstest en de uit-voerder van het deelonderzoek verzilting (HydroLogic, M. Spijker). De resultaten van dit overleg zijn in voorliggend document samengevat. Het is belangrijk hierbij te beseffen dat het doel nadrukkelijk niet is geweest om een gedetailleerde analyse van overeenkomsten en verschillen te doen, maar vooral het gezamenlijk leveren van mogelijke verklaringen voor verschillen. Indien nodig kan verder op deze materie worden ingezoomd. F.2 Verschillen Stresstest en MER analyse mbt inzet KWA De benadering van de ST en MER voor het bepalen van de effecten van de verdieping is wezenlijk anders. Bij de MER wordt een 50-jarige (dynamische) tijdreeks doorgerekend (REF HydroLogic), waarbij de verdieping fysisch in het model is geïmplementeerd op basis van detailberekeningen met het 3D OSR model. Vervolgens is op basis van een 50 jarige tijdreeksanalyse bepaald in hoeverre de inzetfrequentie en duur van KWA toenemen als gevolg van de verdieping. Uit de analyse volgt dat er in de 50 jarige reeks geen frequentere inzet van de KWA optreedt, maar de KWA wel langer dient te worden ingezet (met gemiddeld 5 dagen). In de ST is de verdieping niet fysisch in het model geïmplementeerd (REF Deltares), maar het effect ervan verdisconteerd in de rivierafvoer. Op basis van de semi-stationaire 3D OSR berekeningen is het effect van de verdieping ter hoogte van Krimpen ad IJssel bepaald door vast te stellen bij welke rivierafvoer de kritische 200 mg/l chloridewaarde (door de verdieping eerder) wordt overschreden. Bij de beoogde verdieping van komt dit ongeveer overeen met een delta Q van 50 à 85 m 3 /s, afhankelijk van het afvoerniveau (bijvoorbeeld ipv bij een rivierafvoer van 1050 al bij 1100 m 3 /s) in vergelijking met de huidige situatie. Vanwege de relatieve subjectiviteit van de te hanteren afvoerverschuiving is er in de Stresstest voor gekozen om naast 50 ook met 100 m 3 /s (de geschatte dq bij een verdieping tot NAP-17m) te rekenen. Bovendien gaat het in lijn met het verkennende karakter van de ST om ordegrootte berekeningen voor het afwegen van beleidsopties en niet om een zo nauwkeurige mogelijke nabootsing van de werkelijkheid. Bij de ST is de afvoerverschuiving homogeen verdisconteerd met de rivierafvoer: voor elke tijdstap in het karakteristieke jaar is de afvoer verminderd met respectievelijk 50 of 100 m3/s. De werkelijkheid is echter minder lineair en daarin hangt het effect van de verdieping (niet-lineair) samen met de afvoer (groter effect bij lagere rivierafvoeren en vice versa). Ook geldt dat de afvoerverschuiving is gebaseerd op de semi-stationaire berekening, die uitgaat van maandenlange aaneengesloten lage afvoeren. Dergelijke aaneengesloten duren hebben zich in de praktijk onder de huidige klimaatcondities nog nooit voorgedaan en zijn daarom worstcase. Vanuit het oogmerk van de ST is dit overigens niet erg, aangezien hierbij de grenzen van het Nederlandse hoofdwatersysteem bewust worden opgezocht. In de MER wordt dynamisch gerekend waarbij de werkelijke rivierafvoer- en getijdedynamiek natuurgetrouw wordt meegenomen. Het model inclusief de fysisch geïmplementeerde verdieping- rekent vervolgens uit of bijvoorbeeld lage afvoersituaties zich dusdanig lang voordoen dat Krimpen verzilt en in hoeverre de verdieping dit versterkt. Bij jaren met hydrologic.nl 109

