Effect van herintroductie van getij op waterkwaliteit en ecologische toestand van het Grevelingenmeer

Transcriptie

1 Effect van herintroductie van getij op waterkwaliteit en ecologische toestand van het Scenarioberekeningen ten behoeve van de MIRT-Verkenning drs. A.J. Nolte C. Spiteri Ph.D Deltares, 2011

2

3

4

5 Inhoud Lijst van Figuren i 1 Inleiding en doelstelling Algemeen Overzicht en bijdrage aan de MIRT Grevelingen Dit rapport: Ontwikkeling waterkwaliteit en ecologische toestand 2 2 Beschrijving scenario s 3 3 Resultaten Getij Scenario s Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer Saliniteit, temperatuur en stratificatie Scenario s Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer Zuurstof, chlorofyl-a, nutriënten en doorzicht Scenario s Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer Zuurstofconcentratie Scenario s Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer Samenvattend 35 4 Samenvattende conclusies 39 5 Literatuur 41 Bijlage(n) A Extra figuren A-1 A.1 Saliniteit, temperatuur en stratificatie A-1 A.1.1 Scenario s A-1 A.1.2 Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer A-4 A.2 Tijdseries zuurstof, chlorofyl, nutriënten en doorzicht A-8 A.2.1 scenario s A-8 A.2.2 Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-11 i

6

7 Lijst van Figuren Figuur 2.1 Figuur 2.2 en Volkerak-Zoommeer en locatie van dammen, sluizen en doorlaatmiddelen 3 Effect van zeespiegelstijging op het uitwisselvolume (hier getoond bij eb) door de Brouwerssluis 5 Figuur 3.1 Locatie van observatiepunten (Bron achtergrond: Google Earth) 7 Figuur 3.2 Figuur 3.3 Getijslag (in m NAP) in de scenario s voor het. Boven GTSO-03 (west), GTSO-13 (midden) en GTSO-19 (oost) - NB: In het model wordt met een regelmatig 24-uurs getij gerekend in plaats van het werkelijke 24,8 uur 8 Getijslag (in m NAP) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer. Boven GTSO-03 (west), GTSO-13 (midden) en GTSO-19 (oost) - NB: In het model wordt met een regelmatig 24-uurs getij gerekend in plaats van het werkelijke 24,8 uur 9 Figuur 3.4 Getijslag (in m) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer. Boven VTSO-V 4 (oost bij Volkeraksluizen), VTSO-V 16 (west Krammer) en VTSO-Z 32 (Zoommeer) - NB: In het model wordt met een regelmatig 24-uurs getij gerekend in plaats van het werkelijke 24,8 uur 10 Figuur 3.5 Figuur 3.6 Figuur 3.7 Figuur 3.8 Figuur 3.9 Tijdserie van saliniteit (ppt) in de oppervlaktelaag op locaties GTSO-03 (Scharendijke), GTSO-13 (Dreischor) en GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het 11 Jaargemiddelde saliniteit (in ppt) in de oppervlaktelaag in de scenario s voor het Kleuren van droogvallende delen (eilanden en de Slikken van Flakkee) zijn betekenisloos 13 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s voor het 14 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s voor het 15 Tijdserie van saliniteit (ppt) in de oppervlaktelaag op locaties GTSO-03 (Scharendijke), GTSO-13 (Dreischor) en GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het Grevelingen- Volkerak-Zoommeer NB: De huidige situatie is als referentie getoond, maar is met een ander model berekend 16 Figuur 3.10 Tijdserie van saliniteit (ppt) in de oppervlaktelaag op locaties VTSO-V 4 (Volkeraksluizen), VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak, VTSO-V 16 (Krammer) en VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer 17 Figuur 3.11 Figuur 3.12 Figuur 3.13 Figuur 3.14 Figuur 3.15 Jaargemiddelde saliniteit (in ppt) in de oppervlaktelaag in de scenario s voor het Kleuren van droogvallende delen (eilanden en de Slikken van Flakkee) zijn betekenisloos 18 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s voor het Grevelingen- Volkerak-Zoommeer 20 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer 20 Saliniteit (in ppt) op locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer 21 Temperatuur (in o C) op locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer 21 i

8 Figuur 3.16 Figuur 3.17 Saliniteit (in ppt) op locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer 22 Temperatuur (in o C) op locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer 22 Figuur 3.18 Totaal-stikstof-, nitraat en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s 24 Figuur 3.19 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s 24 Figuur 3.20 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s 25 Figuur 3.21 Totaal-stikstof-, nitraat- en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 26 Figuur 3.22 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 26 Figuur 3.23 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 27 Figuur 3.24 Totaal-stikstof-, nitraat- en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 27 Figuur 3.25 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 28 Figuur 3.26 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 28 Figuur 3.27 Totaal-stikstof-, nitraat- en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 29 Figuur 3.28 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 29 Figuur 3.29 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 30 Figuur 3.30 Figuur 3.31 Periode (in aaneengesloten dagen) waarop de zuurstofconcentratie minder dan 3 mg/l is in de scenario s voor het het cumulatieve areaal (in ha) is eveneens gegeven 32 Periode (in aaneengesloten dagen) waarop de zuurstofconcentratie minder dan 3 mg/l is in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer De kleur van de eilanden is betekenisloos 33 Figuur 3.32 Staafdiagram karakteristieken van het voor verschillende scenario s Scenario s voor het en voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer zijn samen geplot, maar zijn met verschillende modellen berekend 36 Figuur 3.33 Staafdiagram karakteristieken van het Volkerak-Zoommeer voor scenario s in het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer 37 Figuur A.1 Figuur A.2 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s voor het A-1 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s voor het A-2 ii

9 Figuur A.3 Figuur A.4 Figuur A.5 Figuur A.6 Figuur A.7 Figuur A.8 Figuur A.9 Figuur A.10 Figuur A.11 Figuur A.12 Figuur A.13 Figuur A.14 Figuur A.15 Figuur A.16 Figuur A.17 Figuur A.18 Figuur A.19 Figuur A.20 Figuur A.21 Figuur A.22 Figuur A.23 Figuur A.24 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het A-3 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het A-3 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer A-4 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer A-4 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het Grevelingen- Volkerak-Zoommeer A-5 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer A-5 Saliniteit (in ppt) op locatie VTSO-V 4 (Volkeraksluzien) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer A-6 Temperatuur (in o C) op locatie VTSO-V 4 (Volkeraksluizen) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer A-6 Saliniteit (in ppt) op locatie VTSO-V 16 (Krammer) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer A-7 Temperatuur (in o C) op locatie VTSO-V 16 (Krammer) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer A-7 Totaal-stikstof-, nitraat en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO- 03 (Scharendijke) in de scenario s A-8 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s A-9 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s A-9 Totaal-stikstof-, nitraat en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO- 19 (Herkingen) in de scenario s A-10 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat- en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s A-10 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s A-11 Totaal-stikstof-, nitraat en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO- 03 (Scharendijke) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-11 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-12 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-12 Totaal-stikstof-, nitraat en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO- 19 (Herkingen) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-13 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat- en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-19 (Herkingen) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-13 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie GTSO-19 (Herkingen) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-14 iii

