Bepaling van de Sedimentbalans voor de Belgische Kustwateren (SEBAB) Activiteitsrapport 1: Literatuurstudie

BEHEERSEENHEID VAN HET MATHEMATISCH MODEL VAN DE NOORDZEE GROEP MODELLEN Bepaling van de Sedimentbalans voor de Belgische Kustwateren (SEBAB) Activiteitsrapport 1: Literatuurstudie Michael Fettweis & Dries Van den Eynde SEBAB/1/XX/199912/NL/AR/1 Voorbereid voor Afdeling Waterwegen Kust, contract SEBAB BMM 100 Gulledelle B 1200 Brussel België

Inhoudstafel 1. Inleiding 3 1.1. Kader van het onderzoek 3 1.2. Doel van het SEBAB project 3 1.3. Overzicht van het rapport: Taak 1 4 2. Bodemsedimenten in de Zuidelijke Noordzee en op het BCP 5 2.1. Lithologie 5 2.2. Zand 6 2.2.1. Zandbanken 6 2.2.2. Bodemvormen 7 2.2.3. Transportpaden 7 2.3. Slib 7 2.3.1. Turbiditeitsmaximumzone 7 2.3.2. SPM: brongebieden 8 3. Menselijke ingrepen op het BCP 9 3.1. Baggeractiviteiten 9 3.1.1. Bagger- en stortplaatsen 9 3.1.2. Samenstelling baggerspecie 9 3.1.2.1. In situ (baggerplaatsen) 9 3.1.2.2. In beun 9 3.1.2.3. In situ (stortplaatsen) 10 3.1.3. Gestorte hoeveelheden 11 3.1.4. Aangroei van stortplaats S1 13 3.2. Zandwinning 14 3.3. Strandsuppletie 15 3.4. Synthese 16 4. Suspensiesedimenten: Concentratie en transport door de Straat van Dover en in de Zuidelijke Noordzee 18 4.1. Residuele stromingen door de Straat van Dover 18 4.2. SPM concentratie 19 4.2.1. Zuidelijke Noordzee 19 4.2.2. Straat van Dover 19 4.3. SPM transport 20 4.3.1. Straat van Dover 20 4.3.2. Scheldeëstuarium 21 4.3.3. Andere bronnen 22 4.4. Synthese 22 5. Sedimentbalans Belgisch Continentaal Plat 25 5.1. Zandbalans 25 1

5.2. SPM-balans 25 5.3. Suggesties voor verder onderzoek 25 6. Referenties 28 7. Lijst met afkortingen en definities 33 2

1. Inleiding 1.1. Kader van het onderzoek De tracerproeven en de STA-berekeningen (Sediment Trend Analyse) die in opdracht van Afdeling Waterwegen Kust (WWK) door HAECON NV (1994a, 1994b) werden uitgevoerd, suggereren dat de slibfractie van het gebaggerde materiaal, dat in een zone dicht bij de kust wordt gedumpt, zeer snel en volledig recirculeert en dus door de stromingen en golven als het ware ter plaatse gevangen blijft. De resultaten van berekeningen met sedimenttransportmodellen, die door de BMM in opdracht van WWK werden uitgevoerd (Van den Eynde, 1994, 1995, 1997a, 1997b), suggereren echter dat dit beeld vermoedelijk niet volledig juist is vermits het baggermateriaal tijdens stormen in de richting van de residuele stroming wordt verplaatst. Omdat zuidwestenstormen overheersen, betekent dit dus een netto transport van het gedumpte materiaal naar Nederland. Er wordt algemeen verondersteld dat er een belangrijke transport van particulair materiaal in suspensie (SPM) optreedt via de Straat van Dover, langs het Belgisch Continentaal Plat (BCP) richting Nederland. 1.2. Doel van het SEBAB project Het doel van het SEBAB project is om de verhouding tussen de hoeveelheid materiaal die jaarlijks gebaggerd en gestort wordt en de hoeveelheid materiaal die jaarlijks op natuurlijke wijze het BCP binnenkomt en langs de Belgische kustzone stroomt, te bepalen. Een nauwkeurige kennis van deze verhouding laat toe om de efficiëntie van de huidige stortplaatsen te evalueren. Wanneer deze verhouding immers groot is, betekent dit dat het baggeren van de vaargeulen en havens een belangrijk proces is in de Belgische kustwateren en dat door de keuze van goede stortplaatsen het rendement van de baggerwerkzaamheden verhoogd kan worden. Is deze verhouding evenwel klein dan is het dumpen van de baggerspecie een onbelangrijk proces ten opzicht van de natuurlijke opvulling van de baggerplaatsen met materiaal dat via de Franse grens het BCP binnenkomt. Dit zou dan betekenen dat de keuze van de ligging van de stortplaatsen van ondergeschikt belang is (wat betreft het rendement van de baggerwerken). Binnen SEBAB project worden volgende taken uitgevoerd: 1. Literatuurstudie sedimentbalans op het BCP 2. Berekeningen met sedimenttransportmodellen 3. Turbiditeitsmetingen 4. Analyse van de resultaten (literatuur, model en metingen) 5. Rapportering, publicatie, seminarie 3

