De belangrijkste mijlpalen in het beheer van de zandwinning op zee

De belangrijkste mijlpalen in het beheer van de zandwinning op zee Koen Degrendele FOD Economie, K.M.O., Middenstand en Energie Dienst Continentaal Plat Simon Bolivarlaan 30, B-1000 Brussel e-mail: koen.degrendele@economie.fgov.be Abstract De zandwinning op zee is geen recente economische activiteit. Al gedurende enkele decennia wordt zand en in mindere mate grind ontgonnen op de zeebodem. De uitzonderlijke locatie en omstandigheden en de technische vereisten bezorgen deze economisch steeds belangrijkere sector een specifiek karakter. De ontwikkeling van een aangepaste wetgeving en administratie, de opbouw van de nodige kennis en de voortdurende verbetering van het controlesysteem, vertonen een aantal cruciale momenten. Het is de opeenvolging van die mijlpalen die leidde tot het huidige duurzaam beheer, dat de vergelijking met andere (mariene) sectoren kan doorstaan. Om dit beheer verder te optimaliseren, zijn ook in de nabije toekomst al belangrijke innovaties gepland. L extraction de sable marin n est pas une activité récente. Depuis quelques décennies déjà le sable et en moindre quantité le gravier sont extraits du fond marin. Le cadre exceptionnel et les exigences techniques constituent le caractère spécifique de ce secteur économique qui gagne en importance. Le développement d une législation et d une administration adaptée, l évolution des connaissances et l amélioration continuelle du système de contrôle montrent quelques phases cruciales. La succession de ces phases aboutit à la gestion durable actuelle, qui peut être comparée avec d autres secteurs entre autre dans le domaine marin. Afin d améliorer cette gestion durable, des innovations importantes sont planifiées dans un futur proche. Inleiding Het beheer van de zand- en grindwinning berust op een viertal peilers: 1. Een eenvoudige en transparante administratie; 2. De ontwikkeling en actualisering van een specifieke regelgeving; 3. Een grondige en uitgebreide kennis van de te beheren grondstoffen, m.a.w. de aanwezige zand- en grindvoorraden; 4. Een continue en correcte controle op de ontginningen en op de toepassing van de regels. Deze vier peilers maken samen een efficiënt beheer van de ontginningen mogelijk. Op elk van deze vlakken zijn een aantal ontwikkelingen cruciaal geweest om tot het huidige duurzame beheer te komen. 1

Administratie Het administratieve beheer van de zandontginningen is een toonbeeld van continuïteit in de steeds veranderende organisatie van de overheidsdiensten in ons land. De organisatie en administratie gebeurt nog steeds door de Afdeling Kwaliteit en Veiligheid van de FOD Economie, voorheen het Ministerie van Economische Zaken: eerst onder de noemer van de dienst Mijnwezen en later, na het sluiten van de laatste mijnen en dus ook van de gelijknamige dienst, door de dienst Continentaal Plat. Het beheer van de bestaande concessies en alle nieuwe concessieaanvragen werden en worden door de ambtenaren van deze diensten uitgevoerd. Ook het systeem van vergoedingen wordt door hen beheerd. De inkomsten werden in de periode 1977-1979 verdeeld onder het toenmalige Mijnwezen en de dienst Zeevisserij (nu het ILVO: Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek). Vanaf 1979 ontvangt ook de BMM (Beheerseenheid voor het Mathematisch Model van de Noordzee) een deel van de inkomsten. De verdeelsleutel en de vergoedingen werden in die dertig jaar regelmatig aangepast. Het continue en stabiele karakter van de exploitatie zorgt voor een belangrijke en stabiele bron van inkomsten voor de drie betrokken overheidsdiensten. In de periode 1994-2007 ontving de FOD Economie 4.5 miljoen euro van de vergoedingen, de BMM en ILVO elk 3 miljoen. Het belang van deze inkomsten voor de werking van deze 3 instellingen mag dus niet onderschat worden. Inkomsten uit exploitatie 1800 1600 ECON ILVO BMM 1400 1200 10 3 euro 1000 800 600 400 200 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Figuur 1: Vergoedingen sinds 1994 (totale bedragen) De administratie houdt verder alle gegevens, verstrekt door de exploitanten aangaande de ontgonnen hoeveelheden en locaties, bij. De verwerking van deze data maakt het mogelijk om een globaal beeld te krijgen van de ontgonnen hoeveelheden en van de economische impact van de sector. 2

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 N.V. Charles Kesteleyn N.V. Insagra N.V. Cambel Agregats N.V. Readymix N.V. Dranaco N.V. Satic N.V. Zeemineralen N.V. Firma Germain D'Hoore N.V. Decloedt Alzagri N.V. N.V. N.H.M. - N.V. C.E.I. N.V. Ghent Dredging N.V. Belmagri N.V. Hanson De Hoop Handel B.V. DBM Vlaamse Overheid Afdeling Kust. Vlaamse Overheid Afdeling Maritieme Toegang (controle)zone 2 controlezone 3 (controle)zones 1 en 2 controlezones 1, 2 en 3 Figuur 2: Overzicht van de vergunningen sinds 1992 4.50 * offshore werken / travaux offshore 4.00 * 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Volume (in miljoenen m³) Volume (en millions de m³) * * Produktiejaar / Année de production Figuur 3: Ontgonnen zandvolumes per productiejaar 3