114 een langdurige verziltingsperiode kan het effect van de verdieping in de buurt komen van het semi stationaire effect. Evenwel zullen zich er in de werkelijkheid ook verschillende situaties voordoen waarbij het effect zich ruimschoots beneden het semi-stationaire bevindt. Hierbij geldt dat een dynamische rekenmethode een betere weergave van de werkelijkheid is dan een stationaire rekenmethode (waarmee de effecten tenminste in enige mate worden overschat. Wederom, dit is voor de ST geen probleem, want hierbij moeten de grenzen worden opgezocht.). Een ander verschil is dat de ST-berekeningen voor de toekomst zijn uitgevoerd (2050 en verder met referentiesituatie 2015), terwijl de MER zich primair op de Referentiesituatie richt (2025) met doorkijk naar Een ander belangrijk verschil is dat in de ST vier karakteristieke jaren zijn doorgerekend en in de MER een 50 jarige tijdreeks (waar de karakteristieke jaren onderdeel van zijn). Karakteristieke jaren analyse kunnen een goed beeld geven van de effecten van maatregelen. Nadeel is de gebrekkige representativiteit van de keuze van de jaren. Zo zijn de karakteristiek droge jaren niet per definitie karakteristiek vanuit het oogpunt van verzilting en kunnen de verzilting (en ook de effecten van een ingreep) over- dan wel onderschatten. Het doorrekenen van een langjarige reeks (of stochastische analyse waarin de variabiliteit van de verziltingsbepalende factoren voldoende in detail is meegenomen) geeft een evenwichtiger beeld van de effecten van de verdieping. Zeker voor het doen van uitspraken over herhalingstijden is het rekenen met langjarige reeksen (of hiervan afgeleide stochasten) aan te bevelen. F.3 Conclusie Hoewel de aanpak van ST en MER wezenlijk verschillen, laten beide methoden een beperkte toename van de verzilting ter hoogte van Krimpen ad IJssel zien als gevolg van de verdieping -16,3. Het door ST berekende effect lijkt wat groter (al is het niet echt goed vergelijkbaar) wat lijkt te kunnen worden verklaard door het (bewuste) worst case karakter van de berekening. Enerzijds vanwege de lineaire verdiscontering van het verdiepingseffect op basis van (worst case) semi stationaire dq waarden. Anderzijds omdat er wordt gewerkt met karakteristieke jaren, waarbij bijvoorbeeld 1989 een relatief groot effect in dagen laat zien. Een preciezer en kwantitatiever beeld van de verschillen, vergt nader onderzoek. Evenwel wijzen beide resultaten in dezelfde richting. Het effect van de verdieping op de verzilting van de Hollandsche IJssel is beperkt, maar leidt in sommige jaren wel tot een langdurigere inzet van de KWA. Tegelijkertijd blijft KWA (en KWA+) als maatregel overeind in het borgen van de zoetwatervoorziening van west NL (en daarmee een belangrijk onderdeel van de nationale zoetwaterstrategie). hydrologic.nl 110

115 Bijlage G Verslagen expert meetings hydrologic.nl 111

116 Verdieping NWW 1D/3D Expert Meeting 27 mei 2015 Maarten Spijker Janneke de Graaf

117 Aanwezigen Gijs van Banning (Arcadis) Tom van der Wekken (Rijkswaterstaat, WVL) Bas van Leeuwen (Svasek) Cor van der Schelde (Havenbedrijf Rotterdam) Pedja Zivojnovic (Havenbedrijf Rotterdam) Maarten Spijker (HydroLogic) Janneke de Graaf (HydroLogic)

118 Doel bijeenkomst Beoordeling geschiktheid NDB model voor toepassing project Verdieping NWW Icm 3D OSR model Focus impact gebruiksfuncties Focus herhalingstijd / tijdreeksanalyse Focus Hollandsche IJssel (KWA)/Lek

119 Doel bijeenkomst Beoordeling geschiktheid NDB model voor toepassing project Verdieping NWW Afwijkingen? Invloed statistiek? Structurele afwijkingen? Oorzaken / identificeren afwijkende omstandigheden Correctie / interpretatie? Modelparameters? Modeloutput