10 Figuur A.25 Figuur A.26 Figuur A.27 Figuur A.28 Figuur A.29 Figuur A.30 Totaal-stikstof-, nitraat en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-V 4 (bij Volkeraksluizen) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-14 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-V 4 (bij Volkeraksluizen) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-15 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie VTSO-V 4 (bij Volkeraksluizen) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-15 Totaal-stikstof-, nitraat en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-V 16 (Krammer) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-16 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-V 16 (Krammer) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-16 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie VTSO-V 16 (Krammer) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s A-17 iv

11 1 Inleiding en doelstelling 1.1 Algemeen In het kader van Deltares bijdrage aan de MIRT 1 -Verkenning Grevelingen is het beschikbare 3D modelinstrumentarium voor hydrodynamica (waterbeweging), waterkwaliteit en primaire productie gekalibreerd en gevalideerd voor de jaren 2000 en Dit is vastgelegd in twee afzonderlijke rapporten (Deltares, 2008; Deltares, 2010). Vervolgens is het modelinstrumentarium ingezet om door middel van scenarioberekeningen inzicht te geven in de waterkwaliteit en primaire productie als een beperkt getij in het zou worden geherintroduceerd. Ook is onderzocht wat aanvullend daarop een verbinding met het Volkerak-Zoommeer zou betekenen. Dit rapport doet verslag van deze scenarioberekeningen en de daarop gebaseerde conclusies en aanbevelingen. 1.2 Overzicht en bijdrage aan de MIRT Grevelingen MIRT Grevelingen (vrij naar het persbericht ) De MIRT verkenning naar de toekomst van de Grevelingen is begin 2010 van start gegaan. Het onderzoek richt zich op het verbeteren van de waterkwaliteit, het opwekken van energie uit getijdenbeweging en het versterken van de recreatiesector. Eind 2011 volgt een advies over het eventueel aanpassen van de Brouwersdam en de Grevelingendam. De verkenning over de toekomst van de Grevelingen is nodig omdat na de aanleg van de Deltawerken het natuurlijke getijdesysteem in het gebied is verdwenen waardoor er een gebrek aan zuurstof in het is ontstaan. De verkenning onderzoekt de mogelijkheden om met een aantal investeringen meer dynamiek in het gebied te brengen, zowel in de natuur als in de economie. Uit eerder onderzoek blijkt dat de waterkwaliteit aanzienlijk verbetert als er weer een beperkte mate van getij in het meer komt. Dit zou bijvoorbeeld kunnen door het maken van een (afsluitbare) opening in de Brouwersdam. In deze doorlaatopening van de Brouwersdam zou een energiecentrale gebouwd kunnen worden die elektriciteit opwekt uit het in- en uitstromende water. Voorlopige studies wijzen erop dat die elektriciteit kan leveren voor huishoudens. Ook wordt onderzocht welke functie de Grevelingen kan hebben als opvang- en afvoerbekken bij extreem hoge afvoeren van Maas en Rijn die het gevolg kunnen zijn van klimaatverandering.. De opdrachtgevers tot de verkenning Grevelingen zijn de staatssecretaris van Verkeer en Waterstaat en het Natuur- en Recreatieschap de Grevelingen (een samenwerking van de provincies Zeeland en Zuid-Holland, de betrokken gemeenten en waterschappen en Staatsbosbeheer). De Verkenning wordt eind 2011 afgerond. Op basis van de verkenning besluit het Rijk welke investeringen zij wil doen voor de toekomst van de Grevelingen. 1. Meerjarenprogramma Infrastructuur, Ruimte en Transport van 61

12 Bijdrage Deltares De MIRT-Verkenning Grevelingen heeft tot doel om tot een voorselectie van kansrijke en haalbare alternatieven te komen die vervolgens in de volgende planstudie nader uitgewerkt kunnen worden. De MIRT-Verkenning Grevelingen onderscheidt de pijlers Natuur, Getijcentrale en Toerisme. Natuur- en Recreatieschap de Grevelingen ( de opdrachtgever ) heeft Deltares gevraagd om in de pijlers Natuur en Getijcentrale een aantal (deel)onderzoeken uit te voeren: 1. Uitbreiding en validatie van het beschikbare modelinstrumentarium voor het jaar Advies ontwikkeling waterkwaliteit en ecologische toestand (in het bijzonder de zuurstofhuishouding in de waterkolom) en advies dimensionering verbinding tussen Grevelingen en Volkerak-Zoommeer op basis van beschikbare en nieuwe 3D modelberekeningen voor het of het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer. 3. Analyse morfologische veranderingen Grevelingen en Voordelta als gevolg van getijcentrale 4. Advies en initieel onderzoek ontwikkeling bodemkwaliteit en bodemleven 5. Advies en ad-hoc ondersteuning ontwikkeling morfologie 6. Advies en ad-hoc ondersteuning werkgroep Natuur ten behoeve van ontwikkeling (voor)oevers en intergetijdegebied 7. Expert judgement draagkracht voor schelpdierkweek Dit rapport beschrijft de resultaten van Onderzoek Dit rapport: Ontwikkeling waterkwaliteit en ecologische toestand In 2008 zijn door Deltares oplossingsrichtingen verkend voor een betere waterkwaliteit en ecologische toestand van het (Deltares, 2008). Hiervoor is gebruik gemaakt van een 3D model voor de hydrodynamica en de waterkwaliteit en primaire productie. De focus van de verkenning lag op de zuurstofhuishouding in het algemeen en op de modellering van zuurstofloosheid in de diepe delen van het meer in het bijzonder. Dit rapport beschrijft enkele aanvullende scenario s ten behoeve van de MIRT-Verkenning. Daarvoor is eerst het bestaande modelinstrumentarium, dat was gebaseerd op invoergegevens voor het jaar 2000, uitgebreid met een serie invoergegevens voor het jaar Bovendien heeft een aanvullende validatie voor 2008 plaatsgevonden (Deltares, 2010). Het is nu mogelijk voor twee jaren met verschillende hydrologische en meteorologische condities het effect van ingrepen te berekenen. Het inzicht van het effect van maatregelen wordt hiermee vergroot. Het volgende hoofdstuk 2 beschrijft de scenario s, waarvoor de hydrodynamica, de waterkwaliteit en de primaire productie zijn berekend. Hoofdstuk 3 geeft een overzicht van de resultaten. Tenslotte sluit hoofdstuk 4 af met de conclusies en aanbevelingen. 2 van 61