Regelgeving De ontginningen op zee werden na de Tweede Wereldoorlog belangrijk genoeg om het opstellen van een specifieke wet- en regelgeving te verantwoorden. Dit leidde tot de eerste wet in 1969 waarin de ontginningen vermeld worden: WET INZAKE HET CONTINENTAAL PLAT VAN BELGIE (in 1999 herbenoemd tot Wet van 13 juni 1969 inzake de exploratie en de exploitatie van niet-levende rijkdommen van de territoriale zee en het continentaal plat ). Sindsdien werd een groot aantal deelaspecten van de reglementering vastgelegd in meerdere wetten en koninklijke besluiten. Ook hier vinden we een aantal belangrijke mijlpalen doorheen de jaren: 1. Het vastleggen van de procedure voor een concessieaanvraag in 1974; 2. De eerste definiëring van de wingebieden in 1977; Figuur 4: Afbakening van de eerste wingebieden 3. De oprichting van het Fonds voor Zandwinning in 1990 en het vastleggen van de vergoedingen in 1993; 4

4. De oprichting van een raadgevende commissie en het vastleggen van een driejaarlijkse studiedag in 1999. We zijn ondertussen al aan de vierde editie toe; 5. Het moderniseren van de procedure, het invoeren van de milieueffectenrapportering en de herdefiniëring van de ontginningszones sinds 2004. Figuur 5: Limieten van de huidige exploratie- en exploitatiezones Wetenschappelijke kennis Het Belgisch Continentaal Plat behoort tot de best gekende onderzeese gebieden ter wereld, zowel door de beperkte omvang en ligging als door zijn economisch belang. De verwerving van noodzakelijke wetenschappelijke kennis m.b.t. zandwinning is, in tegenstelling tot de administratie en de regelgeving, niet hoofdzakelijk beperkt tot de FOD Economie. De huidige kennis van de aanwezige grondstoffen en de impact van de ontginning ervan kwam tot stand dankzij een opeenvolging van 5

projecten vanuit het Mijnwezen en de dienst Continentaal Plat én dankzij het continu onderzoek uitgevoerd door de BMM en het ILVO. Het onderzoek, gerelateerd aan de exploitatie van sedimenten, werd steeds in belangrijke mate gefinancierd door de vergoedingen van de exploitanten: enerzijds door de bijdragen aan de onderzoeksinstellingen BMM en ILVO, anderzijds door specifieke projecten uitgaande van de administratie bij de FOD Economie. Van 1980 tot 1997 droegen de opeenvolgende projecten van de Universiteit Gent (Kwintebank, Westbank I tot III en Gootebank) bij tot de basiskennis over de geologie en de geomorfologie van de extractiezones en de impact van de ontginningen op de zandbanken. Na de aanwerving van een aantal wetenschappers in 1998 startte de dienst Continentaal Plat met een eigen onderzoek met zowel een biologische, scheikundige als geologische inslag. Vanaf 2003 blijft enkel het geologische en geomorfologische deel verder lopen en werkt de dienst mee aan aan projecten die gefinancierd worden door de Federale of Europese Overheid zoals SPEEK, EUMARSAND en MAREBASSE. De publicaties in het kader van SPEEK en EUMARSAND vormen een belangrijke referentie voor de wetenschappelijke studie van de impact van de ontginningen op zowel biologisch als geologisch vlak. Daarnaast initieerde de dienst Continentaal Plat de projecten Resource3D en het recente G2LAT. Controle en impact De controle op de ontginningen gebeurt sinds de start van de ontginningen door de ambtenaren van de betrokken dienst binnen de FOD Economie: enerzijds door de controle van de registers die aan boord van de ontginningsvaartuigen bijgehouden worden en anderzijds door een systeem van black boxen aan boord van diezelfde schepen. Dit systeem van black boxen werd geïntroduceerd in 1996 en levert sinds 2002 een compleet en correct overzicht van de ontginningsactiviteiten. Voor de controle van de ontginningsvaartuigen is dit een belangrijke mijlpaal. VÓÓr 1980 werd de impact van de ontginningen vastgesteld op basis van stabiliteitskaarten. Deze methode, ontworpen door ir. Van Cauwenberghe, toonde reeds de globale stabiliteit van de zandbanken aan. Vanaf 1980 werd door prof. De Moor een methode op punt gesteld die een meer gedetailleerde meting van de impact mogelijk maakt. Door sequentiële bathymetrische opnames langs referentielijnen dwars op de zandbanken kan de evolutie ervan in detail bestudeerd worden. Na de eerste metingen op o.a. mijnenvegers en baggervaartuigen zorgde de introductie van het onderzoeksschip Belgica in 1984 voor een belangrijke innovatie, zowel op het vlak van navigatie als infrastructuur. Vanaf 1992 is de volledige verwerking van de data digitaal, wat opnieuw een sprong vooruit betekent qua nauwkeurigheid. 6