120 Verziltingstypes A: Rijnafvoer gedomineerd B: Rijnafvoer + dode riviertak + onttrekking C: Wind (+ Rijnafvoer bij C+)

121 Onderzoeksaanpak Type verzilting Normaal (A en B) Hoogfrequente verzilting (A): 3D OSR Landinwaarts gelegen systeem (B): 1D NDB Achterwaarts (C en C+): 3D OSR* Toets 1D NDB obv 3D Effect verdieping Hoogfrequent 3D OSR model HIJ Impact gebruiksfuncties Laagfrequent 1D NDB model Tijdreeks (35 jaar) Output: herhalingstijd en duur Nieuwe Waterweg Karakteristieke debieten + wind Output: toename chloridegehalte Noord Spui Oude Maas Haringvliet

122 Onderzoeksaanpak

123 Toetsing Detail: 2011, focus najaar Vergelijking meting Vergelijking OSR Globaal: enkele jaren Vergelijking metingen 2005, 2009 Geen aanpassingen model, NDB as is

124 NDB resultaten

125 De Rijn-Maasmonding ARK Nieuwe Waterweg Hollandsche IJssel Brielse Meer Nieuwe Maas Lek Spui Oude Maas Noord Alblasserwaard Merwede Waal Haringvliet Dordtsche Kil Nieuwe Merwede Hollands Diep Bergsche Maas

126 De Rijn-Maasmonding in het NDB ARK Brielse Meer Nieuwe Waterweg Nieuwe Maas Spui Haringvliet Oude Maas Hollandsche IJssel Dordtsche Kil Noord Lek Alblasserwaard Merwede Nieuwe Merwede Waal Maasmonding Gouda Krimpen a/d IJssel Brienenoord Haringvliet Hagestein Tiel Lith Bergsche Maas Hollands Diep

127 Resultaten 2011 Chloride Krimpen

128 Resultaten 2011 Chloride Krimpen

129 Resultaten 2011 Chloride Krimpen

130 Relatie chloride Krimpen afvoer Lobith

131 Relatie chloride Krimpen getijde Maasmonding

132 Chloride Nieuwe Maas

133 Chloride Nieuwe Maas

134 Chloride Nieuwe Maas

135 Chloride Nieuwe Maas

136

137 Chloride Krimpen aan de IJssel 2005

138 Chloride Krimpen aan de IJssel 2009

139 Oordeel Beoordeling geschiktheid NDB model voor toepassing project Verdieping NWW Afwijkingen? Invloed statistiek? Structurele afwijkingen? Oorzaken / identificeren afwijkende omstandigheden Correctie / interpretatie? Modelparameters? Modeloutput

140 Verdieping Nieuwe Waterweg 27 mei 2015 Maarten Spijker Janneke de Graaf

141 Conclusie / vervolg Het model is geverifieerd voor de (november-december) 2011 situatie, omdat van deze periode OSR (3D) resultaten beschikbaar zijn en het NDB model het OSR model voldoende betrouwbaar dient na te bootsen. De performance van het model blijkt vrij goed; het model blijkt het chloridegehalte in 2011 (absolute pieken en timing) goed na te bootsen. In de eerste helft van december echter blijft het systeem te lang te zout. Vermoedelijk is in het model de zouttong te ver het systeem binnengedrongen. In aanvulling op 2011 is ook naar 2005 en 2009 gekeken. In 2009 blijkt de performance van het model goed, maar ook in 2005 blijft het systeem na een windopzet event in november te lang te zout. Tijdens de expertmeeting is over de geconstateerde afwijkingen gesproken en is een aantal aandachtspunten benoemd. De belangrijkste conclusie is dat de oorzaak van de afwijkingen moet worden achterhaald en dat moet worden nagegaan in welke mate deze effect hebben op het doel waarvoor het model wordt ingezet. Het NDB model wordt primair gebruikt om het effect van de verdieping op de verzilting van de HIJ, en in het bijzonder de inzet van de KWA (frequentie en duur), te bepalen.

