Morfologische effecten

Transcriptie

1 Ministerie van Verkeer en Waterstaat stuvwxyz Programmadirectie Ontwikkeling Nationale Luchthaven Morfologische effecten Morfologische effecten van een kunstmatig eiland voor de kust van Egmond november1999

2 Ministerie van Verkeer en Waterstaat stuvwxyz Programmadirectie Ontwikkeling Nationale Luchthaven

3 Ministerie van Verkeer en Waterstaat stuvwxyz Programmadirectie Ontwikkeling Nationale Luchthaven Morfologische effecten Morfologische effecten van een kunstmatig eiland voor de kust van Egmond november1999 Rijkswaterstaat/RIKZ in opdracht van Programmadirectie Ontwikkeling Nationale Luchthaven Auteur: Suzanne Mulder

4

5 Inhoudsopgave Inhoudsopgave... 3 Voorwoord... 4 Samenvatting Inleiding Werkwijze Egmond en Noordwijk in de huidige situatie Effecten van een eiland bij Noordwijk Modelstudies Rapporten van deskundigen Effecten van een eiland bij Egmond Huidige situatie Noordwijk Egmond Vergelijking Effecten van een eiland bij Noordwijk effecten op de kust ONL1 en ONL ONL3 en ONL Grootschalige effecten ONL1 en ONL ONL3 en ONL Effecten van een eiland bij Egmond Effecten op de kust ONL1 en ONL ONL3 en ONL Grootschalige effecten ONL1 & ONL ONL3 & ONL Conclusies...40 Literatuurlijst...42 Bijlage 1. Bepaling van het zandtransport bij Noordwijk en Egmond Bijlage 2. Golfkarakteristieken van Noordwijk en Egmond Bijlage 3. Sedimentatie/erosie bij Noordwijk Bijlage 4. Sedimentatie/erosie bij Egmond Bijlage 5. Veranderingen in waterstanden bij Noordwijk en de Waddenzee bij ONL2 LIJST MET TABELLEN Tabel 2.1. De gehanteerde grenzen bij de horizontale kubatie...12 Tabel 2.2. Delen van het profiel waarvoor de sedimentatie/erosie is berekend mbv JARKUS Tabel 3.1. Kustlangs sediment transport bij Noordwijk (Van Rijn, 1994, 1995)...17 Tabel 3.2. Kustdwars sediment transport bij Noordwijk (Van Rijn, 1994, 1995)...18 Tabel 3.3. Trend van sedimentatie/erosie voor verschillende delen van het Eiland bij Egmond: morfologische effecten 2

6 profiel bij Noordwijk...18 Tabel 3.4. Trend van sedimentatie/erosie in het gehele profiel bij Noordwijk...19 Tabel 3.5. Kustlangs sediment transport bij Egmond (Van Rijn, 1994, 1995)...19 Tabel 3.6. Kustdwars sediment transport bij Egmond (Van Rijn, 1994, 1995)...20 Tabel 3.7. Trend van sedimentatie/erosie voor verschillende delen van het profiel bij Egmond...20 Tabel 3.8. Trend van sedimentatie/erosie in het gehele profiel bij Egmond Tabel 3.9. Vergelijking Noordwijk en Egmond voor diverse parameters...21 Tabel 4.1. Maximale procentuele verandering in golfparameters voor ONL1 en ONL2 (Jacobse, 1999)...26 Tabel 4.2. Maximale procentuele verandering in golfparameters voor ONL3 en ONL4 (Jacobse, 1999)...28 LIJST MET FIGUREN Figuur 1.1. De locaties Noordwijk en Egmond... 9 Figuur 2.1. Rijksstrandpalen langs de Hollandse kust Figuur 3.1. Bodemprofielen voor de kust van Noordwijk en Egmond...17 Figuur 3.2. Regressielijn door lijn van opgetelde waardes van inhoudsveranderingen van strand en vooroever bij Noordwijk tussen 1970 en Figuur 3.3. Regressielijn door lijn van opgetelde waardes van inhoudsveranderingen van strand en vooroever bij Egmond tussen 1970 en Figuur 4.1. Schematische weergave van het stromingspatroon tijdens vloed bij ONL1 en ONL2. Tijdens eb is dit patroon omgekeerd...24 Figuur 4.2. Schematische weergave van het luwtegebied tussen eiland en kust bij verschillende windrichtingen bij ONL1 en ONL Figuur 4.3. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Noordwijk bij de varianten ONL1 en ONL Figuur 4.4. Schematische weergave van het stromingspatroon tijdens vloed bij ONL3 en ONL4. Tijdens eb is dit patroon omgekeerd...27 Figuur 4.5. Schematische weergave van het luwtegebied tussen eiland en kust bij verschillende windrichtingen bij ONL3 en ONL Figuur 4.6. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Noordwijk bij de varianten ONL3 en ONL Figuur 4.7. Geomorfologie van de zeebodem voor de Nederlandse kust...31 Figuur 5.1. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Egmond als gevolg van ONL1 en ONL Figuur 5.2. Schematische weergaven van sedimentatie/erosie bij Egmond bij ONL3. Het patroon van sedimentatie/erosie bij ONL4 is gelijk, maar bestrijkt een kleiner gebied en heeft een grotere intensiteit...36 Figuur 5.3. Verandering van het debiet bij Callantsoog voor een eiland bij Noordwijk bij ONL1t/m ONL4 (Thoolen, 1999). ONL0=++, ONL1= blauw, ONL2=rood, ONL3/4=groen Eiland bij Egmond: morfologische effecten 3

7 Eiland bij Egmond: morfologische effecten 4

8 Voorwoord In het kader van een stage tijdens de studie Fysische Geografie is onderzoek verricht naar de morfologische effecten van een kunstmatig eiland voor de kust van Egmond. Dit onderzoek is gedaan bij het Rijksinstituut voor Kust en Zee (RIKZ) in Den Haag in de periode augustus tot november Hierbij wil ik Bas Hoogeboom en Pieter van Vessem bedanken voor hun plezierige en deskundige begeleiding vanuit het RIKZ. Ook wil ik Marion Smit bedanken dat ze mij een kijkje heeft laten nemen in vergaderingen van het project Ontwikkeling Nationale Luchthaven (ONL) en de afdeling Advies en Beleidsanalyse Kust (ABK). Tot slot wil ik Gerben Ruessink bedanken voor het begeleiden van mijn stage vanuit Utrecht. Eiland bij Egmond: morfologische effecten 5