Figuur 6: Het oceanografisch onderzoeksschip Belgica De aankoop van een EM1002 multibeam echosounder door de dienst Continentaal Plat in 1999 is een nieuwe mijlpaal. Dit toestel laat toe om gebieden af te bakenen die regelmatig (meermaals per jaar) gekarteerd worden. De resulterende terreinmodellen maken een nauwkeurige opvolging van de meest ontgonnen zones mogelijk. Dit leidde in 2003 tot een belangrijke primeur: op basis van de opeenvolgende modellen van het centrale deel van de Kwintebank werd het bestaan van een depressie vastgesteld en werd dit gebied gesloten voor verdere ontginning. De vergelijking met de bathymetrische profielen van vóór 1999 speelt hierbij zo n belangrijke rol, dat vanaf 2006 de opnames langs de referentielijnen worden hernomen met de multibeam. De installatie van een EM3002D multibeam echosounder aan boord van de Belgica afgelopen zomer zorgt opnieuw voor een belangrijke vooruitgang: de hogere frequentie leidt tot een hogere resolutie en de hogere opnamesnelheid maakt de kartering van meer gebieden mogelijk. Conclusie Sinds de start van de zand- en grindontginning op het Belgisch Continentaal Plat in 1976 zijn er een aantal belangrijke mijlpalen geweest. Niet alleen op het gebied van de administratie en de regelgeving waarin er gestreefd werd naar eenvoud en transparantie, maar ook op het gebied van de 7

controle(technieken) en de wetenschappelijke kennis aangaande de impact van de zandontginning. Met vereenvoudigde juridische procedures in de pijplijn en de installatie van de nieuwe multibeam aan boord van de Belgica waarborgt de dienst Continentaal Plat ook in de toekomst een innoverend beleid. Dankwoord Onze dank gaat uit naar alle personen en instellingen die de evolutie naar een duurzaam beheer van onze sector mogelijk gemaakt hebben en die van ver of van dichtbij meegewerkt hebben aan de totstandkoming van dit artikel. Speciale dank gaat uit naar professor De Moor. 8

De impact van aggregaatextractie op de kustveiligheid bij storm Ir. Toon Verwaest Waterbouwkundig Laboratorium Berchemlei 115, 2140 Borgerhout e-mail: toon.verwaest@mow.vlaanderen.be Abstract Aggregaatextractie op het BNZ (Belgisch deel van de Noordzee) vindt plaats enerzijds in de vergunde zones voor exploitatie van de minerale en andere niet-levende rijkdommen, en anderzijds in de vaargeulen naar de kusthavens en het Westerschelde-estuarium. Deze extractie betekent niet enkel een bodemverlaging ter plaatse, maar deze extractie induceert ook morfologische veranderingen in een ruime omgeving. In deze bijdrage wordt de impact op de kustveiligheid begroot door middel van vergelijkende golfvoortplantingsberekeningen. Bodemverlagingen resulteren immers in een toename van de golfhoogte bij storm langs de kustlijn, en daarmee in een afname van de kustveiligheid bij storm. L extraction des agrégats dans la partie belge de la mer du Nord (en abrégé la MNB) a lieu d une part aux zones autorisées d exploitation des ressources minérales et autres ressources non vivantes, et d autre part aux chenaux vers les ports côtiers et l estuaire de l Escaut. Cette extraction ne signifie pas uniquement sur place un rabaissement de sol, mais cette extraction induit aussi des changements morphologiques dans un entourage large. Dans cette contribution, l impact sur la sécurité de côte lors de la tempête est quantifié moyennant les calculs comparatifs de propagation des vagues. En effet, des rabaissements de sol aboutissent à une progression de hauteur des vagues le long de la côte, et par conséquence à une diminution de la sécurité de côte lors de la tempête. Inleiding Door de winning van zand en grind wordt de bodem ter plaatse van de extractie verlaagd. Dit heeft als gevolg dat stormgolven die er passeren plaatselijk minder energie verliezen, wat betekent dat de golfimpact op de zeewering verhoogd wordt. Dit is een direct gevolg van aggregaatextractie op de kustveiligheid bij storm. In deze bijdrage wordt deze impact gekwantificeerd en geïllustreerd aan de hand van een aantal scenario s van zandwinning op de Kwintebank. Naast de directe impact van een verhoogde golfimpact bij storm is er een veel moeilijker te kwantificeren indirect effect op de kustveiligheid namelijk de kusterosie. Ten gevolge van aggregaatextractie worden stromingen, golven en zandtransportpaden in de omgeving van de winplaats gewijzigd, zodat er morfologische veranderingen optreden. Als de uitgestrektheid van deze morfologische veranderingen reiken tot aan de kustzone dan is er kusterosie. Voor de meeste zones langs de zeer intensief bebouwde Belgische kust leidt kusterosie tot een problematiek van verlaging van de kustveiligheid bij storm. Aggregaatextractie op het BNZ Op het BNZ (Belgisch deel van de Noordzee) kunnen er twee juridisch verschillend types aggregaatextractie onderscheiden worden. 9

Ten eerste zijn er de vergunde zones voor het winnen van mariene aggregaten in toepassing van de federale wetgeving inzake de exploratie en de exploitatie van de minerale en andere niet-levende rijkdommen op het BNZ. Deze winning betreft ca. 2 miljoen m 3 zand per jaar dat gewonnen wordt in de vergunde zones. Alle vergunde zones zijn gesitueerd zeewaarts van de -15 m dieptelijn, op meer dan 15 km afstand van de kustlijn (Figuur 1). Figuur 1. Vergunde zones voor exploratie en de exploitatie van de niet-levende rijkdommen op het BNZ (bron : MIRA, 2006) Ten tweede is er het beneficial use door de Vlaamse overheid van sediment dat gebaggerd wordt in de vaargeulen in de kustzone. Zo is er de afgelopen jaren zand uit de vaargeulen herbruikt voor suppletie van de stranden en de vooroevers en voor ophogingswerken in de haven van Zeebrugge. Herbruik van slib is vooralsnog niet gerealiseerd. De omvang van het herbruik is sterk wisselend jaar per jaar, vooral afhankelijk van de uitvoering van verdiepingsbaggerwerken van de vaargeulen. Qua orde van grootte is deze extractie vandaag de dag in omvang vergelijkbaar met de hoeveelheden die gewonnen worden in de vergunde zones voor het winnen van mariene aggregaten. Deze extractie in de vaargeulen is relatief dicht bij de kust gesitueerd (Figuur 2). 10