142 Conclusie / vervolg Uitzoekpunten: Uitvoeren gevoeligheidsanalyse dispersiecoëfficiënt Hollandse IJssel Uitvoeren gevoeligheidsanalyse Thatcher-Harleman Vergelijken meting en model ter hoogte van Spijkenisse om uit te sluiten dat er geen sprake is van een onjuist debietverdeling OM/NM Metingen van Hoek van Holland en Krimpen aan de IJssel analyseren om te bepalen hoe (snel) het water het systeem in- en uitstroomt

143 Besluiten / vervolg Uitzoekpunten Waterstand bij Hoek van Holland uitzeten tegen het astronomisch getijde en analyseren over welke periode sprake is van opzet (en daarmee zoutsurplus) Voor 2005 en 2009 ook de watrstand bij Hoek van Holland en het debiet bij Lobith toevoegen toevoegen analyse KWA (met meting) Resultaten vastleggen en tijdens tweede expertsessie terugkoppelen

144 Verdieping Nieuwe Waterweg 27 mei 2015 Maarten Spijker Janneke de Graaf

145 Verdieping NWW 1D/3D Toelichting modelresultaten 1 juli 2015 Maarten Spijker Janneke de Graaf

146 Inhoudelijke aandachtspunten In de volgende sheet is een overzicht gegeven van de opmerkingen die tijdens de expertsessie van 27 mei 2015 zijn gemaakt en is aangegeven op welke manier deze zijn verwerkt.