13 2 Beschrijving scenario s Om herintroductie van het getij mogelijk te maken wordt een doorlaatmiddel in het noordelijke deel van de Brouwersdam voorzien (Figuur 2.1). In het doorlaatmiddel wordt mogelijk een getijcentrale geplaatst. In de voorloper van deze studie was de locatie nog niet bepaald en zijn de meeste beschouwingen uitgegaan van een doorlaatmiddel in het zuidelijke deel van de Brouwersdam, waar de huidige Brouwerssluis zich ook bevindt. In het kader van het rijksprogramma Ruimte voor de Rivier wordt onderzocht of het Volkerak- Zoommeer als waterbergingsgebied kan dienen bij hoge rivierafvoer en bij gesloten stormvloedkeringen. Als aanvullende optie wordt gekeken of de waterberging uitgebreid kan worden naar het. Hiervoor moet een verbinding tussen het Volkerak- Zoommeer en het in de Grevelingendam worden aangelegd. Het is nog niet bekend of gekozen wordt voor een afsluitbare verbinding (bijvoorbeeld kokers met een beweegbare schuif), een overlaat of een open verbinding (bijvoorbeeld kokers zonder schuif). Een open verbinding heeft gevolgen voor de dagelijkse waterkwaliteit, aangezien dan niet alleen bij extreme onmstandigheden water van het Volkerak-Zoommeer naar het geleid zou worden. In dit rapport is voor drie scenario s, die verschillen in de mate waarin sprake is van een open verbinding, berekend hoe de waterkwaliteit in beide meren zich ontwikkelt. Nieuw doorlaatmiddel Brouwerssluis Brouwersdam Verbinding Volkerak-Zoommeer Volkeraksluizen Grevelingendam Volkerak- Zoommeer Bathse spuisluis Figuur 2.1 en Volkerak-Zoommeer en locatie van dammen, sluizen en doorlaatmiddelen 3 van 61

14 Tabel 2.1 geeft een overzicht van de in de MIRT-Verkenning berekende, nieuwe scenario s. Voor de volledigheid toont Tabel 2.2 welke scenario s in de vorige studie zijn berekend. Tabel 2.1 Scenario s waterkwaliteit MIRT-Verkenning Grevelingen voor herintroductie getij en verbindingen met Volkerak-Zoommeer. Scenario s zijn gedefinieerd op basis van daggemiddelde uitwisselingsdebieten met de Noordzee of tussen het en het Volkerak-Zoommeer. omschrijving Brouwerssluis (m 3 /s daggem.) Noorderspuisluis (m 3 /s daggem.) Verbinding Grevelingen Volkerak-Zoommeer (m 3 /s daggem.) In & uit in uit in Grev. uit Grev. Intergetijde areaal Grevelingen (ha) schatting Huidig Zeespiegelstijging 87, <50 Grevelingen 40 cm getij (zonder getijcentrale) Grevelingen 60 cm getij (met getijcentrale) Grevelingen-Volkerak- Zoommeer doorlaatmiddel Grevelingen-Volkerak- Zoommeer open 40 cm (zonder getijcentrale) Grevelingen-Volkerak- Zoommeer open 60 cm (met getijcentrale) open open open open 1250 In alle scenarioberekeningen is gebruik gemaakt van een synthetische getijdecyclus gebaseerd op een sinus met een periode van precies 24 uur in plaats van de werkelijke frequentie van circa 24,8 uur. Hiervoor is gekozen om de dagelijkse modelresultaten binnen een scenario beter met elkaar te kunnen vergelijken, omdat het getij met de synthetische sinus dan elke dag precies hetzelfde is. Verder is aangenomen dat de Brouwerssluis in alle scenario s het gehele jaar openstaat, hetgeen overeenkomt met de huidige praktijk. De Flakkeese spuisluis is in geen van de scenario s in gebruik. Dit wijkt af van de eerdere scenario s in Deltares (2008). De Huidige situatie komt overeen met een maximaal ingezette Brouwerssluis hetgeen neerkomt op een daggemiddeld uitwisseldebiet van 125 m 3 /s. Er is nog geen doorlaatmiddel in het noordelijke deel van de Brouwersdam (hier Noorderspuisluis genoemd) en er is geen verbinding met het Volkerak-Zoommeer. In het Zeespiegelstijging scenario wordt rekening gehouden met 30 cm zeespiegelstijging (dat wil zeggen overeenkomend met de voorspelling voor 2050 in een matig scenario en 2030 in een snel scenario). Bij gelijkblijvende middenstand in het heeft dit tot gevolg dat het uitwisselingsdebiet door de Brouwerssluis afneemt. Door Rijkswaterstaat Directie Zeeland is berekend dat het uitwisseldebiet met 30% afneemt (Figuur 2.2, interne memo). Het uitwisseldebiet neemt dan af tot daggemiddeld 87,5 m 3 /s. 4 van 61

15 140 Doorlaat Brouwersdam daggemiddeld uitwisseldebiet (m 3 /s) zeespiegelstijging (cm) Figuur 2.2 Effect van zeespiegelstijging op het uitwisseldebiet door de huidige Brouwerssluis Er zijn twee scenario s uitgevoerd voor het met een Noorderspuisluis. In het eerste scenario stond het verwachte getij van ongeveer 40 cm centraal, hetgeen neerkwam op een daggemiddeld uitwisselingsdebiet van 925 m 3 /s. Het tweede scenario maakt gebruik van de maximale dimensionering van de Noorderspuisluis en dus van een maximaal uitwisselingsdebiet. Dit is gelijk aan 1325 m 3 /s, wat resulteert in een getij van ongeveer 60 cm. Er zijn drie scenario s uitgevoerd waarbij naast de Noorderspuisluis ook een verbinding met het Volkerak-Zoommeer is aangelegd. In alle drie scenario s is aangenomen dat er geen verbinding is tussen het Volkerak-Zoommeer en de Oosterschelde. Alle in het kader van de m.e.r. Waterkwaliteit Volkerak-Zoommeer beschouwde zoute scenario s gaan uit van een verbinding met de Oosterschelde om zout toe te laten tot het Volkerak-Zoommeer. De in dit rapport beschouwde scenario s nemen aan dat verzilting van het Volkerak-Zoommeer via het zal verlopen. In het eerste Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario is een doorlaatmiddel in de Grevelingendam aangelegd. Hierdoor kan het getij in beide meren afzonderlijk gestuurd worden. In dit scenario wordt gestuurd op ongeveer 40 cm getij in het en ongeveer 30 cm getij in het Volkerak-Zoommeer. Het uitwisselingsdebiet van 335 m 3 /s naar het Volkerak-Zoommeer en 285 m 3 /s terug naar het is qua debiet consistent met het zogeheten P300 scenario in de m.e.r. Waterkwaliteit. Aangezien ook daar het getij in het Volkerak-Zoommeer leidend was, is het logisch dat de debieten gelijk zijn. De debieten en bijbehorende afmetingen van de doorlaatmiddelen in de Brouwersdam en de Grevelingendam zijn bevestigd door berekeningen met een 1D SOBEK model (HKV, 2010). Het verschil tussen in- en uitstromend debiet komt doordat daggemiddeld 50 m 3 /s via de Bathse spuisluis naar de Westerschelde wordt gespuid. Hierdoor wordt doorstroming door het Volkerak-Zoommeer gecontroleerd. In het tweede en derde Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario is sprake van een open verbinding tussen beide meren. De Grevelingendam is deels vervangen door een brug. De scenario s verschillen in het debiet door de Noorderspuisluis, namelijk daggemiddeld 925 m 3 /s en 1325 m 3 /s. 5 van 61