9 Eiland bij Egmond: morfologische effecten 6

10 Samenvatting In opdracht van de programma-directie Ontwikkeling Nederlandse Luchthaven (ONL) zijn door het Rijksinstituut voor Kust en Zee (RIKZ) in 1998 en 1999 studies verricht naar de morfologische en ecologische effecten van een kunstmatig eiland voor de Nederlandse kust. Dit rapport bevat een onderzoek naar de morfologische effecten van een kunstmatig eiland voor de kust van Egmond. Het onderzoek is gedaan op basis van door het RIKZ eerder verricht onderzoek voor de locatie Noordwijk, in combinatie met gegevens van de huidige kust bij Noordwijk en Egmond. De volgende varianten zijn onderzocht: ONL0 ONL1 ONL2 ONL3 ONL4 huidige situatie ruitvormig eiland van 8500 ha op 20 km van de kust met gedeeltelijk open oeververbinding als ONL1 maar met gesloten dam als ONL1 maar met tunnelverbinding als ONL3 maar op 10 km van de kust Op basis van de onderzoekingen kunnen de volgende morfologische veranderingen worden verwacht. Uit het onderzoek blijkt dat de varianten ONL1 en ONL2 het meeste effect hebben op de omgeving. Er ontstaat een luwtegebied tussen eiland en kust dat zich uitstrekt tussen IJmuiden en Callantsoog. In dit gebied nemen de golfhoogtes af. In combinatie met de dam die het zandtransport blokkeert, veroorzaakt dit een aanzienlijke sedimentatie in het luwtegebied, vooral in de hoeken tussen dam en vasteland. Een eerste schatting op basis van volledige blokkade van het zandtransport in het gebied tot NAP -20 m geeft een sedimentatie van 3.5 miljoen m 3 per jaar. Aangezien het onzeker is of het zandtransport volledig wordt geblokkeerd, moet dit getal als een maximale waarde van sedimentatie in het luwtegebied worden gezien. Door stroomcontractie en divergentie zal aan de zuidwest- en oostkant van het eiland erosie optreden, alsmede in een smalle zone aan weerszijden van de dam. Op grotere afstand van de dam vindt sedimentatie plaats. Ten noorden en ten zuiden van het luwtegebied ontstaat erosie. Deze gebieden ondervinden een vermindering in sedimentaanvoer, doordat tussen IJmuiden en Callantsoog meer sediment is afgezet. Wel blijft sedimentaanvoer vanuit de andere richting bestaan. Het gevolg is dat ter compensatie van de afname van sedimentaanvoer, sediment uit de kustgebieden zelf wordt onttrokken, waardoor daar erosie ontstaat. Dit betekent dat de erosie ten noorden van Callantsoog wordt versterkt, waardoor meer kustonderhoud nodig zal zijn. Een eerste schatting van het nieuwe kustonderhoud geeft een hoeveelheid aan van maximaal m 3 zand per jaar. Ook ten zuiden van IJmuiden ontstaat erosie, echter wel in mindere mate, doordat het zandtransport noordwaarts is gericht. Bovendien is daar de zandbuffer groter om de erosie op te vangen. In het Marsdiep ontstaat als gevolg van ONL1 en ONL2 een toename van de getijamplitude met resp. 9 en 13 cm. Hierdoor bestaat de kans dat het plaatareaal in de Waddenzee kleiner wordt. Ook ontstaat een afname in debiet, hetgeen afname van het intergetijdegebied tot gevolg heeft. Mogelijk is de aanpassingslengte tussen Callantsoog en het Marsdiep te klein om het sedimenttekort te compenseren, zodat een een verkleinde sedimentaanvoer naar de Waddenzee ontstaat. Het is nog onduidelijk hoe de Waddenzee daar op reageert. De varianten ONL3 en ONL4 hebben minder grote effecten, aangezien er geen blokkade plaatsvindt van het zandtransport. Wel ontstaat er een luwtegebied tussen eiland en kust, welke zich bij ONL3 uitstrekt van IJmuiden tot Callantsoog en bij ONL4 van Wijk aan Zee tot Bergen aan Zee. In de actieve zone (boven 8 m NAP) vindt sedimentatie plaats van 0.5 tot 1 miljoen m 3 /jaar. Op dieper water vindt erosie plaats als gevolg van stroomcontractie. Dit resulteert in een versteiling van het kustprofiel tussen eiland en kust. Rond het eiland vindt erosie plaats als gevolg van stroomcontractie. Ten noorden en ten zuiden van het luwtegebied wordt sediment uit de kustgebieden opgenomen door onderverzadiging van de sedimentstroom als gevolg van de afname in sedimenttoevoer. Bij ONL3 en ONL4 ontstaat minder erosie dan bij ONL1 en ONL2. Dit komt doordat minder materiaal in het luwtegebied van het eiland is gesedimenteerd, zodat de afname in sediment toevoer kleiner is. Het nieuwe kustonderhoud zal daardoor ook kleiner zijn. Een eerste schatting van het nieuwe Eiland bij Egmond: morfologische effecten 7

11 kustonderhoud geeft een hoeveelheid zand aan tussen en m 3 per jaar. De effecten van de varianten ONL3 en ONL4 gaan door tot het Marsdiep. De getijamplitude en het debiet bij het Marsdiep veranderen nauwelijks, maar er ontstaat wel een afname in zandtoevoer. Dit betekent een kans op verandering van het plaatareaal in de Waddenzee. Echter de verstoring bij ONL3 en ONL4 zijn kleiner dan bij de varianten ONL1 en ONL2. Er kan tenslotte geconcludeerd worden dat, met name door de beïnvloeding van de Waddenzee, de locatie Egmond morfologisch gezien minder gunstig is voor een kunstmatig eiland dan de locatie Noordwijk. De belangrijkste oorzaken zijn de beïnvloeding van de Waddenzee en versterkte erosie in het gebied ten noorden van Callantsoog, waar in de huidige situatie al sterke erosie plaatsvindt. Eiland bij Egmond: morfologische effecten 8

12 1. Inleiding Voor de lange termijn heeft het kabinet gekozen voor beheerste groei van de luchtvaart. Dit betekent 70 miljoen passagiers in 2020/2025. Het huidige Schiphol kan deze groei niet opvangen. De grens ligt bij à vliegbewegingen per jaar. Voor de lange termijn acht het kabinet slechts twee locaties mogelijk om ruimte te geven aan verdere groei. Op Schiphol met een ingrijpend gewijzigd banenstelsel en op een eiland in de Noordzee. Het kabinet acht de oplossing van een eiland in de Noordzee nog met veel onzekerheden omgeven. Nader onderzoek van deze optie is dan ook noodzakelijk. De regering heeft de programma directie Ontwikkeling Nationale Luchthaven (ONL) in het leven geroepen die de opties onderzoekt van uitbreiding van het huidige Schiphol en van een luchthaven op een eiland. Deze directie heeft het Rijks Instituut voor Kust en Zee (RIKZ) opdracht gegeven om onder andere morfologische effecten van een eiland in zee te onderzoeken. In de strategische beleidskeuze toekomst luchtvaart is aangegeven dat het kabinet eind 1999 een besluit zal nemen met welke locatie(s) en met welke varianten de procedure wordt voortgezet: het zogenaamde eerste moment van afweging (EMA). De finale go/no go beslissing (inclusief financieringsbesluit) is voor eind 2005 gepland. In oktober 1999 is de startnotitie voor de locatie-mer verschenen. Deze MER is geschreven ten behoeve van een Planologische Kernbeslissing over de locatie van de nationale luchthaven. In deze startnotitie zijn een aantal alternatieven beschreven. Voor de mogelijke locatie van een eiland is een zoekgebied gedefinieerd. Dit zoekgebied is aan de oostzijde begrensd op 10 km uit de kust en aan de westzijde op 40 km. De plaatsen Egmond aan Zee en Den Haag zijn de noord- en zuidgrens van het zoekgebied. Dit rapport bevat een onderzoek vanuit het RIKZ ten behoeve van het EMA. In het afgelopen jaar ( ) heeft het RIKZ modelstudies uitgevoerd en zijn rapporten van deskundigen gemaakt over het effect van een eiland in zee op de morfologie van Noordwijk. Echter recent zijn ook stemmen opgegaan voor de locatie Egmond (figuur 1.1). In dit rapport wordt een onderzoek gepresenteerd naar de effecten van een eiland op de morfologie van de kust bij Egmond. Het onderzoek wordt gedaan op basis van het eerder verrichte onderzoek voor de locatie Noordwijk in combinatie met gegevens van de huidige morfologie in Egmond en Noordwijk. Het doel van het onderzoek is om ten behoeve van het EMA een zo goed mogelijke voorspelling te doen van de morfologische effecten van een eiland voor de kust van Egmond De volgende varianten zullen worden onderzocht: ONL0 huidige situatie ONL1 ruitvormig eiland van 8500 ha op 20 km van de kust met gedeeltelijk open oeververbinding ONL2 als ONL1 maar met gesloten dam ONL3 als ONL1 maar met een tunnelverbinding ONL4 als ONL3 maar op 10 km van de kust Er zal zowel naar effecten op het achterliggende kustsysteem als naar meer grootschalige effecten worden gekeken. Voor grootschalige effecten zal worden gekeken naar effecten op diep water en op de Waddenzee. Figuur 1.1. De locaties Noordwijk en Egmond Eiland bij Egmond: morfologische effecten 9