Figuur 2. Baggerplaatsen en stortplaatsen op het BNZ (bron : MIRA, 2006) Direct effect van aggregaatextractie op de golfimpact op de zeewering bij storm Als maatgevende conditie voor het beoordelen van de kustveiligheid wordt de 1000-jarige storm uit NNW beschouwd. Dit is een superstorm met golven en wind uit NNW die een kans van overschrijden heeft van 1 keer om de 1000 jaar. De karakteristieken van deze storm die in deze bijdrage gehanteerd worden, zijn gegeven in Tabel 1. De opgegeven golfcondities zijn diep water condities. Richting golven en wind Waterstand Golfhoogte (H s ) Golfperiode (T p ) Windsnelheid NNW : 337,5 6,67 m TAW 6,17 m 11,3 s 30,8 m/s Tabel 1. Karakteristieken van de 1000-jarige storm uit NNW (bron : Verwaest en Verelst, 2006) 11

De 1000-jarige golfcondities op diep water worden door middel van golfvoortplantingsberekeningen vertaald naar golfcondities ter hoogte van de kustlijn (in concreto, ter hoogte van de 5 m dieptelijn). Zo wordt de golfimpact op de zeewering bepaald. De golfmodellering gebeurt met het SWAN-model van de kustzone van het Waterbouwkundig Laboratorium (zie Figuur 3). Dit is opgebouwd in samenwerking met de KULeuven (De Mulder en Monbaliu, 2004) in de state of the art, free software SWAN (Simulating WAves Nearshore) waarvan de ontwikkeling gecoördineerd wordt door de TUDelft (voor meer informatie, zie http://www.fluidmechanics.tudelft.nl/swan/index.htm). Dit golfmodel wordt aangedreven door meetgegevens van golven en wind afkomstig van het meetnet Vlaamse Banken van de Vlaamse Hydrografie (afdeling Kust van MDK). Figuur 3. Het SWAN model van de kustzone en de meetlocaties van golven en wind op het BNZ (bron : Waterbouwkundig Laboratorium en Vlaamse Hydrografie) Het effect op de kustveiligheid van gewijzigde golfcondities ter hoogte van de kustlijn kan desgevallend verder worden gekwantificeerd door het uitvoeren van faalgedragmodelleringen van de zeewering, en aansluitend overstromingsrisicoberekeningen van schade en slachtoffers in de kustvlakte. Dergelijke methodiek wordt momenteel toegepast in het kader van de studie van het Geïntegreerd Kustveiligheidsplan (GKVP, in opdracht van de afdeling Kust) maar dit valt buiten het bestek van deze bijdrage. Indicatief kan gesteld worden dat voor 1 % grotere golfhoogtes langs de kustlijn de overstromingsrisico s met 2 % stijgen en dus de kustveiligheid met 2 % daalt (de golfenergieflux is evenredig met het kwadraat van de golfhoogte). De mate waarin de golfhoogte langs de kustlijn beïnvloed wordt door verschillende scenario s van extractie ter plaatse van de Kwintebank is onderzocht door het Waterbouwkundig Laboratorium 12

(Verwaest en Verelst, 2006). Er werden in deze studie drie scenario s van verdere extractie van de Kwintebank vergeleken ten opzichte van de referentiesituatie anno 2003 (het jaar dat de omgeving van de centrale depressie gesloten werd voor ontginning). De scenario s verschillen van elkaar in omvang en uitgestrektheid (Tabel 2). Dezelfde scenario s werden ook op vele andere aspecten vergeleken in het kader van het project Marebasse (Van Lancker, 2006). Scenario uitgestrekt en omvangrijk ( -15 m MSL ) uitgestrekt en beperkt in omvang ( -10,8 % ) beperkt in uitgestrektheid en in omvang ( geul ) Omvang van de Uitgestrektheid van de Gemiddelde verdieping extractie extractie van de extractie 59,5 miljoen m 3 31 km 2 1,9 m 6,4 miljoen m 3 44 km 2 0,15 m 6,5 miljoen m 3 4,3 km 2 1,5 m Tabel 2. Scenario s van verdere extractie van de Kwintebank (bron : Verwaest en Verelst, 2006) Voor alle scenario s blijkt uit de resultaten van de golfvoortplantingsberekeningen dat de 1000-jarige golfhoogte ter hoogte van de -5 m dieptelijn langs de kust ongeveer 5 m bedraagt. De scenario's van bodemverlaging geven aanleiding tot een toename van de 1000-jarige golfhoogte langs de kustlijn van slechts enkele centimeters (Figuur 4). De procentuele toename op elke locatie is minder dan 1 % voor elk scenario (Tabel 3). Figuur 4. Impact scenario s van bodemverlagingen van de Kwintebank op de 1000-jarige golfhoogte nabij de kust (bron : Verwaest en Verelst, 2006) 13