16 Tabel 2.2 Overzicht van scenario s in Deltares (2008) Scenario's Verkenning 'Grevelingen water en getij' ID omschrijving Brouwerssluis (m 3 /s daggem.) Flakkeese Spuisluis (m 3 /s daggem.) Noorderspuisluis in uit in uit in uit getijslag (cm) Schatting Gem. waterstand / streefpeil (cm NAP) 1: HS Huidig : HS+ Huidig+ Scenario : DS Doorspoel Scenario : GG Gedempt getij : MG Maximaal Getij : NS Noorderspuisluis : GG* Gedempt getij (70Z:30N) Intergetijde areaal (ha) schatting Alle randvoorwaarden, meteorologische condities, parametersettings, etc. zijn gelijk aan de kalibratie/validatie (Deltares, 2010). In afwijking van de eerdere scenarioberekeningen zijn deze scenario s met het dubbele aantal verticale lagen uitgevoerd, conform het resultaat van de validatie. Voor de modelopzet van de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer berekeningen wordt verwezen naar Deltares (2009). Deze berekeningen gebruiken nog wel het oude aantal verticale lagen. De rekentijden werden te lang om ook hier een verdubbeling toe te passen. 6 van 61

17 3 Resultaten Achtereenvolgens worden de volgende resultaten getoond: Waterstanden Saliniteit, watertemperatuur en stratificatie Chlorofyl-a, nutriënten en doorzicht Zuurstofconcentratie De resultaten worden getoond voor een aantal locaties in het en het Volkerak-Zoommeer (Figuur 3.1). Saliniteit is om te rekenen in chlorideconcentratie. Als vuistregel moet de saliniteit gedeeld worden door 1,8. 35 ppt saliniteit komt overeen met 19,4 g/l chloride (of mg/l) en 15 ppt saliniteit met 8,3 g/l chloride (of mg/l). Figuur 3.1 Locatie van observatiepunten (Bron achtergrond: Google Earth) 7 van 61

18 3.1 Getij Scenario s De waterstand varieert regelmatig met het getij (Figuur 3.2). In de huidige situatie, met een daggemiddeld uitwisselingsdebiet van 125 m 3 /s door de Brouwerssluis, treedt in het midden van het circa 5 cm waterstandvariatie op. In het scenario Zeespiegelstijging neemt de getijamplitude iets af. Een daggemiddeld uitwisselingsdebiet van 1050 m 3 /s, waarbij 925 m 3 /s door de nieuwe sluis gaat, resulteert in ongeveer 40 cm getij. Het maximaal mogelijk geachte uitwisselingsdebiet van 1450 m 3 /s levert circa 60 cm getij op. De getijslag in het westen bij de Brouwerssluis is kleiner dan in het oosten bij de Grevelingendam. Het verschil kan oplopen tot circa 10 à 15 cm bij het scenario met maximale uitwisseling. Figuur 3.2 Getijslag (in m NAP) in de scenario s voor het. Boven GTSO-03 (west), GTSO-13 (midden) en GTSO-19 (oost) - NB: In het model wordt met een regelmatig 24-uurs getij gerekend in plaats van het werkelijke 24,8 uur 8 van 61

19 3.1.2 Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer De getijslag in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s wordt weergegeven in Figuur 3.3 voor de locaties in het en in Figuur 3.4 voor de locaties in het Volkerak- Zoommeer. De middenstand varieert enigszins tussen de scenario s. Dit is geen gevolg van de uitwisseldebieten, maar heeft te maken met initiële condities in het model. Met een doorlaat tussen het en het Volkerak-Zoommeer is de getijslag in het ongeveer 40 cm. Dit is vergelijkbaar met het 40 cm getij scenario voor het afzonderlijk. Dit is logisch, aangezien het debiet door het nieuwe doorlaatmiddel in de Brouwerssluis in deze scenario s gelijk is. Figuur 3.3 Getijslag (in m NAP) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer. Boven GTSO-03 (west), GTSO-13 (midden) en GTSO-19 (oost) - NB: In het model wordt met een regelmatig 24-uurs getij gerekend in plaats van het werkelijke 24,8 uur 9 van 61

20 Als er een open verbinding is tussen het en het Volkerak-Zoommeer is de getijslag wezenlijk anders. De getijslag neemt toe naarmate de locatie verder van de Brouwersdam ligt. Ter hoogte van de Brouwersdam in locatie GTSO-03 is de getijslag slechts zo n 15 cm bij een doorlaat van 1050 m 3 /s en zo n 25 cm bij een doorlaat van 1450 m 3 /s. Bij de open verbinding in de Grevelingendam is de getijslag respectievelijk circa 30 cm en 40 cm. Uiteindelijk in het Zoommeer wordt de grootste getijslag berekent: 50 tot 60 cm getij. Deze opslingering van het getij was in eerdere studies, die vooral gebaseerd zijn op berekeningen met een 1D model, niet eerder geconstateerd. Bijlage B geeft een nadere analyse en verificatie van het geconstateerde effect. De nadere analyse bevestigd het effect. Geconcludeerd wordt dat bij een volledig open verbinding tussen en Volkerak-Zoommeer (dus brug in plaats van dam resulterend in een doorstroomopening van circa 4500 m 2 ) de intrinsieke systeemkenmerken van het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer zorgen voor een opslingering van het getij. Het is in deze situatie niet mogelijk om in het Volkerak-Zoommeer een lager getij dan in het te realiseren. De getijslag in het Volkerak-Zoommeer is dan dus niet te beperken tot 30 cm. Figuur 3.4 Getijslag (in m) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer. Boven VTSO-V 4 (oost bij Volkeraksluizen), VTSO-V 16 (west Krammer) en VTSO-Z 32 (Zoommeer) - NB: In het model wordt met een regelmatig 24-uurs getij gerekend in plaats van het werkelijke 24,8 uur 10 van 61