13 Eiland bij Egmond: morfologische effecten 10 Het rapport heeft de volgende opbouw. Hoofdstuk 2 bevat de werkwijze van het onderzoek. In hoofdstuk 3 staan de hydrodynamiek, het zandtransport en de trend van sedimentatie/erosie in de huidige situatie beschreven voor beide locaties, alsmede enkele opvallende verschillen. In hoofdstuk 4 worden resultaten van eerdere studies voor Noordwijk behandeld, waarbij zowel de effecten op de kust als grootschalige effecten worden genoemd. In hoofdstuk 5 worden de effecten van een eiland voor de kust van Egmond voorspeld, zowel op de kust als grootschalig. Hoofdstuk 6 bevat tenslotte de conclusies.

14 2. Werkwijze Zoals in hoofdstuk 1 is vermeld, zijn voor dit rapport de effecten van een eiland voor de kust van Egmond op de kustmorfologie onderzocht. Voor de locatie Noordwijk is een eerste verkenning gemaakt met behulp van modelstudies en rapporten van deskundigen over de invloed van een eiland op de kust. De resultaten van deze onderzoeken worden in dit rapport geëxtrapoleerd naar de locatie Egmond. De huidige kustsystemen van Noordwijk en Egmond worden onderzocht om eventuele verschillen in kustprocessen door te rekenen in de extrapolatie. De globale werkwijze in het onderzoek is als volgt. Allereerst zal worden gekeken naar hydrodynamiek, zandtransport en trends in sedimentatie/erosie voor beide locaties in de huidige situatie, waarna ze met elkaar worden vergeleken. Op basis van de verschillen zullen de reeds voorspelde effecten voor Noordwijk worden vertaald naar Egmond. In dit hoofdstuk staat stap voor stap beschreven hoe het onderzoek is verricht. 2.1 Egmond en Noordwijk in de huidige situatie Om een goed beeld te krijgen van de kustsystemen van Egmond en Noordwijk zijn voor beide gebieden de hydrodynamische condities, het zandtransport en de trend in sedimentatie/erosie bepaald. Hydrodynamische condities Hydrodynamische condities zijn golf- en stromingscondities, die de morfologie van een kustsysteem mede bepalen. In dit onderzoek zijn voor beide kustsystemen de meest voorkomende significante golfhoogte en golfrichting bepaald, alsmede de maximale eben vloed-snelheden. Percentages van voorkomen van significante golfhoogtes voor beide gebieden zijn verkregen uit tabellen van een modelstudie van Van Rijn (1994) over het gemiddeld jaarlijkse zandtransport langs de Nederlandse kust. Ook de percentages van voorkomen van golfrichtingen zijn daaruit verkregen. Voor Egmond zijn de golfhoogtes en -richtingen genomen bij RSP 40.00, voor Noordwijk bij RSP 76.00, waarbij RSP staat voor Rijks Strand Paal (figuur 2.1). De maximale eb- en vloedstroomsnelheden voor de locatie Noordwijk zijn verkregen uit een rapport ten bate van het EMA van Van Rijn (1999). Op basis van Van Rijn (1994) wordt aangenomen dat er geen significant verschil is in maximale stroomsnelheden voor de kust van Noordwijk en Egmond. Zandtransport Voor beide locaties zijn de waardes van het netto zandtransport en totale zandtransport verkregen van Van Rijn (1994, 1995). Deze waardes zijn gegeven in m3/m/jaar. Het sediment transport is ook berekend in totale hoeveelheden (m3/jaar) binnen twee zones: nl. van 0 tot -8 m NAP en van -8 m NAP tot -20 m NAP. De berekening hiervan staat in bijlage 2. Voor de locatie Egmond zijn de waardes voor RSP genomen en voor Noordwijk de waardes van RSP (figuur 2.1). Figuur 2.1. Rijksstrandpalen langs de Hollandse kust. Eiland bij Egmond: morfologische effecten 11

15 0 Den Helder 5 10 Callantsoog H.B. zeewering 30 Bergen aan Zee Egmond aan Zee IJgeul 50 Wijk aan Zee 55 IJmuiden Noordwijk Scheveningen 105 Den Haag Hoek van Holland 110 Strandpaal (RSP) Strekdammen duinen Trend sedimentatie/erosie De trend van sedimentatie/erosie van Noordwijk en Egmond is bepaald voor de periode 1963, toen begonnen is met de huidige profielmetingen, tot De gebieden waarvoor de trends zijn bepaald hebben een kustlangse lengte van 10 kilometer om locale effecten in sedimentatie/erosie, zoals het passeren van een kleinschalige zandgolf of stormafslag, weg te middelen. Aangezien de trend over langere termijn wordt bepaald, zijn locale effecten niet belangrijk. De kustdwarse breedte van de gebieden is ongeveer 1 kilometer. De ligging van de gebieden is: Egmond: RSP t/m Noordwijk: RSP t/m Voor de locatie Egmond is gekozen voor het gebied dat loopt van Egmond tot 10 km zuidwaarts, aangezien de programma-directie ONL Egmond als meest noordelijk gelegen optie heeft gegeven. Omdat voor Noordwijk een dergelijke begrenzing niet geldt, is gekozen voor een gebied dat loopt van 5 km ten noorden tot 5 km ten zuiden van Noordwijk. Voor de bepaling van de sedimentatie/erosie over beide gebieden is gebruik gemaakt van zogenaamde JARKUS-profielen (JAaRlijkse KUStlijnmetingen). Deze kustdwarse profielen hebben een onderlinge afstand van 250 meter en worden sinds 1963 jaarlijks ingemeten langs de gehele Nederlandse Noordzeekust. De sedimentatie/erosie is vervolgens bepaald met behulp van horizontale kubering. Bij deze methode wordt de hoeveelheid zand bepaald tussen horizontale grenzen. In dit geval zijn de grenzen gesteld als: duinvoet, GHW, GLW en ondergrens. De hoogtes van deze grenzen ten opzichte van NAP zijn weergegeven in tabel 2.1. Vervolgens zijn de jaarlijkse inhoudsverandering bepaald. Bij een positieve inhoudsverandering is in het afgelopen jaar sedimentatie opgetreden, bij een negatieve inhoudsverandering erosie. Tabel 2.1. De gehanteerde grenzen bij de horizontale kubatie. Beschrijving grens Duinvoet Grenswaarde +3 m NAP Eiland bij Egmond: morfologische effecten 12