Scenario Maximale toename van de 1000- jarige golfhoogte nabij de kust uitgestrekt en omvangrijk ( -15 m MSL ) uitgestrekt en beperkt in omvang ( -10,8 % ) beperkt in uitgestrektheid en in omvang ( geul ) Maximale toename van de 1000- jarige golfhoogte nabij de kust, relatief t.o.v. de 1000-jarige golfhoogte 5 m 0,02 m 0,4 % 0,005 m 0,1 % 0,015 m 0,3 % Tabel 3. Toename van de 1000-jarige golfhoogte nabij de kust voor scenario s van verdere extractie van de Kwintebank (bron : Verwaest en Verelst, 2006) De procentuele toename van de 1000-jarige golfhoogte langs de kustlijn ten gevolge van de scenario's van bodemverlagingen ter plaatse van de Kwintebank (minder dan 1 %, zie Tabel 3 hiervoor) is klein ten opzichte van de relatieve onzekerheid op de 1000-jarige golfhoogte langs de kustlijn (die bedraagt ± 10 %). Een verhoging van (maximaal) 0,4 % op de 1000-jarige golfhoogte langs de kustlijn resulteert in een verhoging van de doorbraakkans van de zeewering van orde van grootte 1 %. Vergeleken met de onzekerheid op de doorbraakkans van de zeewering bij een superstorm die orde van grootte een factor 10 bedraagt is dit héél klein. Al is de impact klein, de uitgestrektheid van het gebied langs de kust waar de 1000-jarige golfhoogte door de scenario's van bodemverlaging beïnvloedt wordt is relatief groot. Een waarneembaar effect op de 1000-jarige golfhoogte wordt gevonden in een zone met een lengte van enkele 10-tallen kilometers, tussen de Franse grens en Oostende (zie de Figuur 4 hiervoor). Geconcludeerd kan worden dat scenario's van bodemverlagingen ter plaatse van de Kwintebank die jaren tot decaden vooruit blikken, resulteren in zeer beperkte toenames van de 1000-jarige golfhoogte langs de kustlijn met een verwaarloosbaar direct effect op de kustveiligheid bij storm. Dit verwaarloosbaar direct effect op de kustveiligheid is in essentie ten gevolge van de relatief grote afstand van de zandwinning tot de kust. Indirect effect van aggregaatextractie op de kustveiligheid in geval van kusterosie Het kwantificeren van de impact van aggregaatextractie op de langjarige morfologische ontwikkeling van de zeebodem, met een mogelijk indirect effect op de kustveiligheid als gevolg in geval van kusterosie, dient situatie per situatie onderzocht te worden. Als algemeen voorzorgsprincipe kan gehanteerd worden dat indien de extractie zeewaarts van de -20 m dieptelijn gebeurt en minstens 20 km uit de kustlijn, de impact op de kusterosie verwaarloosbaar is. In Nederland wordt een beleid gevoerd van handhaving van de zandhoeveelheid in het zogenoemde kustfundament, dat zich uitstrekt van de duinen tot de -20 m dieptelijn. In de praktijk betekent dit jaarlijks 12 miljoen m 3 zand dat gesuppleerd wordt in de Nederlandse kustzone. De intensiteit van deze kustlijnzorg wordt gerelateerd aan de snelheid van de zeespiegelstijging (van Heijst et al, 2005). 14

Aggregaatextractie ter plaatse van zandbanken kan een negatief langjarig morfologisch effect in de kustzone veroorzaken, kusterosie dus, als er een zandaanvoer is via de betreffende zandbank naar de kust, en als die dan afgesneden wordt door de lokale bodemverlaging van die zandbank (Van Rijn et al, 2005). Gelet op de relatief grote afstand tot de kust van de vergunde zones voor het winnen van mariene aggregaten op het BNZ, kan verwacht worden dat het langjarige morfologisch effect in de kustzone van scenario's van bodemverlaging in deze vergunde zones van relatief zeer kleine omvang is en zal blijven in de komende decaden. Daarentegen is er een significante kusterosie en bijhorende negatieve impact op de kustveiligheid veroorzaakt door de aanleg en de stelselmatige verdieping van de vaargeulen naar de kusthavens en het Westerschelde-estuarium. Dit kan worden geïllustreerd met het voorbeeld van de vaargeul naar de haven van Oostende die rond het jaar 1900 aangelegd is en die de Stroombank doorsnijdt. De geleidelijke verdieping van deze vaargeul heeft in een ruime omgeving ervan de zeebodem verlaagd. De eigenlijke baggerwerken vinden plaats over een oppervlakte van ca. 1 km 2, maar deze veroorzaken een erosie in een ruimere omgeving met een oppervlakte van ca. 10 km 2. Het resultaat vandaag de dag is te zien op de zeekaart als een opening in de Stroombank ter hoogte van Oostende-centrum. Berekeningen met het SWANmodel van de kustzone geven aan dat ter hoogte van Oostende-centrum de 1000-jarige golfhoogte langs de kustlijn ca. 10 % hoger is dan in de naburige kustdelen. Bovendien is er ten gevolge van de vaargeul ook een verlaging van de kruin van de Stroombank ten NO van de vaargeul opgetreden. Dit alles betekent dus een belangrijke negatieve impact op de kustveiligheid die veroorzaakt wordt door de aggregaatextractie ter plaatse van de vaargeul naar de haven van Oostende. Figuur 5. De zeebodembathymetrie ter hoogte van de haven van Oostende (bron : Verwaest, 2005) 15