21 3.2 Saliniteit, temperatuur en stratificatie Resultaten worden op drie manieren getoond: Tijdreeks van saliniteit in de oppervlaktelaag Jaargemiddelde saliniteit in de oppervlaktelaag Verticale profielen van zout en temperatuur Scenario s Figuur 3.5 toont het verloop van de saliniteit in de oppervlaktelaag op drie locaties in het. De saliniteit verschilt maar beperkt tussen de scenario s. Over het algemeen in de saliniteit lager als de uitwisseling met de Noordzee kleiner is. Het zeespiegelstijging scenario heeft de laagste saliniteit, met uitzondering van het voorjaar van Hier is de saliniteit op de Noordzee lager dan in het, waardoor een grotere uitwisseling leidt tot een lagere saliniteit. Aangezien de verhouding uitwisseling Noordzee versus polderuitslagen en neerslag zelfs in het minimale zeespiegelstijging scenario ongeveer 50:1 is, is duidelijk dat de uitwisseling slecht een beperkte invloed op de saliniteit heeft. De saliniteit in het zal altijd erg vergelijkbaar zijn met de saliniteit op de Noordzee. Figuur 3.5 Tijdserie van saliniteit (ppt) in de oppervlaktelaag op locaties GTSO-03 (Scharendijke), GTSO-13 (Dreischor) en GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het 11 van 61

22 Ook de jaargemiddelde saliniteit in de oppervlaktelaag laat slechts een beperkt verschil zien tussen de verschillende scenario s (Figuur 3.6). Er is een beperkte gradiënt van circa 1 ppt van west naar oost. De gemiddelde saliniteit is in de scenario s met meer getij 0,5 tot 1 ppt hoger dan in de scenario s met vrijwel geen getij. Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Zeespiegelstijging Huidig 12 van 61

23 60 cm getij 40 cm getij Figuur 3.6 Jaargemiddelde saliniteit (in ppt) in de oppervlaktelaag in de scenario s voor het Kleuren van droogvallende delen (eilanden en de Slikken van Flakkee) zijn betekenisloos Figuur 3.7 en Figuur 3.8 tonen het verloop van saliniteit en temperatuur op locatie GTSO-13 (Dreischor) in het midden van het Grevelingen. De vergelijkbare figuren voor de westelijke locatie GTSO-03 en de oostelijke locatie GTSO-19 zijn opgenomen in Bijlage A. Deze figuren geven inzicht in de mate en duur van stratificatie. In het huidige scenario en in het zeespiegelstijgingscenario treedt met enige regelmaat zoutstratificatie op. Temperatuurstratificatie is dominant in mei en juni. Beide scenario s lijken erg op elkaar. De scenario s met 40 cm getij en met 60 cm getij lijken ook erg op elkaar. Zoutstratificatie treedt aanzienlijk minder op dan in de scenario s met weinig getij, wat in Figuur 3.7 blijkt uit het relatief kleine (kleur)verschil tussen boven- en onderlaag. (Als op een bepaald tijdstip de verticale lijn eenzelfde kleur heeft, is er geen sprake zoutstratificatie.) Er is nog wel temperatuurstratificatie, maar de duur ervan is korter dan in de scenario s met een beperkt getij (Figuur 3.8). De temperatuurstratificatie in het voorjaar duurt nog slechts ongeveer twee weken in plaats van twee maanden. 13 van 61

24 Condities jaar 2000 Condities jaar cm getij 40 cm getij Zeespiegelstijging Huidig Figuur 3.7 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s voor het 14 van 61

25 Condities jaar 2000 Condities jaar cm getij 40 cm getij Zeespiegelstijging Huidig Figuur 3.8 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s voor het Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer Figuur 3.9 en Figuur 3.10 tonen het verloop van de saliniteit in de oppervlaktelaag voor een aantal stations in het en in het Volkerak-Zoommeer. Voor alle locaties geldt dat de saliniteit voor alle scenario s erg vergelijkbaar is. Een doorlaat in de Grevelingendam of een open verbinding met 40 cm getij of 60 cm getij resulteert niet in grote verschillen. Er is een gradiënt in de saliniteit van circa 30 ppt bij de Brouwersdam, naar 20 tot 25 ppt ter hoogte van de Grevelingendam en 15 tot 25 ppt bij de Volkeraksluizen. In het Zoommeer varieert de saliniteit eveneens tussen 15 en 25 ppt. 15 van 61

26 Figuur 3.9 Tijdserie van saliniteit (ppt) in de oppervlaktelaag op locaties GTSO-03 (Scharendijke), GTSO-13 (Dreischor) en GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer NB: De huidige situatie is als referentie getoond, maar is met een ander model berekend 16 van 61

27 Figuur 3.10 Tijdserie van saliniteit (ppt) in de oppervlaktelaag op locaties VTSO-V 4 (Volkeraksluizen), VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak, VTSO-V 16 (Krammer) en VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer Ook de jaargemiddelde saliniteit in de oppervlaktelaag laat zien dat de scenario s nauwelijks van elkaar te onderscheiden zijn (Figuur 3.11). 17 van 61

28 Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 cm getij Figuur 3.11 Jaargemiddelde saliniteit (in ppt) in de oppervlaktelaag in de scenario s voor het Kleuren van droogvallende delen (eilanden en de Slikken van Flakkee) zijn betekenisloos 18 van 61

29 Figuur 3.12 en Figuur 3.13 tonen het verloop van saliniteit en temperatuur op de locatie GTSO-13 (Dreischor) in het midden van het Grevelingen. Figuur 3.14 en Figuur 3.15 tonen de verticale profielen voor de locatie VTSO-V 9 in het midden van het Krammer-Volkerak en Figuur 3.16 en Figuur 3.17 voor de locatie VTSO-Z 32 in het Zoommeer. Merk op dat de schalen voor saliniteit verschillen voor de locaties in het en de locaties in het Volkerak-Zoommeer. De vergelijkbare figuren voor de westelijke locatie GTSO-03 en de oostelijke locatie GTSO-19 in het en voor locatie VTSO-V 4 bij de Volkeraksluizen en VTSO-V 16 in het Krammer zijn opgenomen in Bijlage A. In het treden periodes van zoutstratificatie op (Figuur 3.12). Temperatuurstratificatie treedt wel op, maar meestal is de temperatuur over de waterkolom gelijk (Figuur 3.13). Dit geeft aan dat zoutstratificatie momentaan optreedt en er op deze locatie geen langdurige afsluiting van de onderlaag optreedt. De doorstroming naar het Volkerak-Zoommeer, hetzij via een doorlaat hetzij via een open verbinding zorgt voor grotere stroomsnelheden en een betere doorstroming, waardoor stratificatie moeilijker ontstaat en/of sneller opgeheven wordt dan in de scenario s zonder verbinding met het Volkerak- Zoommeer. Op locatie VTSO-V 9 in het midden van het Volkerak-Zoommeer is de oppervlaktelaag vrijwel het gehele jaar minder zout dan de bodemlaag (Figuur 3.14). De temperatuurstratificatie is meestal afwezig, maar treedt in korte periodes op (Figuur 3.15). In het Zoommeer tenslotte is zoutstratificatie vrijwel afwezig (Figuur 3.16). De temperatuurstratificatie houdt langer aan dan in het Volkerak-Zoommeer (Figuur 3.17). 19 van 61