147 Algemeen Het model is geverifieerd voor de (november-december) 2011 situatie, omdat van deze periode OSR (3D) resultaten beschikbaar zijn en het NDB model het OSR model voldoende betrouwbaar dient na te bootsen. De performance van het model blijkt vrij goed; het model blijkt het chloridegehalte in 2011 (absolute pieken en timing) goed na te bootsen. In de eerste helft van december echter blijft het systeem te lang te zout. Vermoedelijk is in het model de zouttong te ver het systeem binnengedrongen. In aanvulling op 2011 is ook naar 2005 en 2009 gekeken. In 2009 blijkt de performance van het model goed, maar ook in 2005 blijft het systeem na een windopzet event in november te lang te zout. Tijdens de expertmeeting is over de geconstateerde afwijkingen gesproken en is een aantal aandachtspunten benoemd. De belangrijkste conclusie is dat de oorzaak van de afwijkingen moet worden achterhaald en dat moet worden nagegaan in welke mate deze effect hebben op het doel waarvoor het model wordt ingezet. Het NDB model wordt primair gebruikt om het effect van de verdieping op de verzilting van de HIJ, en in het bijzonder de inzet van de KWA (frequentie en duur), te bepalen. In onderstaande tabel is een overzicht gegeven van de besproken aandachtspunten, is aangegeven waar de resultaten zijn gegeven van de analyse en welke conclusie daaraan is verbonden. Besproken aandachtspunten Verwijzing naar sheet Conclusie analyse Uitvoeren gevoeligheidsanalyse dispersiecoëfficiënt Hollandse IJssel Sheet 21. Hoewel de wijziging van de dispersiecoefficiënt effect heeft op de resultaten, verklaart het niet de afwijking ten opzichte van de metingen in de eerste helft van december. Deze resulaten geven daarom geen directe aanleiding de dispersiecoëfficiënt te wijzigen. Uitvoeren gevoeligheidsanalyse Thatcher-Harleman Sheet 22. De Thatcher-Harleman waarde heeft enig effect, maar verklaart niet de afwijking ten opzichte van de metingen in de eerste helft van december. De resultaten geven geen aanleiding de oorspronkelijke waarde te wijzigen. Vergelijken meting en model ter hoogte van Spijkenisse om uit te sluiten dat er geen sprake is van een onjuiste debietverdeling OM/NM Metingen van Hoek van Holland en Krimpen aan de IJssel analyseren om te bepalen hoe (snel) het water het systeem in- en uitstroomt. Waterstand bij Hoek van Holland uitzetten tegen het astronomisch getijde en analyseren over welke periode sprake is van opzet (en daarmee zoutsurplus) Sheet 16. Sheet 17 In sheet 18 en 19 zijn tevens de gemeten en berekende waterstanden gegeven. Sheets 11, 12, 13 (2011), Sheets 27, 28, 29 (2005) en Sheets 32 en 33 (2009) De modelresultaten ter hoogte van Spijkenisse komen sterk overeen met de metingen, en geven geen reden om te twijfelen aan de debietverdeling over de OM/NM In sheet 20 is een afwijkend patroon te zien in de eerste helft van december, wat effect heeft op de snelheid waarmee het water het systeem in- en uitstroomt. Door de kleinere verschillen in waterstand is de waterbeweging minder groot, wat in het model effect heeft op (het terugdringen van) de zouttong in het systeem. Een gevoeligheidsanalyse waarin de randvoorwaarde is aangepast (en de opzet is verminderd) laat zien dat dit direct gevolgen heeft voor het berekende chloridegehalte (sheet 24). De verklaring dat de aan het model opgelegde randvoorwaarde bij HvH onder specifieke windopzetomstandigheden niet voldoende representatief is, lijkt plausibel: in werkelijkheid lijkt de zouttong bij eb zich onvoldoende terug te trekken, mogelijk als gevolg van een voor die omstandigheden niet representatieve randvoorwaarde. Overigens is dit alleen het geval bij vrij extreme opzetomstandigheden die duidelijk in de 50-jarige reeks zijn te isoleren en zich nooit voordoen tijdens kritische watervraag periodes (namelijk voornamelijk najaar/winter) Op basis van deze analyse blijkt dat het model met name tijdens opzet het zoutgehalte overschat. Naar aanleiding van deze constatering is onderzocht op welke momenten sprake is van opzet en of dit relevant is voor de KWA-analyse. De extreme vorm van opzet die met de gekozen HvH rvw onvoldoende door het model wordt nagebootst, doet zich vooral voor in perioden buiten het watervraagseizoen en heeft geen invloed op de KWA-analyse. Voor 2005 en 2009 ook de waterstand bij Hoek van Holland en het debiet bij Lobith toevoegen Sheets 25 t/m 33. Het chloridegehalte in 2009 werd reeds vrij goed door het model nagebootst. De afwijking in 2005 blijkt ook te worden veroorzaakt door een (forse) opzet, waardoor de zouttong het systeem te ver indringt. Toevoegen analyse KWA (met meting) Sheet 39. Voor een periode van 1990 t/m 2011 is zowel voor de beschikbare meetreeks als voor de modelresultaten onderzocht welke events voldoen aan de KWA criteria. Deze events blijken hetzelfde, waarmee het model plausibel lijkt om de KWA analyse mee uit te voeren.

148 Conclusies In 2011 en 2009 laat het model goede resultaten zien. Het model blijkt in veel situaties de verzilting thv Krimpen ad IJssel voldoende na te bootsen. In (de eerste helft van) december 2011 en november 2005 blijft het model echter te lang te zout. Een nadere analyse laat zien dat de afwijking het gevolg is van forse (wind)opzet. Het model blijkt gevoelig voor windopzet waardoor de zouttong te ver het systeem binnendringt (of onvoldoende ver terugstroomt bij eb) en het systeem te lang te zout blijft. De meest waarschijnlijke verklaring is een onder deze situaties van de werkelijkheid afwijkende (model)randvoorwaarde bij HvH. In ieder geval is de afwijking niet het gevolg van parameterinstellingen of onjuiste debietverdeling OM/NM. Situaties waarbij sprake is van forse opzet, zijn goed in de door te rekenen tijdreeks te isoleren en treden vooral op in de herfst/winter, seizoenen die niet samenvallen met watervraag. Alleen in september is er in sommige jaren sprake van forse windopzet, maar deze treedt in de 50-jarige reeks nooit tegelijkertijd op met een substantiele watervraag. Dit leidt ertoe dat modelafwijkingen bij forse opzetsituaties geen gevolgen hebben voor de KWA analyse (bepalen frequentie en duur). Op basis van deze analyse kan worden geconcludeerd dat het model geschikt is voor het bepalen van het relatieve effect van de verdieping voor de HIJ (in het bijzonder de KWA) en Lek, via het uitvoeren van een tijdreeksanalyse van 50 jaar.