Conclusie Het wordt aanbevolen dat verder wetenschappelijk onderzoek gevoerd wordt om de morfologische effecten van de verschillende types aggregaatextracties die plaatsvinden en gepland worden op het BNZ beter te kunnen inschatten. Voor de impact op de kusterosie en de kustveiligheid zijn de morfologische effecten in de kustzone relevant. Daarbij dient getracht te worden de effecten van aggregaatextracties in het perspectief te plaatsen van de natuurlijke morfologische processen op het BNZ. Dergelijk type onderzoek wordt momenteel uitgevoerd in het kader van het lopende project QUEST4D (Van Lancker, 2008). Dankwoord Dit werk is mee mogelijk gemaakt dankzij de onderzoeksfinanciering vanuit de afdeling Kust (agentschap MDK) en vanuit het federaal wetenschapsbeleid (BELSPO, programma Wetenschap voor een duurzame ontwikkeling ). Referenties De Mulder T. & Monbaliu J. (2004). Opmaak van een numerieke golfdatabank voor de Vlaamse kust. Rapport Waterbouwkundig Laboratorium en KULeuven Laboratorium Hydraulica, mod 644. MIRA (2006) Milieurapport Vlaanderen, Achtergronddocument 2006, Kust & zee, Vlaamse Milieumaatschappij, www.milieurapport.be. van Heijst, M.W.I.M., Cleveringa J., de Kok J. (2005), Vaargeulonderhoud, zandwinning & kustlijnzorg; risico s en perspectieven voor Rijkswaterstaat. Publicatiereeks Grondstoffen 2005/04, Rijkswaterstaat. Van Lancker, V., Deleu, S., Bellec, V., Du Four, I., Verfaillie, E., Fettweis, M., Van den Eynde, D., Francken, F., Monballiu, J., Guardino, A., Portilla, J., Lanckneus, J., Moerkerke, G. & Degraer, S. (2005). Management, research and budgeting of aggregates in shelf seas related to end-users (Marebasse). Scientific Report Year 3. Belgian Science Policy, 103 p. Van Lancker, V., Du Four, I., Fettweis, M., Van den Eynde, D., Devolder, M., Francken, F., Monbaliu, J., Verwaest, T., Janssens, J., Degraer, S., Houziaux, J.-S., Vandenberghe, H. and Goffin, A. (2008). QUantification of Erosion/Sedimentation patterns to Trace the natural versus anthropogenic sediment dynamics (QUEST4D). Annual Scientific Report Year 1. Science for Sustainable Development. Brussels: Belgian Science Policy, 27 pp. Van Rijn L., Soulsby R., Hoekstra P., Davies (2005), SANDPIT - sand transport and morphology of offshore sand mining pits, EC Fifth Framework Programma. Verwaest, T. (2005). Haven van Oostende. Verbeterde haventoegang. Impact op de baggerwerken. Rapport Waterbouwkundig Laboratorium Borgerhout, mod 627/06, december 2005. Verwaest, T. & K. Verelst (2006). Effect bodemverlaging Kwintebank op de kustveiligheid. Model 765/20. Memo van de resultaten. Advies Waterbouwkundig Laboratorium Borgerhout, 14 pp. 16

Evaluatie van de zandreserves in de ruimte, diepte en tijd Vera Van Lancker 1 Els Verfaillie 1, Isabelle Du Four 1, Mieke Mathys 1, Cecile Baeteman 2, Marc De Batist 1, Jean-Pierre Henriet 1 1 Universiteit Gent, Renard Centre of Marine Geology (RCMG), Krijgslaan 281 S8, 9000 Gent Contact: vera.vanlancker@ugent.be 2 Belgische Geologische Dienst, Jennerstraat 13, 1000 Brussel Abstract Zandbanken spelen een belangrijke rol in de natuurlijke kustverdediging, de oppervlaktesedimenten worden lokaal ontgonnen en ze zijn voorkeurslocaties voor het inplanten van windmolenparken. Met het toenemen van menselijke activiteiten, neemt ook de vraag naar zeebodemstudies toe, evenals naar het inschatten van de impact van deze activiteiten op het milieu. De hedendaagse technologie laat toe de zeebodem in detail te onderzoeken, met zowel aandacht voor de morfo- en sediment aard en dynamiek, de habitats, alsook de structuren en gelaagdheden van de ondiepe ondergrond. Om echter de impacten terdege te evalueren is de analyse van lange-termijnsdatasets onontbeerlijk. Evaluatie van de ruimtelijke variabiliteit van de zeebodem In het kader van het Federaal Wetenschapsbeleid strategisch onderzoeksproject <Marebasse> ( Management, REsearch and Budgeting of Aggregates in Shelf Seas related to End-users ) (Van Lancker et al. 2007) werden, op schaal van het Belgische deel van de Noordzee (BDNZ), nieuwe thematische kaarten en datagrids aangemaakt met een resolutie van 250 m. Deze omvatten informatie van de bathymetrie, morfologie, sedimentologie (mediane korrelgrootte (Verfaillie et al. 2006), silt-klei percentage en het potentieel voorkomen van grind en grof zand), evenals van de belangrijkste hydrodynamische en sedimenttransportkenmerken. Gebruikmakende van multibeamgegevens werd gedetailleerd kaartmateriaal (resolutie 2m) geproduceerd voor geselecteerde sites: (1) de belangrijkste stortplaats van gebaggerd materiaal Br&W S1 (Du Four en Van Lancker, in press); (2) de oude stortplaats Br&W Oostende; (3) het navigatiekanaal Pas van het Zand, nabij de haven van Zeebrugge; (4) het centrale gedeelte van de Kwinte Bank, representatief voor een gebied onderhevig aan aggregaatextractie (Van Lancker et al., in press b); en (5) een grindrijk gebied met relevantie tot de aggregaatexploratiezone van de Hinder Banken. Alle data zijn opgenomen in een Geografisch Informatiesysteem (DVD GIS@SEA ). Bijkomend zijn de data gevalideerd en verfijnd in de context van mariene habitatkartering waarbij de relatie tussen het abiotische en biotische milieu centraal staat (InterregIIIb project MESH ( Mapping European Seabed Habitats )). De GIS@SEA datalagen werden, met behulp van geavanceerde statistische technieken, verwerkt tot mariene landschapskaarten en habitatkaarten ter voorspelling van het voorkomen van biologische soorten en gemeenschappen (voor een overzicht, Verfaillie 2008). De kaarten worden vrijgegeven op de GIS@SEA DVD, via het Belgische Marien Datacentrum (BMDC) (www.mumm.ac.be/datacentre) en het MESH webgis (www.searchmesh.net/webgis). Metadata zijn aangemaakt volgens Europese standaarden en het kaartmateriaal is voorzien van confidentielabels. De geïntegreerde ruimtelijke analyse van de datasets heeft geleid tot verschillende toepassingen in de context van een meer duurzaam beheer van de zeebodem (Van Lancker et al. in press b; Verfaillie 2008). 17