30 Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur 3.12 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur 3.13 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer 20 van 61

31 Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Figuur 3.14 Saliniteit (in ppt) op locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur 3.15 Temperatuur (in o C) op locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer 21 van 61

32 Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur 3.16 Saliniteit (in ppt) op locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur 3.17 Temperatuur (in o C) op locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer 22 van 61

33 3.3 Zuurstof, chlorofyl-a, nutriënten en doorzicht Tijdseries worden getoond voor: Totaal-stikstof, nitraat en ammonium alle in de oppervlaktelaag Totaal-fosfaat, ortho-fosfaat en silicium alle in de oppervlaktelaag Chlorofyl-a in de oppervlaktelaag, opgelost zuurstof in de bodemlaag en doorzicht De tijdseries voor de zuurstofconcentratie worden besproken in de volgende paragraaf 3.4. Deze paragraaf bevat de berekende tijdseries voor de locaties GTSO-13 (Dreischor), VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) en VTSO-Z 32 (Zoommeer). Tijdseries voor de locaties GTSO-03 (Scharendijke), GTSO-19 (Herkingen), VTSO-V 4 (bij Volkeraksluizen) en VTSO-V 16 (Krammer) zijn opgenomen in Bijlage A Scenario s De tijdseries op locatie GTSO-13 (Dreischor) laten zien dat het huidige scenario en het zeespiegelstijgingscenario aan de ene kant en het 40 cm getij scenario en het 60 cm getij scenario aan de andere kant erg vergelijkbaar met elkaar zijn. De totaal-stikstof- en nitraatconcentratie nemen in de winter enigszins toe als de uitwisseling met de Noordzee toeneemt (Figuur 3.18). Dit komt omdat de concentratie op de Noordzee hoger is dan in het. Door een grotere uitwisseling met de Noordzee gaat de concentratie in het meer vergelijkbaar zijn met dat op de Noordzee en dus neemt de (winter)concentratie toe. Voor totaal-fosfaat- en ortho-fosfaat is de concentratie op de Noordzee lager dan die in het. De totaal-fosfaat- en de ortho-fosfaatconcentratie nemen in de zomer toe door nalevering uit de bodem (Figuur 3.19). In de scenario s met relatief weinig uitwisseling is de verblijftijd in het meer langer, waardoor de concentratie hoger kan oplopen. Het nageleverde fosfaat wordt minder snel uitgespoeld naar de Noordzee. De chlorofylconcentratie in de zomer is in alle scenario s blijvend laag, dat wil zeggen ongeveer 5 g/l (Figuur 3.20). De voorjaarspiek en de najaarspiek zijn in de scenario s met meer uitwisseling hoger. De hogere concentratie nitraat is hiervan de oorzaak. Het is in alle scenario s stikstofgelimiteerd. Een toename van de stikstofbeschikbaarheid door grotere uitwisseling met de Noordzee vermindert de limitatie enigszins. Het effect op doorzicht is minimaal. In alle scenario s is het berekende doorzicht vergelijkbaar (Figuur 3.19). 23 van 61

34 Figuur 3.18 Totaal-stikstof-, nitraat en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s Figuur 3.19 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s 24 van 61

35 Figuur 3.20 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de scenario s Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer Als er een verbinding met het Volkerak-Zoommeer wordt aangelegd, nemen de totaalstikstof- en de nitraatconcentratie op locatie GTSO-13 (Dreischor) in het toe (Figuur 3.21). Bij een doorlaat is de uitwisseling tussen en Volkerak- Zoommeer nog enigszins beperkt, waardoor de concentratie lager is dan bij een open verbinding 3. De grotere beschikbaarheid van stikstof leidt tot een hoger chlorofylgehalte (Figuur 3.23). Het blijft overigens overwegend stikstofgelimiteerd. De fosfaatconcentratie is laag en limiterend in het voorjaar (Figuur 3.22). Door nalevering uit de bodem neemt de concentratie in de zomermaanden toe. Ten opzichte van de huidige situatie blijft de concentratie lager door uitspoeling naar de Noordzee en door een hogere opname door algen. Het doorzicht in het neemt iets af in alle scenario s ten opzichte van de huidige situatie (Figuur 3.23). De grotere bijdrage van humuszuren die vooral in zoetwater aanwezig zijn, is hiervoor de voornaamste oorzaak. Tekst wordt vervolgd op bladzijde Geconstateerd is dat hoewel de saliniteit niet veel verandert (bijvoorbeeld Figuur 3.9), er wel een verandering in stikstof optreedt (Figuur 3.21). In veel wateren is er in de wintermaanden een lineaire relatie tussen saliniteit en totaal-stikstof. Mogelijk is het zoetwater afkomstig van verschillende bronnen met verschillende stikstofconcentraties, waardoor bij dezelfde saliniteit toch een andere totaal-stikstofconcentratie optreedt. Dit is niet nader uitgezocht. 25 van 61

36 Figuur 3.21 Totaal-stikstof-, nitraat- en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s Figuur 3.22 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 26 van 61

37 Figuur 3.23 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie GTSO-13 (Dreischor) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s Figuur 3.24 Totaal-stikstof-, nitraat- en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 27 van 61

38 Figuur 3.25 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s Figuur 3.26 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie VTSO-V 9 (midden Krammer-Volkerak) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 28 van 61

39 Figuur 3.27 Totaal-stikstof-, nitraat- en ammoniumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s Figuur 3.28 Totaal-fosfaat-, ortho-fosfaat en siliciumconcentratie bij het oppervlak voor locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 29 van 61