16 GHW GLW Ondergrens m NAP m NAP -5 m NAP Voor de hoogte van de duinvoet wordt standaard +3 m NAP genomen. Er is voor de duidelijkheid voor Egmond en Noordwijk dezelfde waardes voor het GHW en GLW genomen, hoewel deze bij Noordwijk en Egmond niet exact gelijk zijn (tabel 2.1). Echter berekeningen hebben aangetoond dat dit geen invloed heeft op de algemene trend in sedimentatie/erosie. Absoluut is er wel verschil, in de orde van grootte van enkele m 3, maar in de trend van inhoudsveranderingen ten opzichte van 1990 is geen verschil te zien. Als ondergrens is 5 m NAP genomen, omdat, met uitzondering van de laatste jaren, de JARKUS-profielen tot ongeveer die diepte zijn ingemeten. De inhoudsveranderingen zijn dus bepaald voor de delen van het profiel tussen de grenzen. In tabel 2.2 zijn deze delen weergegeven. Tabel 2.2. Delen van het profiel waarvoor de sedimentatie/erosie is berekend mbv JARKUS. Deel van het profiel Droge strand Natte strand Gehele strand Vooroever Beschrijving grenzen Duinvoet tot GHW GHW tot GLW Duinvoet tot GLW GLW tot -5 m NAP De resulterende inhoudsveranderingen van de profieldelen zijn vervolgens in een grafiek gezet als inhoudsveranderingen ten opzichte van 1990 tegenover de tijd. Daarna is voor elk deel van het profiel een regressielijn is berekend. Deze regressielijn geeft per deel de gemiddelde inhoudsverandering per jaar, oftewel de sedimentatie/erosie. Een ondergrens van 5 m NAP, wat ongeveer 800 meter uit de kust is, betekent dat het bankengebied nog niet is verlaten (figuur 3.1). Dit geeft zeer variabele waardes van sedimentatie/erosie op de vooroever. Betere waardes van inhoudsveranderingen voor de vooroever kunnen berekend worden met behulp van doorlodingen: profielen die verder in zee zijn gemeten. Vanaf 1970 zijn deze doorlodingen naast de JARKUSmetingen om de kilometer ingemeten langs de hele Nederlandse Noordzee-kust tot ongeveer twee kilometer uit de kust. Van 1970 tot 1990 gebeurde dit elke vijf jaar, na 1990 elke drie jaar. Voor dit onderzoek zijn doorlodingen gebruikt van 1970 tot 1996, waarin met behulp van horizontale kubatie de inhoudsveranderingen van het gebied van -5 m NAP tot -8 m NAP is berekend. Deze ondergrens is genomen, omdat op die diepte het bankengebied is verlaten en daardoor een goede schatting kan worden gemaakt van inhoudsveranderingen van de vooroever, dus GLW tot -8 m NAP. De berekeningen zijn uiteraard voor dezelfde gebieden verricht als bij de JARKUSprofielen. Om tot een waarde te komen van sedimentatie/erosie van GLW tot-8 m NAP, zijn de inhoudsveranderingen van de zone van -5 m NAP tot -8 m NAP opgeteld bij de waarden uit dezelfde jaren van GLW tot -5 m NAP, die in het kader van JARKUS zijn ingemeten. Door de resulterende lijn van waarden is een regressielijn berekend, waaruit de gemiddelde sedimentatie/erosie per jaar is berekend. Er is niet gecorrigeerd voor eventuele suppleties, aangezien deze een deel zijn van het huidige kustbeleid. De effecten van een eiland worden voorspeld op basis van het huidige kustbeleid en niet op basis van de oorspronkelijke natuurlijke trends. Beseft dient te worden dat deze waarde van gemiddelde sedimentatie/erosie van de vooroever minder nauwkeurig is dan dezelfde waarde voor het strand. Dit komt doordat in minder jaren gemeten is en omdat de doorlodingen om de kilometer zijn ingemeten, waardoor fluctuaties en meetfouten zwaarder meewegen. Tenslotte is de trend van sedimentatie/erosie van het gehele profiel berekend. Dit is niet gedaan door de trendwaardes van het gehele strand en de vooroever op te tellen, aangezien in dat geval fluctuaties tussen strand en vooroever twee maal worden uitgewist, doordat de sedimentuitwisseling tussen strand en vooroever niet wordt meegenomen. In plaats daarvan zijn vanaf 1970 om de vijf jaar de inhoudsveranderingen van het strand en de vooroever voor elk jaar opgeteld. Door de resulterende lijn is een regressielijn berekend, waarin de trend van het gehele Eiland bij Egmond: morfologische effecten 13

17 profiel is bepaald. 2.2 Effecten van een eiland bij Noordwijk Er zijn verschillende studies verricht naar de effecten van een eiland voor de kust van Noordwijk op de achterliggende kust, zowel in locale als in grootschalige zin. Deze studies zijn op te delen in twee soorten: 1. Modelstudies, waarin een eiland voor de kust in een model wordt gesimuleerd. 2. Rapporten van deskundigen, waarin door een aantal gerenommeerde specialisten in de morfologie en stromingsleer de effecten van een eiland worden geschat op basis van kennis en ervaring Modelstudies Er zijn in totaal drie modelstudies gedaan naar de effecten van een eiland voor de kust van Noordwijk. Deze zijn gedaan voor effecten op golfgedrag, waterstanden en stroomsnelheden, en zandtransport. Effecten op golfgedrag Met behulp van het golvenmodel SWAN (Simulating WAves Nearshore) zijn golfberekeningen gemaakt door Jacobse (1999-concept). Onder andere de significante golfhoogte, de golfrichting en de gemiddelde orbitaalsnelheid zijn berekend voor een 21-tal uitvoerpunten liggend vlak voor de kust van Noordwijk tot 5 km zeewaarts van het eiland. Het model toont locale effecten van een eiland voor de kust, tussen kust en eiland en om het eiland heen. Alle varianten, dus ONL0 t/m ONL4 (zie hoofdstuk 1) zijn gemodelleerd, met echter voor het eiland op 10 km uit de kust (ONL4) een oppervlak van ha in plaats van 8500 ha. Er zijn twee condities gesimuleerd: een zuidwesten wind met een snelheid van 8 m/s en een noordwesten wind van 11 m/s. Deze condities zijn gekozen, aangezien het de zwaarste condities zijn die jaarlijks een paar keer voorkomen. Effecten op waterstanden en stroomsnelheden Het Kuststrookmodel is gebruikt om effecten van een eiland te bepalen op waterstanden en stroomsnelheden. Het rekenrooster van het model beslaat voor dit onderzoek een gebied tot circa 70 km uit de kust voor het gebied tussen Hoek van Holland en midden-texel. Groen (1999) heeft berekeningen uitgevoerd voor alle ONLvarianten. Effecten op zandtransport Het zandtransport langs de Nederlandse kust is gemodelleerd met het PONTOS model. Dit model is het ontwikkelingsstadium nog maar net gepasseerd en de resultaten van berekeningen zijn niet volledig gekalibreerd, maar geven wel een goede indicatie van het transport. Het gebruikte model beslaat een gebied tot circa 70 km uit de kust voor het gebied tussen Hoek van Holland en Den Helder. Er zijn berekeningen gedaan door de Steetzel (1999) voor de varianten ONL0 t/m ONL Rapporten van deskundigen Er zijn rapportages door een zestal deskundigen gemaakt over de effecten van een eiland voor de kust van Noordwijk. Deze deskundigen zijn: Ir. W.Th. Bakker...Waterloopkundig Laboratorium Ir. B. Bliek...Svasek ingenieursbureau Dr. J. van de Graaff...Technische Universiteit Delft Prof. Dr. L.C. van Rijn... Universiteit Utrecht Ir. R. Steijn... Alkyon ingenieursbureau Prof. M.J.F. Stive...Waterloopkundig Laboratorium De deskundigen zijn onder andere ingegaan op het vraagstuk van kustveiligheid, waarbij aandacht is besteed aan veranderingen in belasting (hydrodynamiek), sterkte (zandbalans, sedimentatie/erosie), kustlijnhandhaving (zandtransport, zandbalans, ligging kustlijn) en veerkracht (zandinhoud en morfologische dynamiek). Ook is specifiek naar de invloed op de Waddenzee gekeken. 2.3 Effecten van een eiland bij Egmond De locale en grootschalige effecten van een eiland bij Egmond worden afgeleid uit de locale en grootschalige effecten van een eiland bij Noordwijk. De verschillen tussen Eiland bij Egmond: morfologische effecten 14

18 Eiland bij Egmond: morfologische effecten 15 Noordwijk en Egmond in hydrodynamische condities en sediment transport zullen de basis zijn voor de extrapolatie van de effecten van Noordwijk naar Egmond.