Evaluatie van de ondiepe ondergrond Ook de kartering van de ondergrond is recent herzien. Op methodologisch vlak is een haalbaarheidstudie uitgevoerd om de interne structuur van zandbanken in heel hoge resolutie te karteren (Federaal Wetenschapsbeleid, Actie ter Ondersteuning van de Strategische Prioriteiten van de Federale Overheid, Resource-3D, Van Lancker et al. 2008a). Verschillende bron/ontvanger configuraties werden getest, alsook werd gestreefd naar een optimale benadering om de zandbankarchitectuur te interpreteren naar zijn sedimentologische en lithologische samenstelling. Hierbij werden de resultaten geïntegreerd met kennisdatabanken mbt de Quartaire evolutie van het BDNZ. De verspreiding en aard van de Quartaire afzettingen van het BDNZ was tot recent slechts beperkt gekend. Door de afwezigheid van een duidelijke shelf break en het ontbreken van enige vorm van subsidentie, is op het BDNZ heel weinig accommodatieruimte om Quartaire afzettingen te laten ophopen en te bewaren. Het Quartair op het BDNZ is dan ook heel fragmentarisch en onregelmatig van vorm met een maximale dikte van slechts 45m. Op basis van een integrale studie van alle beschikbare seismische data (> 16.000 km) is aangetoond dat de Quartaire bedekking op het BDNZ is opgebouwd uit 7 seismo-stratigrafische eenheden (Mathys in prep.; Mathys et al. 2007). Deze eenheden werden, dmv een correlatie met meer dan 500 boorkernen, geïnterpreteerd in afzettingsmilieus. Deze vertegenwoordigen een bepaalde periode, gescheiden door erosieoppervlakken die belangrijke fases weerspiegelen in de Quartaire zeespiegelevolutie. De seismische eenheden kunnen intern lithologisch sterk heterogeen zijn, maar geven dankzij hun interpretatie naar afzettingsomstandigheden een goede indicatie van wat er in de ondergrond verwacht kan worden. Deze informatie is cruciaal mbt de inplanting van windmolenparken en bij aanvragen tot uitbreiding van zand- en grindconcessiezones. Evaluatie van zeebodemveranderingen in de tijd Recente impactstudies tonen slechts lokale effecten aan mbt de verstoring van het zeebodemmilieu (Van Lancker et al. in press b, voor een overzicht). Toch zijn er aanwijzingen voor een op langere termijn grootschaligere fysische zeebodemdegradatie. Dit is mogelijk een cumulatief anthropogeengeïnduceerd effect, doch de natuurlijke evolutie en de respons van de zeebodem tgv zeespiegelstijging zijn nauwelijks gekend. Verschillende erosie/sedimentatiepatronen als gevolg van een veranderend golfklimaat en verhoging in stormintensiteit is echter waarschijnlijk. Deze evolutie dient afgewogen tov de lange-termijn invloeden van baggerwerken, aggregaatextractie, visserij en strandsuppleties, zijnde de activiteiten die het fysisch functioneren van het ecosysteem het meeste verstoren. Deze problematiek wordt bestudeerd in het strategisch onderzoeksproject QUEST4D (Van Lancker et al., 2008b). De onderzoeksstrategie is opgebouwd vanuit geavanceerde modellering, gevalideerd met experimenten, doelgerichte observaties/staalnames, in de ruimte, tijd en diepte (4D) gespreid en ondersteund door diverse lange-termijns datasets. Voorspellingen zullen worden opgesteld voor verschillende zeespiegelstijgingscenario s Het kwantificeren van erosie/sedimentatieprocessen is ondermeer belangrijk voor het opstellen van early warning duurzaamheidscriteria. 18