40 Figuur 3.29 Chlorofyl-a bij het oppervlak, zuurstofconcentratie bij de bodem en doorzicht voor locatie VTSO-Z 32 (Zoommeer) in de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s Voor zowel locatie VTSO-V 9 in het Krammer-Volkerak als locatie VTSO-Z 32 in het Zoommeer zijn het open 40 cm getij scenario en het open 60 cm getij scenario zeer vergelijkbaar. Bij een doorlaat in de Grevelingendam zijn de nutriëntenconcentraties wat hoger dan bij de scenario s met een open verbinding. Door een open verbinding vindt er meer uitwisseling met het plaats, waardoor de nutriëntenconcentratie op het Volkerak-Zoommeer wat lager en op het wat hoger is. In tegenstelling tot het is het Volkerak-Zoommeer vooral fosfaatgelimiteerd. 3.4 Zuurstofconcentratie Scenario s De zuurstofconcentratie nabij de bodem op locatie GTSO-13 (Dreischor) wordt getoond in Figuur Het huidige scenario en het zeespiegelstijging scenario verschillen nauwelijks van elkaar. In de zomer treden zuurstofarme perioden op, hoewel mengmomenten ook met enige regelmaat zorgen voor een tijdelijke toename van de zuurstofconcentratie. In het 40 cm getij scenario en het 60 cm getij scenario op locatie GTSO-13 (Dreischor) neemt de zuurstofconcentratie in de zomer veel minder af. De concentratie daalt nauwelijks onder de 4 mg/l. Hoewel de zuurstofconcentratie bij 60 cm getij iets hoger is dan bij 40 cm getij, is ook met 40 cm getij het grootste deel van de zuurstofarme periode verdwenen. Figuur 3.30 toont ruimtelijk waar de zuurstofconcentratie langer dan 7 dagen aaneengesloten minder dan 3 mg/l is geweest. In het huidige scenario en in het zeespiegelstijging scenario 30 van 61

41 komen aaneengesloten zuurstofarme periodes in een groot deel van de geul voor. Bij 40 cm getij en bij 60 cm getij blijven alleen de diepe putten bij de huidige, zuidelijke Brouwerssluis zuurstofarm. Het areaal met zuurstofarme condities neemt af van circa 1000 ha (jaar 2000) en circa 1300 ha (jaar 2008) tot circa 350 ha (jaar 2000) en circa 500 ha (jaar 2008). Van 40 cm getij naar 60 cm getij is de verdere afname in zuurstofarm areaal beperkt. Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Huidig >7 dagen: 950 ha >7 dagen: 1320 ha Zeespiegelstijging >7 dagen: 1000 ha >7 dagen: 1330 ha 31 van 61

42 40 cm getij >7 dagen: 340 ha >7 dagen: 520 ha 60 cm getij > 7 dagen: 320 ha > 7 dagen: 450 ha Figuur 3.30 Periode (in aaneengesloten dagen) waarop de zuurstofconcentratie minder dan 3 mg/l is in de scenario s voor het het cumulatieve areaal (in ha) is eveneens gegeven. Op witte locaties treden geen lage zuurstofconcentraties op Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer De zuurstofconcentratie nabij de bodem in locatie GTSO-13 (Dreischor) komt nauwelijks onder de 4 mg/l (Figuur 3.23). Met 60 cm getij en een open verbinding is de zuurstofconcentratie iets hoger dan bij 40 cm getij en een open verbinding en bij een doorlaat. De verschillen zijn echter klein. Op locatie VTSO-V 9 in het Krammer-Volkerak is het verloop van de zuurstofconcentratie bij de bodem vergelijkbaar voor alle scenario s. Figuur 3.26 laat zien dat de zuurstofconcentratie gedurende relatief korte periodes onder de 4 mg/l kan zakken. Op locatie VTSO-Z 32 in het Zoommeer komen met regelmaat zuurstofloze periodes voor in alle scenario s (Figuur 3.29). Er zijn ook regelmatig momenten waarop de concentratie door menging weer toeneemt. 32 van 61

43 Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur 3.31 Periode (in aaneengesloten dagen) waarop de zuurstofconcentratie minder dan 3 mg/l is in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer De kleur van de eilanden is betekenisloos 33 van 61

44 Figuur 3.31 toont ruimtelijk waar de zuurstofconcentratie langer dan 7 dagen aaneengesloten minder dan 3 mg/l is geweest. Arealen zijn niet berekend. In het worden nauwelijks langdurige zuurstofarme condities berekend. In het Volkerak-Zoommeer komt dit op twee plaatsen wel voor. Bij de Volkeraksluizen is vrijwel permanent zoutstratificatie aanwezig door de instroom van zoetwater uit het Hollandsch Diep en van de Dintel en de Vliet. Hoewel de onderlaag ververst wordt vanuit de Grevelingen, is ook in Deltares (2009) gebleken dat de reistijd vanaf de Grevelingendam lang genoeg is om onderweg zuurstof uit te putten. In het Zoommeer is niet de zoutstratificatie, maar de temperatuurstratificatie de oorzaak van zuurstofarme periodes. 34 van 61

45 3.5 Samenvattend De tabellen en figuren in deze paragraaf vatten de resultaten samen in de vorm van gemiddelden (jaar, zomer of winter). Tabel 3.1 Karakteristieken (berekend) van het voor scenario s in het ; Gemiddelden zijn genomen over het hele meer Huidig Zeespiegelstijging 40 cm getij 60 cm getj Chloride (g/l) Jaargemiddelde concentratie Total N (mg-n/l) Wintergemiddelde concentratie Total P (mg-p/l) Wintergemiddelde concentratie Chlorofyl-a (µg/l) Jaargemiddelde concentratie Zomergemiddelde concentratie Primaire Productie (g-c/m 2 /yr) Som per jaar Zuurstof < Areaal 5 mg/l met minimaal 7 dagen aaneengesloten 1660met lage 2080 zuurstofconcentratie 1890 in de waterkolom 2080 circa 6701m boven 1130 de bodem (ha) < 4 mg/l < 3 mg/l < 2 mg/l < 1 mg/l Doorzicht (m) Jaargemiddeld Winter = december, januari en februari; Zomer = april tot en met september Tabel 3.2 Karakteristieken (berekend) van het voor scenario s in het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer; Gemiddelden zijn genomen over het hele meer Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Chloride (g/l) Jaargemiddelde concentratie Total N (mg-n/l) Wintergemiddelde concentratie Total P (mg-p/l) Wintergemiddelde concentratie Chlorofyl-a (µg/l) Jaargemiddelde concentratie Zomergemiddelde concentratie Primaire Productie (g-c/m 2 /yr) Som per jaar Doorzicht (m) van 61

46 Chloride (g/l) Huidig Zeespiegelstijging 40 cm getij cm getij Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Totaal-N winter (mg-n/l) Huidig Zeespiegelstijging 40 cm getij cm getij Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Totaal-P winter (mg-p/l) Huidig Zeespiegelstijging 40 cm getij cm getij Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Chlorofyl zomer (ug/l) Huidig Zeespiegelstijging 40 cm getij cm getij Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Prim. productie gc/m2/j) Huidig Zeespiegelstijging 40 cm getij cm getij Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Doorzicht (m) Huidig Zeespiegelstijging 40 cm getij cm getij Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Zuurstof < 3 mg/l (ha) Huidig Zeespiegelstijging 40 cm getij 60 cm getij Figuur 3.32 Staafdiagram karakteristieken van het voor verschillende scenario s Scenario s voor het en voor het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer zijn samen geplot, maar zijn met verschillende modellen berekend. Arealen met zuurstofconcentratie < 3 mg/l zijn niet beschikbaar voor de Grevelingen-Volkerak-Zoommeer scenario s 36 van 61