19 Eiland bij Egmond: morfologische effecten 16

20 3. Huidige situatie 3.1 Noordwijk Noordwijk ligt aan de Zuid-Hollandse Noordzeekust tussen Den Haag en IJmuiden. Het kustsysteem bij Noordwijk bestaat uit een smalle duinenrij van circa 100 meter, een strand van 60 meter en een lange, flauwe vooroever van circa 4000 meter (figuur 3.1) (Geomorfologie van de Nederlandse kustwateren, 1988). De steilheid van het bodemprofiel tussen NAP -1 m en -8 m is (Van Rijn, 1995). De kustoriëntatie is 31 ten opzichte van het noorden. De gemiddelde jaarlijkse getij-amplitude is 162 cm met een GHW van NAP +94 cm en een GLW van NAP 68 cm. De gemiddelde jaarlijkse waterstand is NAP 1 cm (Getijtafels voor Nederland 2000). Figuur 3.1. Bodemprofielen voor de kust van Noordwijk en Egmond egmond noordwijk niveau [m] afstand t.o.v. R.S.P. [m] De overheersende significante golfhoogte in Noordwijk is 0.5 tot 1 m. Deze golfhoogte komt 36% per jaar voor. De overheersende windrichting is ZW ( graden). Bijlage 2 toont de percentages van voorkomen van golfhoogtes en golfrichtingen. De maximale snelheid van de vloedstroom is ongeveer 0.6 tot 0.7 m/s op een diepte van 20 meter. De maximale snelheid van de ebstroom wordt geschat op m/s. Hoeveelheden van kustlangs en kustdwars zandtransport bij Noordwijk worden getoond in tabel 3.1, tabel 3.2 en bijlage 1. Waardes van kustdwars transport voor de zone boven NAP -8 m zijn niet bekend. In de actieve zone, de zone boven de NAP -8 meter, wordt per strekkende meter het meeste sediment verplaatst. Dit komt doordat dichter bij de kust het water ondieper is waardoor golven sediment kunnen opwoelen van de bodem, wat vervolgens wordt getransporteerd door de golfgedreven stroming in deze zone. In de diepere zone tussen NAP -8 m en NAP -20 m is de waterdiepte te groot, waardoor golven de bodem niet kunnen raken. In deze zone wordt per strekkende meter minder sediment getransporteerd. Echter aangezien deze zone breder is dan de actieve zone, wordt er in deze zone absoluut gezien wel meer zand getransporteerd. De kustdwarse getransporteerde zandhoeveelheden in de zone van -8 m NAP tot -20 m NAP zijn ondanks de hoge standaard deviatie op korte termijn te verwaarlozen. Op langere termijn is dit transport wel van belang voor de opbouw van de kust. Tabel 3.1. Kustlangs sediment transport bij Noordwijk (Van Rijn, 1994, 1995) Eiland bij Egmond: morfologische effecten 17

21 Kustlangs sediment transport Netto (m 3 /m/jaar) boven NAP -8 m 187 (+/-50%) NAP -8 tot -20 m 34 (+/- 60%) Netto (m 3 /jaar) (+/- 50%) (+/- 60%) Noordwaarts (m 3 /jaar) Zuidwaarts (m 3 /jaar) Totaal (m 3 /jaar) Tabel 3.2. Kustdwars sediment transport bij Noordwijk (Van Rijn, 1994, 1995) Kustdwars sediment transport Netto in 1 km kustdwarse breedte (m 3 /m/jaar) NAP -8 tot -20 m 3 (+/- 100%) Netto (m 3 /jaar) (+/- 100%) landwaarts zeewaarts Totaal (m 3 /jaar) (m 3 /jaar) (m 3 /jaar) De sedimentatie/erosie rondom Noordwijk in de periode 1963 t/m 1998 is te zien in bijlage 3 en tabel 3.3. In deze periode zijn bij Noordwijk geen suppleties uitgevoerd. Tabel 3.3. Trend van sedimentatie/erosie voor verschillende delen van het profiel bij Noordwijk Deel van het profiel Grenzen Trend sedimentatie (10 4 Periode van trend m 3 /jaar) Droge strand Duinvoet-GHW Natte strand GHW-GLW Gehele strand Duinvoet-GLW Vooroever GLW- NAP -8 m Op het strand is een trend van sedimentatie aanwezig van m 3 /jaar in de afgelopen 35 jaar. In bijlage 3 is te zien dat er slechts kleine fluctuaties in de trend voorkomen. De trend van de vooroever toont aanzienlijke sedimentatie tussen 1970 en Deze trendwaarde wordt sterk beïnvloed door een uitschieter naar beneden in De uitschieter zorgt ervoor dat de trendlijn veel steiler wordt dan zonder deze waarde (bijlage 3). Als deze uitschieter een natuurlijke oorzaak heeft, is de trendwaarde van 1,38 miljoen m 3 sedimentatie per jaar terecht. Echter als de uitschieter wordt veroorzaakt door een menselijke ingreep in het kustsysteem zoals de bouw van een dam in de buurt, of door een meetfout, dan dient deze waarde niet meegerekend te worden en zou de trend van sedimentatie/erosie bij Noordwijk een veel minder hoge jaarlijkse sedimentatie vertonen. Nadere bestudering leert dat een meetfout onwaarschijnlijk is, aangezien zowel de JARKUS-profielen als de doorlodingen deze uitschieter aangeven. Bovendien tonen de JARKUS-gegevens dat er tussen 1970 en 1980 een geleidelijke toe- en afname van erosie is met de laagste waarde in Een meetfout zou eerder een eenmalige piek in een jaar vertonen. Ook de mogelijkheid van een menselijke ingreep in het kustsysteem is onwaarschijnlijk. Profielen laten zien dat het gehele bodemprofiel verlaagd is, hetgeen alleen zou kunnen worden veroorzaakt door een grote ingreep in het kustsysteem. Echter de periode van erosie van 10 jaar is te kort om deze gevolgen aan te duiden. Bij een grote ingreep, bijvoorbeeld de uitbreiding van de havenhoofden bij IJmuiden, zouden de gevolgen tientallen jaren langer te merken zijn. De waarde van de uitschieter ligt dus waarschijnlijk binnen de natuurlijke fluctuaties. Een grootschalige zandgolf zou eventueel een oorzaak kunnen zijn. Seizoensinvloeden zijn uitgesloten, aangezien de doorlodingsprofielen in 1970, 1975 en 1980 allemaal tussen mei en september zijn ingemeten. Voor het gehele profiel zijn de opgetelde inhoudsveranderingen per meetjaar alsmede de er doorheen gefitte regressielijn weergegeven in figuur 3.2. De trend van de regressielijn staat gegeven in tabel 3.4. Hieruit blijkt dat de jaarlijkse sedimentatie in het gehele profiel tussen NAP +3m en NAP -8 m de afgelopen 35 jaar ongeveer 2,27 miljoen m 3 /jaar is geweest. Eiland bij Egmond: morfologische effecten 18