149 De Rijn-Maasmonding ARK Nieuwe Waterweg Hollandsche IJssel Brielse Meer Nieuwe Maas Lek Spui Oude Maas Noord Alblasserwaard Merwede Waal Haringvliet Dordtsche Kil Nieuwe Merwede Hollands Diep Bergsche Maas

150 De Rijn-Maasmonding in het NDB ARK Brielse Meer Nieuwe Waterweg Nieuwe Maas Spui Haringvliet Oude Maas Hollandsche IJssel Dordtsche Kil Noord Lek Alblasserwaard Merwede Nieuwe Merwede Waal Maasmonding Gouda Krimpen a/d IJssel Brienenoord Haringvliet Hagestein Tiel Lith Bergsche Maas Hollands Diep

151 Resultaten 2011 Chloride Krimpen

152 Resultaten 2011 Chloride Krimpen

153 Chloride concentratie (mg/l) Resultaten 2011 Chloride Krimpen Krimpen aan de IJssel OSR model Meetwaarden NDB model November November November December December December 2011

154 Chloride concentratie (mg/l) Afvoer (m3/s) Relatie chloride Krimpen afvoer Lobith Meetwaarden NDB model Chloride concentratie Krimpen aan de IJssel Lobith (m3/s) November November November December December December 2011 Afvoer Lobith November November November December December December 2011

155 Chloride concentratie (mg/l) Waterstand (mnap) Relatie chloride Krimpen getijde Maasmonding Meetwaarden NDB model Chloride concentratie Krimpen aan de IJssel November November November December December December Getijde Maasmonding Maasmonding (mnap) November November November December December December 2011

156 Waterstand (m NAP) Chloride concentratie (mg/l) Relatie chloride Krimpen - astronomisch getij Meetwaarden NDB model Chloride concentratie Krimpen aan de IJssel 0 20 November November November December December December Astronomisch getij en Maasmond Astro Maasmond November November November December December December 2011

157 Waterstandsverschil Chloride concentratie (mg/l) Relatie chloride Krimpen - astronomisch getij Meetwaarden NDB model Chloride concentratie Krimpen aan de IJssel November November November December December December Verschil met astronomisch getijd (meting Maasmonding - astronomisch getij) November November November December December December 2011

158 Debiet (m3/s) Chloride concentratie (mg/l) Relatie chloride Krimpen - Gouda Chloride concentratie Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model Krimpen NDB model Gouda November November November December December December Onttrekking Gouda (positief is afwatering) November November November December December December 2011

159 Chloride Nieuwe Maas

160 Chloride concentratie (mg/l) Chloride Spijkenisse Chloride Oude Maas Meetwaarden Spijkenisse NDB Spijkenisse November November November December December December 2011

161 Waterstandsverschil Watersatnd (mnap) Verschil in waterstanden Krimpen / Hoek van Holland Hoek van Holland Krimpen aan de IJssel Chloride concentratie Krimpen aan de IJssel November November November December December December Verschil waterstanden (Krimpen ad IJssel minus Hoek van Holland) November November November December December December 2011

162 Verschillen meting Krimpen minus Hoek van Holland Vergelijking waterstand (meting en NDB) - Gouda Gouda GoudaBerekend November November November December December December December December 2011

163 Verschillen meting Krimpen minus Hoek van Holland Vergelijking waterstand (meting en NDB) - Krimpen Krimpen aan de IJssel KrimpenBerekend November November November December December December December December 2011

164 Gevoeligheidsanalyse Dispersiecoëfficiënt en Thatcher-Harleman

165 /l) Chloride concentratie (mg/l) Effect dispersiecoëfficiënt Hollandse IJssel Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model zonder verdieping Krimpen - dispersie HIJ 100 Krimpen - dispersie HIJ November November November December December December 2011 Verschil met-zonder verdieping Verschil - OSR model