Referenties Du Four, I. en Van Lancker, V., in press. Changes of sedimentological patterns and morphological features due to the disposal of dredge spoil and the regeneration after cessation of the disposal activities. Marine Geology. Mathys, M., in prep. Study of the geological evolution of the Belgian Continental Shelf (southern North Sea) during the Quaternary. Ph.D. Thesis, Ghent University. Mathys, M., Baeteman, C. en De Batist, M. 2007. From the Pleistocene incision of a palaeo-valley until the Holocene formation of sandbanks: the Quaternary evolution of a shelf with low accommodation potential (Belgian Continental Shelf, southern North Sea). INQUA 2007 abstracts. Quaternary International 167-168, Suppl. S., p.273 MESH project: http://www.searchmesh.net/ Van Lancker, V., Du Four, I., Verfaillie, E., Deleu, S., Schelfaut, K., Fettweis, M., Van den Eynde, D., Francken, F., Monbaliu, J., Giardino, A., Portilla, J., Lanckneus, J., Moerkerke, G. en Degraer, S., 2007. Management, research and budgetting of aggregates in shelf seas related to end-users (Marebasse). Brussel (B), Belgian Science Policy (D/2007/1191/49). 139 pp. + DVD GIS@SEA + Habitat Signature Catalogue. Van Lancker, V., Du Four, I., Versteeg, W., Mathys, M. en De Batist, M., 2008a. Towards a highresolution 3D-analysis of sandbank architecture on the Belgian Continental Shelf (RESOURCE-3D). Action in support of the Federal Authority s strategic priorities. Brussels: Belgian Science Policy. Van Lancker, V., Du Four, I., Fettweis, M., Van den Eynde, D., Devolder, M., Francken, F., Luyten, P., Monbaliu, J., Toorman, E., Giardino, A., Portilla, J., Verwaest, T., Janssens, J., Vincx, M., Degraer, S., Rabaut, M., Houziaux, J.-S., Mallaerts, T., Vandenberghe, H., Zeelmaekers, E., and Goffin, A., 2008b. QUantification of Erosion/Sedimentation patterns to Trace the natural versus anthropogenic sediment dynamics (QUEST4D). Mid-term Evaluation report. Science for Sustainable Development. Brussels: Belgian Science Policy, 34 pp. + Annex. Van Lancker, V., Bonne, W., Velegrakis, A. en Collins, M.B., in press a. Aggregate extraction from tidal sandbanks: is dredging with nature an option? Introduction. Journal of Coastal Research. Van Lancker, V.R.M., Bonne, W., Bellec, V., Degrendele, K., Garel, E., Brière, C., Van den Eynde, D., Collins, M.B. en Velegrakis, A.F., in press b. Recommendations for the sustainable exploitation of tidal sandbanks. Journal of Coastal Research. Verfaillie, E., Van Lancker, V. en Van Meirvenne, M., 2006. Multivariate geostatistics for the predictive modelling of the surficial sand distribution in shelf seas, Continental Shelf Research, 26(19): 2454-2468. Verfaillie, E., 2008. Development and validation of spatial distribution models of marine habitats, in support of the ecological valuation of the seabed. Ph.D. Thesis, Ghent University, 207 pp. 19

Bepaling van de volumetrische evolutie van Vlaamse zandbanken met behulp van metingen en numerieke modellering Dries Van den Eynde, Frederic Francken, Brigitte Lauwaert en Alain Norro Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee (BMM) Gulledelle 100, B-1200 Brussel D.VandenEynde@mumm.ac.be Abstract Gedurende de laatste jaren is de exploitatie van mariene aggregaten gestegen. Het effect van de extractie van aggregaten op de Vlaamse zandbanken is echter niet voldoende gekend. Norro et al. (2006) toonden aan dat het volume van de Kwintebank significant daalde over de periode 1991-1998 onder de invloed van de exploitatie van de zandbank. Verder onderzoek was daarom nodig naar de duurzaamheid van deze mariene exploitatie. Het volumetrische onderzoek van de Vlaamse zandbanken werd uitgebreid naar andere zandbanken. De evolutie van single beam tracks over de Gootebank, de Middelkerkebank en de Buitenratel werd nagegaan. Terwijl er geen duidelijke trend te vinden is in de volumes van de Middelkerkebank en de Buitenratel, lijkt het volume van de Gootebank te verminderen. Wegens gebrek aan voldoende data over extractie van mariene aggregaten op deze laatste bank, is een eenduidige verklaring hiervoor moeilijk te geven. Naast het gebruik van metingen worden ook numerieke modellen toegepast. Resultaten van het zandtransportmodel mu-sedim tonen aan dat er een mogelijkheid tot regeneratie van de zandbanken lijkt te bestaan, onder de voorwaarde echter van de beschikbaarheid van zand. Bovendien is de invloed van de golven op het sedimenttransport van groot belang. Numerieke modellen lijken verder aan te tonen dat er een algemene erosie lijkt op te treden van de Vlaamse zandbanken. Dit werd reeds aangetoond voor de Kwintebank en is in overeenstemming met bevindingen van De Moor (2002). Dit onderzoek wordt verder gezet voor de andere Vlaamse zandbanken. Résumé Ces dernières années, l exploitation des agrégats marins a nettement augmenté. Mais les effets de cette extraction sur les Bancs des Flandres restent néanmoins insuffisamment connus. Norro et al. (2006) ont montré que le volume du «Kwintebank» a diminué significativement entre 1991 et 1998, sous l influence de l exploitation de ce banc de sable. Une étude plus approfondie était donc nécessaire pour s assurer de la «durabilité» de cette activité maritime. 20