22 Figuur 3.2. Regressielijn door lijn van opgetelde waardes van inhoudsveranderingen van strand en vooroever bij Noordwijk tussen 1970 en zandinhoud tov 1990 (10^4 m3/jaar) strand vooroever gehele profiel jaar y = x R 2 = Tabel 3.4. Trend van sedimentatie/erosie in het gehele profiel bij Noordwijk. Deel van profiel Trend sedimentatie Periode van trend (10 4 m 3 /jaar) Gehele profiel Bij de trend van de vooroever en van het gehele profiel dient in het achterhoofd gehouden te worden dat de trendgegevens zijn berekend met minder gegevens dan bij het strand. Dit maakt de waarden van de vooroever en het gehele profiel onnauwkeuriger dan die van het strand. 3.2 Egmond Egmond is zo n 20 km gelegen ten noorden van IJmuiden aan de Noord-Hollandse Noordzeekust. Het kustsysteem bestaat uit een brede duinenrij van 500 tot 1000 meter, een smal strand van ongeveer 40 meter en een korte en steile vooroever van ongeveer 2600 meter (figuur 3.1) (Geomorfologie van de Nederlandse kustwateren, 1988). De steilheid van het bodemprofiel tussen NAP -1 m en -8 m is (Van Rijn, 1995). De kustoriëntatie is 9 ten opzichte van het noorden. De gemiddeld jaarlijkse getij-amplitude is 166 cm met een GHW van 89 cm +NAP en een GLW van 77 cm +NAP. De gemiddelde jaarlijkse waterstand is 1 cm +NAP (getijtafels voor Nederland 2000). Net als bij Noordwijk is de meest voorkomende significante golfhoogte 0.5 tot 1 m. Deze golfhoogte komt 33% per jaar voor. De overheersende windrichting is ZW ( graden). In bijlage 2 zijn de percentages van voorkomen van alle golfhoogtes en golfrichtingen gegeven. Volgens Van Rijn (1994) bestaat er geen significant verschil in dieptegemiddelde stroomsnelheden voor de kust van Noordwijk en Egmond. De maximale snelheid van de vloedstroom is dus bij Egmond ook ongeveer 0.6 tot 0.7 m/s op een diepte van 20 meter. De maximale snelheid van de ebstroom wordt geschat op m/s. De waardes van het sediment transport zijn te zien in tabel 3.5, tabel 3.6 en bijlage 1. Tabel 3.5. Kustlangs sediment transport bij Egmond (Van Rijn, 1994, 1995) Kustlangs sediment Netto transport (m 3 /m/jaar) boven NAP -8 m 200 (+/-100%) NAP -8 tot -20 m 58 (+/- 50%) Netto (m 3 /jaar) (+/- 100%) (+/- 50%) Noordwaarts (m 3 /jaar) Zuidwaarts (m 3 /jaar) Totaal (m 3 /jaar) Eiland bij Egmond: morfologische effecten 19

23 Tabel 3.6. Kustdwars sediment transport bij Egmond (Van Rijn, 1994, 1995) Kustdwars sediment transport in 1 km kustdwarse breedte Netto (m 3 /m/jaar) NAP -8 tot -20 m 5 (+/- 50%) Netto (m 3 /jaar) (+/- 100%) landwaarts (m 3 /jaar) zeewaarts (m 3 /jaar) Totaal (m 3 /jaar) Net als bij Noordwijk wordt kustlangs per strekkende meter het meeste sediment verplaatst in de actieve zone, circa 200 m 3 /m/jaar. In de zone tussen NAP 8 m en NAP 20 m wordt per strekkende meter minder sediment getransporteerd, namelijk ongeveer 58 m 3 /m/jaar. Echter aangezien deze zone breder is dan de actieve zone, wordt er in deze zone absoluut gezien wel meer zand getransporteerd. De kustdwarse getransporteerde zandhoeveelheden in de zone van -8 m NAP tot -20 m NAP zijn ondanks de hoge standaard deviatie op korte termijn te verwaarlozen. Op langere termijn is dit transport wel van belang voor de opbouw van de kust. De trend van sedimentatie/erosie van het strand en de vooroever in het gebied direct ten zuiden van Egmond staan getoond in bijlage 4 en tabel 3.7. Tabel 3.7. Trend van sedimentatie/erosie voor verschillende delen van het profiel bij Egmond Deel van het Grenzen Trend sedimentatie Periode van trend profiel (10 4 m 3 /jaar) Droge strand Duinvoet-GHW Natte strand GHW-GLW Gehele strand Duinvoet-GLW Vooroever GLW- NAP -8 m Op het strand heeft de afgelopen 35 jaar erosie plaatsgevonden van m 3 /jaar. Ook de vooroever heeft erosie ondervonden, namelijk m 3 /jaar. De trends van de vooroever en het strand zijn tussen 1990 en 1998 beïnvloed door strandsuppleties ten noorden van het onderzoeksgebied. In deze periode is er in de raaien t/m jaarlijks ongeveer m 3 zand gesuppleerd. Zonder de suppleties zou de jaarlijkse erosie veel groter zijn geweest. Er wordt in dit onderzoek echter niet gecorrigeerd voor de suppleties, aangezien deze een deel zijn van het huidige kustbeleid. De effecten van een eiland worden voorspeld op basis van het huidige kustbeleid en niet op basis van de oorspronkelijke natuurlijke trends. De sedimentatie/erosie is ook voor het gehele profiel berekend voor de locatie Egmond. In figuur 3.3 wordt de resulterende grafiek getoond van de opgetelde inhoudsveranderingen van het strand en de vooroever. Een regressielijn is daar doorheen berekend. Tabel 3.8 toont de trend van sedimentatie/erosie bij Egmond, die is berekend uit de regressielijn. Figuur 3.3. Regressielijn door lijn van opgetelde waardes van inhoudsveranderingen van strand en vooroever bij Egmond tussen 1970 en Eiland bij Egmond: morfologische effecten 20

24 zandinhoud tov 1990 (10^4 m3) jaar strand vooroever gehele profiel y = x R 2 = Tabel 3.8. Trend van sedimentatie/erosie in het gehele profiel bij Egmond. Deel van profiel Trend sedimentatie Periode van trend (10 4 m 3 /jaar) Gehele profiel De resultaten tonen dat er bij Egmond sprake is van een jaarlijkse erosie van ongeveer m 3 /jaar in het gehele profiel. Ook nu dient men bedacht te zijn op het feit dat de berekende trendwaardes van het strand nauwkeuriger zijn dan die van de vooroever en het gehele profiel. 3.3 Vergelijking In tabel 3.9 staan alle behandelde parameters nog eens op een rijtje. Tabel 3.9. Vergelijking Noordwijk en Egmond voor diverse parameters NOORDWIJK Morfologie kustorientatie ( tov noorden) 31 9 steilheid profiel NAP -1 tot -8 m (-) Getij condities getij-amplitude (cm) gemiddelde jaarlijkse waterstand (cm t.o.v. NAP ) -1-1 EGMOND Hydrodynamische condities Meest voorkomende jaarlijkse significante golfhoogte (incl. % van voorkomen) Meest jaarlijks voorkomende golfrichting ( incl. % van voorkomen) m (36%) (33%) (17%) (16%) Maximale stroomsnelheid vloed (m/s) Maximale stroomsnelheid eb (m/s) Netto kustlangs sediment transport (m 3 /m/jaar) boven -8 m NAP Eiland bij Egmond: morfologische effecten 21