47 Tabel 3.3 Karakteristieken (berekend) van het Volkerak-Zoommeer voor scenario s in het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer; Gemiddelden zijn genomen over het hele meer Chloride (g/l) Jaargemiddelde concentratie Total N (mg-n/l) Wintergemiddelde concentratie Total P (mg-p/l) Wintergemiddelde concentratie Chlorofyl-a (µg/l) Jaargemiddelde concentratie Zomergemiddelde concentratie Primaire Productie (g-c/m 2 /yr) Som per jaar Doorzicht (m) Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Chloride (g/l) Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Totaal-N winter (mg-n/l) Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Totaal-P winter (mg-p/l) Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Chlorofyl zomer (ug/l) Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Prim. productie (gc/m2/j) Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Doorzicht (m) Doorlaat 50/30 cm getij Open 40 cm getij Open 60 cm getij Figuur 3.33 Staafdiagram karakteristieken van het Volkerak-Zoommeer voor scenario s in het Grevelingen- Volkerak-Zoommeer 37 van 61

48

49 4 Samenvattende conclusies De conclusies van deze studie komen overeen met die van de eerdere studie (Deltares, 2008). Voor een samenvatting van de inzichten rond het functioneren van het en het Grevelingen-Volkerak-Zoommeer wordt verwezen naar Deltares (2008). 1 Herintroductie van 40 cm getij is afdoende om de zuurstofproblemen in de waterkolom in grote delen van het op te lossen. Een verdere verhoging van de getijslag tot 60 cm levert nauwelijks extra verbetering. 2 Bij een doorlaatmiddel in het noordelijk deel van de Brouwersdam blijven de diepe putten (onder andere Scharendijke) bij de huidige Brouwerssluis in het zuidelijk deel van de Brouwersdam gevoelig voor zuurstofarme condities. Deze putten zijn diep en liggen in relatieve luwte voor doorstroming via het nieuwe doorlaatmiddel. Het aantal hectares dat zo toch gevoelig is voor zuurstofarme condities is 300 tot 500 ha (3% tot 5% van het totaal wateroppervlak). 3 Een grotere uitwisseling met de Noordzee heeft hogere totaal-stikstof- en nitraatconcentraties tot gevolg. Dit leidt weer tot een toename van de primaire productie. Omdat de stratificatie is afgenomen, leidt dit echter niet tot problemen met zuurstofarme condities in de waterkolom. De totaal-fosfaat- en ortho-fosfaatconcentratie nemen af door toenemende uitspoeling naar de Noordzee. Grevelingen-Volkerak-Zoommeer 4 Voor het maakt het voor de waterkwaliteit relatief weinig uit of de verbinding met het Volkerak-Zoommeer via een doorlaatmiddel of via een open verbinding tot stand wordt gebracht. In alle gevallen treden naar verwachting geen problemen met zuurstofarme condities in de waterkolom op. 5 Via de verbinding neemt vooral in het oostelijk deel van het het zoutgehalte af, de stikstofconcentratie toe en daardoor het chlorofylgehalte toe. Ook zal de stroomsnelheid toenemen. In hoeverre dit de lokale ecologische condities en benthische habitats beïnvloedt, is niet onderzocht. 6 Bij een volledig open verbinding (4500 m 2 doorstroomoppervlak) treedt er getijopslingering op, waardoor de getijslag en het intergetijdenareaal in het afnemen en in het Volkerak-Zoommeer toenemen. 7 De introductie van zout water in het Volkerak-Zoommeer leidt tot stratificatie, waardoor in alle onderzochte scenario s zuurstofarme condities bij de bodem optreden in het oosten van het Krammer-Volkerak bij de Volkeraksluizen en in het Zoommeer. Bij een grotere getijslag neemt het aantal hectares met lage zuurstofconcentraties bij de bodem af. Deze situatie doet zich overigens ook voor bij een verbinding met de Oosterschelde via de Philipsdam zoals in de m.e.r. Waterkwaliteit is onderzocht. 8 Bij een doorlaatmiddel is de stikstof- en fosfaatconcentratie in het Volkerak-Zoommeer iets hoger dan bij een open verbinding. Het chlorofylgehalte is iets lager. 39 van 61

50

51 5 Literatuur Deltares, 2008: Verkenning oplossingsrichtingen voor een betere waterkwaliteit en ecologische toestand van het ; verkenning Grevelingen, water en getij; Arno Nolte, Tineke Troost, Gerben de Boer, Claudette Spiteri en Bregje van Wesenbeeck; Rapport Z4576 in opdracht van Rijkswaterstaat Waterdienst. Deltares, 2009: Verkenning van de waterkwaliteit en ecologische toestand bij een open verbinding tussen het en een (zout) Volkerak-Zoommeer; A.J. Nolte en C. Spiteri; Rapport Z4576 in opdracht van Rijkswaterstaat Waterdienst Deltares, 2010: 3D model van het voor hydrodynamica, waterkwaliteit en primaire productie Kalibratie- en validatiedocument; C. Spiteri en A.J. Nolte; Rapport in opdracht van Natuur- en Recreatieschap de Grevelingen; December HKV, 2010: Optimalisatie afmetingen doorlaatmiddel Brouwersdam en Grevelingendam, memo PR van P. Termes, 7 juni van 61

52

53 A Extra figuren A.1 Saliniteit, temperatuur en stratificatie A.1.1 Scenario s Condities jaar 2000 Condities jaar cm getij 40 cm getij Zeespiegelstijging Huidig Figuur A.1 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s voor het A-1

54 Condities jaar 2000 Condities jaar cm getij 40 cm getij Zeespiegelstijging Huidig Figuur A.2 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s voor het Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Zeespiegelstijging Huidig A-2

55 60 cm getij 40 cm getij Figuur A.3 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het Condities jaar 2000 Condities jaar cm getij 40 cm getij Zeespiegelstijging Huidig Figuur A.4 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het A-3

56 A.1.2 Scenario s Grevelingen-Volkerak-Zoommeer Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur A.5 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur A.6 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-03 (Scharendijke) in de scenario s voor het Grevelingen- Volkerak-Zoommeer A-4

57 Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur A.7 Saliniteit (in ppt) op locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur A.8 Temperatuur (in o C) op locatie GTSO-19 (Herkingen) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer A-5

58 Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur A.9 Saliniteit (in ppt) op locatie VTSO-V 4 (Volkeraksluzien) in de scenario s voor het Grevelingen-Volkerak- Zoommeer Condities jaar 2000 Condities jaar 2008 Open 60 cm getij Open 40 cm getij Doorlaat 50/30 getij Figuur A.10 Temperatuur (in o C) op locatie VTSO-V 4 (Volkeraksluizen) in de scenario s voor het Grevelingen- Volkerak-Zoommeer A-6