166 mg/l) Chloride concentratie (mg/l) Effect Thatcher-Harleman Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model zonder verdieping Krimpen - TH 0 s Krimpen - TH s November November November December December December Verschil met-zonder verdieping Verschil - OSR model

167

168 Analyse 2005 en 2009

169 Chlorideconcentratie (mg/l) P) Chloride Krimpen aan de IJssel 2005 Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel Meetwaarden 1600 NDB model October October November November November December December 2005 Waterstand Maasmond

170 Debiet (m3/s) Chlorideconcentratie (mg/l) Relatie chloride Krimpen afvoer Lobith Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel Meetwaarden 1600 NDB model October October November November November December December 2005 Waterstand Maasmond October October November November November December December 2005 Axis Title

171 Watersatnd (mnap) Chlorideconcentratie (mg/l) Relatie chloride Krimpen Getijde Maasmonding Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel Meetwaarden 1600 NDB model October October November November November December December 2005 Waterstand Maasmond October October November November November December December 2005 Axis Title

172 Relatie chloride Krimpen astronomisch getijde Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel Chlorideconcentratie (mg/l) Meetwaarden 1600 NDB model October October November November November December December Waterstand Maasmond Astro 2.00 Watersatnd (mnap) October October November November November December December 2005 Axis Title

173 Watersatnd (mnap) Chlorideconcentratie (mg/l) Relatie chloride Krimpen astronomisch getijde Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel Meetwaarden 1600 NDB model October October November November November December December 2005 Maasmond minus astronomisch getijde October October November November November December December 2005 Axis Title

174 Chlorideconcentratie (mg/l) m3/s) Chloride Krimpen aan de IJssel 2009 Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model 0 01 September September September October October October October 2009 Getijde Lobith

175 Debiet (m3/s) Chlorideconcentratie (mg/l) Relatie chloride Krimpen afvoer Lobith Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model 0 01 September September September October October October October 2009 Getijde Lobith September September September October October October October 2009

176 Waterstand (mnap) Chlorideconcentratie (mg/l) Relatie chloride Krimpen getijde Maasmonding Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model 0 01 September September September October October October October 2009 Waterstand Maasmond September September September October October October October 2009

177 Waterstand (mnap) Chlorideconcentratie (mg/l) Relatie chloride Krimpen astronomisch getijde Chlorideconcentratie Krimpen aan de IJssel Meetwaarden NDB model 0 15 September September September September October October October September September September September October October October 2009

178 Analyse opzet waterstand Maasmonding (van 1970 t/m 2011) Criteria: Gedurende twee getijden (eb en vloed) >0.5 m opzet (afwijking waterstand Hoek van Holland en het astronomisch getijde) KWA periode van mei t/m September Ca 4 events in de KWA periode, allen in september

179 Analyse opzet waterstand Maasmonding (van 1970 t/m 2011) Bij geen van deze events sprake van een watervraag en/of lage afvoer waardoor het geen effect heeft op de KWA-analyse; tijdens de geïdentificeerde events geen sprake van een KWA situatie Als voorbeeld periode september 1998

180 Waterstand (m NAP) Analyse september 1998 watervraag Gouda september Afvoer (m 3 /s) Halverwege September is er sprake van opzet (waterstand Maasmond > astronomisch getijde) Tegelijkertijd is in deze periode geen sprake van watervraag (watervraag bij Gouda is positief: afvoer naar HIJ toe) Astro Maasmond Watervraag Gouda 0-waarde

181 Waterstand (m NAP) Analyse september 1998 afvoer Lobith september Astro Maasmond Afvoer Lobith Afvoer (m 3 /s) De afvoer bij Lobith rond deze periode is bovendien groter dan 1200 m 3 /s