25 -8 tot 20 m NAP Netto kustdwars sediment transport (m 3 /m/jaar) -8 tot -20 m NAP 3 5 Trend in sedimentatie/erosie (m 3 /jaar) Strand (duinvoet tot GLW) Vooroever (GLW tot -8 m NAP) Gehele profiel (duinvoet tot -8 m NAP) Tussen Noordwijk en Egmond bestaan duidelijke verschillen qua morfologie. Noordwijk heeft een smalle duinenrij, een breed strand en een lange, flauw hellende vooroever. Bij Egmond is het precies andersom: een brede duinenrij, een smal strand en een korte steile vooroever. Dit geeft aan dat het kustsysteem bij Noordwijk kleinere fluctuaties ondervindt dan bij Egmond en dus een stabieler systeem is. Een smal strand en een steile, korte vooroever indiceert erosie door golfwerking, terwijl een breed strand met een flauwe, lange vooroever een evenwichtig systeem aanduidt. Er bestaan nauwelijks aanwijsbare verschillen in hydrodynamische condities tussen Noordwijk en Egmond. De getij-amplitude scheelt 4 centimeter, maar de gemiddelde jaarlijkse waterstand is voor beide locaties -1 cm NAP. De meest voorkomende significante golfhoogte in beide gebieden is die van 0.5 tot 1 m. In Noordwijk is dat in 37% van de gevallen en in Egmond 33%. In Noordwijk komen de kleinere golfhoogtes iets vaker voor dan in Egmond, waar grotere golfhoogtes iets vaker voorkomen (verschillen in orde van grote van 1%). De dominante golfrichting voor beide gebieden is zuidwest ( ). Er bestaat tussen Noordwijk en Egmond geen significant verschil in dieptegemiddelde stroomsnelheden voor de kust (Van Rijn, 1994). Er bestaan wel duidelijke verschillen in de hoeveelheid zandtransport voor de kust van Noordwijk en Egmond. Het kustlangs transport in de actieve zone (boven 8 m NAP) is voor beide gebieden ongeveer gelijk, voor Noordwijk is dit netto 188 m 3 /m/jaar en voor Egmond ongeveer 200 m 3 /m/jaar. Echter in de dieper zone van 8 m NAP tot 20 m NAP is het netto kustlangse en het kustdwarse sediment transport veel groter bij Egmond als bij Noordwijk (tabel 3.9). Dit verschil indiceert een grotere transportcapaciteit op dieper water bij Egmond Dat kan een gevolg zijn van de steilere helling van de vooroever van Egmond, wat leidt tot grotere energetische condities voor de kust, waardoor meer sediment kan worden getransporteerd. Ook kan het grotere zandtransport bij Egmond worden veroorzaakt door de kleinere expositie van de kustlijn ten opzichte van het noorden. De getijstroom hoeft minder af te buigen, waardoor een iets hogere stroomsnelheid op dieper water ontstaat en er meer sediment kan worden getransporteerd. Ook kan een verschil in getij-amplitude en - periode tussen de twee gebieden meespelen. Er moet echter rekening worden gehouden met de grote standaard deviaties. Het is ook mogelijk dat op beide locaties het zandtransport ongeveer gelijk is, of dat het verschil nog groter blijkt dan nu wordt gesuggereerd. In dit onderzoek echter worden de waardes in de tabel als uitgangspunt genomen. Er bestaat een groot verschil in de jaarlijkse sedimentatie tussen Noordwijk en Egmond in de afgelopen 35 jaar. In het gebied tussen de duinvoet en de -8 m NAP-lijn vindt bij Noordwijk jaarlijks sedimentatie plaats van ruim 2 miljoen m 3 per jaar. Bij Egmond vind jaarlijks erosie plaats van ongeveer m 3 per jaar. Deze waarde is inclusief de invloed van suppleties die ten noorden van Egmond zijn uitgevoerd, dus in de natuurlijke situatie zou nog meer erosie plaatsvinden bij Egmond. Het grootste deel van de sedimentatie/erosie vindt plaats op de vooroever. Voor Egmond is dit circa m 3 per jaar erosie, en voor Noordwijk is dat een sedimentatie van circa m 3 per jaar. Eiland bij Egmond: morfologische effecten 22

26 Eiland bij Egmond: morfologische effecten 23

27 4. Effecten van een eiland bij Noordwijk In dit hoofdstuk staat een samenvatting van eerdere studies naar morfologische effecten van een eiland voor de kust van Noordwijk. Modelberekeningen van Groen (1999), Jacobse (1999) en Steetzel (1999) (hoofdstuk 2.2.1) en het werkdocument van Van Vessem (1999) over de rapporten van deskundigen, zijn hierbij als uitgangspunt genomen. In paragraaf 4.1 worden de effecten op de kust van een eiland bij Noordwijk behandeld. In paragraaf 4.2 worden de voorspellingen van effecten op diep water bij het eiland en op de Waddenzee beschreven. De effecten worden voor de varianten met (half open) dam (ONL1&2) samen behandeld en ook de effecten voor de varianten zonder dam (ONL3&4). 4.1 Effecten op de kust ONL1 en ONL2 Hydrodynamiek Voor de effecten van een eiland op de hydrodynamiek zijn voorspellingen gedaan over de waterstanden, stromingen en golven na aanleg van het eiland. In het algemeen kan worden gezegd dat het hydrodynamisch invloedsgebied groter wordt als de afstand van het eiland uit de kust groter wordt. Voor de varianten ONL1 en ONL2 geldt dat hydrodynamische condities aan de kust veranderen voor een gebied van 30 km dwars op de kust, en 150 tot 200 km langs de kust, zeg van Texel tot Goeree. Getij; Een dam hindert de getijgolf, zodat deze wordt gedwongen in zeewaartse richting te stromen. Het gevolg is dat de getij-amplitude ten zuiden van de dam groter en ten noorden van de dam kleiner wordt. Geschat wordt dat bij ONL1 de gemiddelde getij-amplitude ten zuiden van de dam zal toenemen met circa 20 cm en bij ONL2 met circa 30 cm (Groen, 1999) (bijlage 5). Tijdens noordwester en zuidwester storm zal er extra opstuwing ontstaan aan de noord- respectievelijk zuidkant van de dam. Deze opstuwing zal niet significant verschillen voor ONL1 en ONL2. Stroming; De grootte en richting van de kustlangse stroming langs de Nederlandse kust wordt veroorzaakt door een combinatie van het getij en de wind. Windgedreven stroming is onder gemiddelde omstandigheden ondergeschikt aan de getijstroming. Alleen tijdens stormen speelt de windgedreven stroming een rol. Hier is echter nauwelijks onderzoek naar gedaan. Er zijn wel voorspellingen gedaan over het effect op de getij-gedreven stromingen. De dam hindert de getijstroom, waardoor de stroomsnelheid aan weerszijden van de dam afneemt. De richting van de getijstroom buigt daarbij zeewaarts af (figuur 4.1). Hierdoor ontstaat een aanzienlijke toename van de kustdwarse component van de getijstroom. Ten westen van het eiland ontstaat grote stroomcontractie (figuur 4.1), waardoor de stroomsnelheid sterk toeneemt. Ten zuiden en ten noorden van het eiland ontstaat een kleinere vorm van stroomcontractie, zodat daar een kleinere toename van de stroomsnelheid ontstaat. Bij ONL1 gaat een deel van het water (circa 30%) door de dam heen. Als gevolg hiervan ontstaat in de damopening een sterke stroming. Dit heeft echter weinig effect op het grotere stromingspatroon rondom het eiland en de dam. Ook de kustdwarse stroming wordt beïnvloed. Dit geldt met name voor de reststroom, die wordt veroorzaakt door dichtheidsgradienten van het water voor de Nederlandse kust, als gevolg van de uitstroom van rivieren in zee. Hierbij ontstaat een netto bodemstroom in kustwaartse richting. Doordat de dam de reststroom blokkeert, bestaat er de kans dat de netto kustwaartse bodemstroom gaat veranderen. Zoals hier boven is uitgelegd zal de kustdwarse component van de getijstroom juist toenemen. Wat het netto effect is voor de kustdwarse stroming is nog onduidelijk. Voor de varianten ONL1 en ONL2 bestaat geen verschil wat betreft de invloed op kustdwarse stroming. Figuur 4.1. Schematische weergave van het stromingspatroon tijdens vloed bij ONL1 en ONL2. Tijdens eb is dit patroon omgekeerd Eiland bij Egmond: morfologische effecten 24

28 Golven; Een dam beïnvloedt de golfwerking op twee manieren. Ten eerste zal er een luwtegebied tussen eiland en kust ontstaan met lagere golfenergie, doordat het eiland inkomende golfenergie tegenhoudt. Ten tweede veranderen de golfhoogtes bij de kust als gevolg van reflectie van golven door de dam. De schatting is dat netto de golfafschermende werking dominant is, zodat in het schaduwgebied achter het eiland een verlaging plaatsvindt van golfhoogte, golfperiode en orbitaalsnelheid. De precieze locatie van het luwtegebied is afhankelijk van de overheersende windrichting (figuur 4.2). De grootte van het luwtegebied is voor ONL1 en ONL2 ongeveer km langs de kust (Jacobse, 1999). Er bestaat geen onderscheid tussen ONL1 en ONL2 wat betreft de invloed van het eiland op golven. Doordat de opening in de ONL1 variant in bestaat uit meerdere kleinere openingen, gescheiden door pijlers in de vorm van turbines, zal de dam vrijwel dicht zijn voor golven, zodat beide varianten hetzelfde reageren. De maximale verlaging van golfcondities ontstaat tijdens harde wind. De invloed van een eiland bij Noordwijk op golven tijdens grote windkracht is onderzocht door Jacobse (1999) (hoofdstuk 2.2.1). Tabel 4.1 toont de uit modelberekeningen verkregen maximale procentuele veranderingen in significante golfhoogte, golfperiode en orbitaalsnelheid tijdens een noordwester storm van 11 m/s en een krachtige zuidwesten wind van 8 m/s. Figuur 4.2. Schematische weergave van het luwtegebied tussen eiland en kust bij verschillende windrichtingen bij ONL1 en ONL2. Eiland bij Egmond: morfologische effecten 25

29 Tabel 4.1. Maximale procentuele verandering in golfparameters voor ONL1 en ONL2 (Jacobse, 1999) Maximale procentuele Sign. Golfhoogte Golfperiode Orbitaalsnelheid verandering (%) Noordwesten wind (11 m/s) Zuidwesten wind (8 m/s) Volgens de modelberekeningen neemt als gevolg van de grote windsnelheden de significante golfhoogte in de luwtezone van het eiland aanzienlijk af met 38% tot 62%. De gemiddelde jaarlijkse golfrichting zal ook veranderen, waarbij een draaiing van 20 mogelijk wordt geacht. Zandtransport Ongeveer 80% van het kustlangse zandtransport langs de Nederlandse kust loopt door de brandingzone als golfgedreven langstransport. In Noordwijk is dit transport netto circa 187 m 3 /m/jaar in de zone boven NAP 8 m. De variant ONL1 zorgt voor een bijna volledige blokkade van het langstransport voor de kust van Noordwijk, en ONL2 voor een volledige blokkade. Het zandtransport wordt hierdoor verlaagd in een groot gebied. Volgens verkennende berekeningen van Steetzel (1999) met behulp van het PONTOS model is over 50 jaar een duidelijke verlaging van het zandtransport merkbaar in een gebied van Scheveningen tot IJmuiden. Door de blokkade van de reststroming, zoals eerder is gemeld, bestaat de kans dat het netto kustwaarts bodemtransport gaat veranderen. In welke mate is nog onbekend. ONL1 en ONL2: sedimentatie/erosie bij Noordwijk De kust van Noordwijk heeft de afgelopen 35 jaar jaarlijks ruim 2 miljoen m 3 sedimentatie ondervonden. Bij de plaatsing van een eiland met (gedeeltelijk open) dam verandert deze trend. Doordat een schaduwgebied tussen eiland en kust ontstaat met daarin lagere stroomsnelheden en golfhoogtes, wordt de transportcapaciteit van het zandtransport verlaagd, waardoor sediment bezinkt. Er ontstaat een sedimentatiegebied direct ten noorden en ten zuiden van de dam. De meeste sedimentatie vindt plaats in de hoeken van de dam met de kust, doordat daar de laagste stroomsnelheid en turbulentie plaatsvindt. Een eerste schatting van de hoeveelheid sedimentatie bij ONL1 en ONL2 kan worden voorspeld op basis van het zandtransport. Het totale jaarlijkse zandtransport bij Noordwijk tot een diepte van NAP -20 m is ongeveer = m 3 (bijlage 1). In de situatie van een dam zal de gehele sedimentstroom geblokkeerd worden. Ruw geschat zal er dus in de beginjaren ruim 2 miljoen m 3 zand per jaar sedimenteren. Later zal deze waarde verminderen. Voor deze waarde geldt de aanname dat de sedimentstroom volledig geblokkeerd wordt. Er bestaat ook een mogelijkheid dat het sediment voor een deel met de stroming om het eiland heen gaat stromen. Dan zal er minder sedimentatie optreden. Deze waarde moet dus worden gezien als een maximale waarde van sedimentatie in het luwtegebied. Door de toename in sedimentatie tussen eiland en kust wordt het bodemprofiel bij Noordwijk flauwer. Het gebied van sedimentatie strekt zich binnen een periode van 50 jaar uit tussen Scheveningen en IJmuiden. Ten noorden van IJmuiden is geen directe invloed van het eiland op het sediment transport. Dit gebied ondervind wel een vermindering van sedimentaanvoer vanuit het zuiden, doordat tussen Scheveningen en IJmuiden meer sediment is afgezet. Er blijft wel aanvoer vanuit het noorden. Het gevolg is dat ter compensatie van de afname van sedimentaanvoer, sediment uit het kustsysteem zelf wordt onttrokken. Hierdoor zal versterkte erosie ontstaan in het kustsysteem ten noorden van IJmuiden, hetgeen een toename zal betekenen in het kustonderhoud. Op dezelfde wijze zal in het kustsysteem ten zuiden van IJmuiden erosie ontstaan. De erosie hier zal echter een factor kleiner zijn, doordat jaarlijks minder sediment zuidwaarts wordt getransporteerd. Figuur 4.3. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Noordwijk bij de varianten ONL1 en ONL2. Eiland bij Egmond: morfologische effecten 26