182 Analyse opzet waterstand Maasmonding (van 1970 t/m 2011) Buiten de KWA blijken dergelijke situaties vrijwel ieder jaar meerdere keren per jaar voor te komen (>110 keer in periode 1970 tm 2011) Geconcludeerd wordt dat de forse opzetsituaties ter hoogte van Hoek van Holland vooral voorkomen in de herfst/winter periode en geen effect zullen hebben op de KWA analyse. Geconstateerde modelafwijking heeft daarom nauwelijks invloed op de uitkomsten

183 Analyse KWA Modelresultaten op inzet KWA vergeleken met de meting Vanwege beschikbaarheid gegevens is deze analyse uitgevoerd voor 1990 t/m In zowel de meetreeks als de berekende resultaten worden dezelfde mogelijke KWA events geïdentificeerd (op basis van criteria): 1990 (geen KWA, geen watervraag) 1991 (geen KWA, geen watervraag) 2003 (KWA) Modelresultaten lijken daarmee plausibel voor het doel waarvoor het model wordt gebruikt, want leidt tot vergelijkbare events als de gemeten Daarnaast ook 1964 (geen watervraag) en 1976 als KWA-periode geidentifceerd door model(analyse) maar hiervoor geen metingen beschikbaar

184 Chloride Krimpen aan de IJssel meerjarige reeks

185 Verdieping Nieuwe Waterweg Voorlopige modelresultaten NDB 40-jarige reeks

186 NDB resultaten verdieping

187 Methode Verdieping in 1D NDB model Drie profielen gedefinieerd Kenmerken (1) Verdieping naar mnap Breedte van 400 m (2) Verdieping naar mnap Breedte van 400 m (3) Verdieping naar / mnap Breedte van 250 m

188 Resultaten NDB (1) beste fit OSR (verdieping naar mnap ) Chloride concentratie (mg/l) Verschil chloride concentratie (mg/l) Krimpen aan de IJssel NDB model zonder verdieping NDB model verdiept (overal mnap, breed verdiept) OSR model zonder verdieping OSR model met verdieping November November November December December December Verschil met-zonder verdieping Verschil OSR model Verschil NDB model (overal mnap, breed verdiept) November November November December December December 2011

189 Chloride concentratie (mg/l) Resultaten NDB (2) worst case (verdieping naar -17 mnap) Verschil chloride concentratie (mg/l) Krimpen aan de IJssel NDB model zonder verdieping NDB model verdiept (overal -17 mnap, breed verdiept) OSR model zonder verdieping OSR model met verdieping November November November December December December Verschil met-zonder verdieping Verschil OSR model Verschil NDB model (-17 mnap, breed verdiept) 0 20 November November November December December December 2011

190 Resultaten NDB

191 Methode In langjarige reeks met drie profielen gerekend (bandbreedte): Omschrijving Kenmerken (1) Berekening die beste fit met OSR laat zien Verdieping naar mnap Breedte van 400 m (2) Bovengrens effect (overschatting tov OSR) Verdieping naar mnap Breedte van 400 m (3) Ondergrens effect (onderschatting tov OSR) sluit aan bij geometrie en nauwkeurige fit te verwijderen kuubs Verdieping naar / mnap Breedte van 250 m

192 Effecten verdieping KWA Analyse KWA inzet Boven 250 mg/l Over periode van 5 dagen Van mei t/m September Op basis van deze criteria zijn voor situatie zonder en met verdieping de (theoretische) KWA events gedefinieerd

193 Effecten verdieping KWA In situatie met en situatie zonder verdieping zijn KWA resultaten vergelijkbaar (zowel frequentie (events) als duur) Events die aan de KWA criteria voldoen (met daarachter of er werkelijk sprake was van een KWA periode obv watervraag): 1964 geen watervraag KWA 1990 geen watervraag 1991 geen watervraag KWA KWA

194 Effect verdieping in 1976 (Krimpen) 3000 Chloride Krimpen Verdieping -17 Verdieping Referentie Grenswaarde Effect verdieping Verschil verdieping -17 Verschil verdieping -16.3

195 Verdieping Nieuwe Waterweg Voorlopige modelresultaten NDB 40-jarige reeks