1.3. Overzicht van het rapport: Taak 1 Dit rapport omvat taak 1 van het SEBAB project, zijnde een literatuurstudie van de sedimentbalans op het Belgisch Continentaal Plat (BCP). Het doel is om een eerste schatting van de hoeveelheid materiaal die het BCP binnenstroomt en verlaat op te stellen. Alhoewel hiermee het suspensiemateriaal (SPM) bedoeld is, werd ook de zandbalans van het BCP onderzocht. Een belangrijk deel van het gebaggerde materiaal bestaat immers uit zand. Typisch voor het BCP is ook dat de bodemsedimenten voor een groot deel (±90%) opgebouwd zijn uit praktisch zuiver zand. Slibrijke gebieden zijn geconcentreerd langs de kustzone, meer bepaald langs de Belgische Oostkust. Er is daarom zowel informatie over de slib- en de zandtransporten (in zoverre gekend) bijeengebracht en geanalyseerd. De sedimentbalansen werden opgesteld met literatuurdata van sedimenten waterfluxen, sedimentconcentraties en bodemsedimentkarakteristieken (samenstelling, bodemvormen, transportpaden). Verder werden de bagger-, zandwinnings- en strandsuppletiedata van het BCP opgevraagd en geconsulteerd. Erosie- en sedimentatiehoeveelheden kunnen voor bepaalde gebieden (vaargeulen en stortplaatsen) afgeleid worden uit deze gegevens. De opgezochte data zullen ook dienen om de modelresultaten te verifiëren en valideren. Hoofdstukken 2 (bodemsedimenten), 3 (menselijke ingrepen) en 4 (suspensiesedimenten) geven een samenvatting van de geconsulteerde literatuur. In hoofdstuk 5 tenslotte worden de nieuwe sedimentbalansen voor zand en suspensiesedimenten voorgesteld. Het hoofdstuk eindigt met suggesties voor verder onderzoek. 4

2. Bodemsedimenten in de Zuidelijke Noordzee en op het BCP 2.1. Lithologie Lithologische kaarten van de Belgische kustzone (binnen circa 20 km uit de kustlijn) werden gepubliceerd in BMM & BWZ (1993). Voor een kwalitatieve beschrijving van de bodemsamenstelling wordt naar dit rapport verwezen. De kaarten wijzen op een nagenoeg uitsluitend uit zand bestaande sedimenten zeewaarts, terwijl naar de kust toe de sedimenten fijnkorreliger worden en een belangrijke hoeveelheid slib bevatten. Bestaande sedimentologische databanken zijn CIPS (Project Zee, 1976), MOB (Optimalisatie Baggerwerken, 1987), KKV (Koksijde Kustverdediging, 1987), NCP (Noordzee Continentaal Plat, 1989) en BMM (1982). Figuur 2.1 toont een kaart van de Zuidelijke Noordzee met het slibgehalte in de bovenste 20 cm van de zeebodem (uit Van Alphen, 1990). Ter hoogte van de Belgische kust is het slibgehalte in de bodemsedimenten groter dan 50 %. Een kaart met de verdeling tussen zand en slib ter hoogte van de Belgische kustzone en de Westerscheldemonding wordt is te zien in Figuur 2.2 (uit Malherbe, 1991). Figuur 2.1: Lithologische kaart van Zuidelijke Noordzee. Slibgehalte in de bovenste 20 cm van de bodem (Van Alphen 1990). 5

Figuur 2.2: Lithologische kaart (slib- en zandverdeling) van de Belgische kustzone en Westerscheldemonding (uit Malherbe, 1991). 2.2. Zand Er zal enkel de voor het opstellen van een sedimentbalans relevante informatie vermeld worden. Een volledige beschrijving van de herkomst van de sedimenten is buiten het kader van dit project. We verwijzen naar bijvoorbeeld Gullentops et al. (1977), De Moor & Lanckneus (1990) en Houthuys (1990). In de literatuur ontbreken kwantitatieve data, een sedimentbalans voor zand kan daarom enkel beschrijvend zijn. 2.2.1. Zandbanken De oorsprong, stabiliteit en vorm van de Vlaamse Banken is het gevolg van de heersende getijstromingen. De invloed van getijstromingen weerspiegelt zich in de korrelgrootteverdeling van de oppervlaktesedimenten (Lanckneus et al., 1994). De ondiepere delen van de bank bestaan uit groffer materiaal, terwijl naar de geulen toe de korrelgrootte fijner wordt. Dit wijst op een sedimenttransport in uurwijzerzin rond de zandbank. De steilere westkant van de bank ontvangt zand uit het zuidwesten, getransporteerd tijdens de maximale vloedstroming, terwijl de zachter hellende oostkant van de bank gevoed wordt door de maximale ebstromingen vanuit het noordoosten. Ondanks het feit dat de getijstromingen niet groter zijn dan ongeveer 1 m/s bij springtij, moet het sedimenttransport hoger zijn om de gevonden korrelgrootteverdeling te verklaren. Trentesaux et al. (1994) interpreteren deze sedimenten als lag-afzettingen (vergroffing van het materiaal door het uitwassen van fijnere sedimenten) en niet als het resultaat van toevoer van groffer materiaal. Dit wordt ondersteund door het feit dat windgolven gedurende stormperioden het sediment op de ondiepere plaatsen in suspensie 6

kunnen brengen en zodoende het grotere transport verklaren (Houthuys et al., 1994). 2.2.2. Bodemvormen De kennis van de beddingmorfologie en van de geometrie van enkele bodemvormen zoals zandgolven, megaribbels en ribbels kan een indicatie geven van de residuele sedimenttransportwegen van de zandige bodemfractie (De Moor, 1991). De relatie tussen stroming en bodemvormen is echter minder eenduidig in een omgeving onderhevig aan getij en windgolven, zoals op de zandbanken. 2.2.3. Transportpaden 2.3. Slib Houthuys (1990) geeft in een literatuuroverzicht de herkomst en de korrelgrootte van de sedimenten in de Zuidelijke Noordzee. De algemene verfijning van de zandfractie van zuid naar noord wijst op een sedimenttransport (en ook een residuele stroming) in noordelijke richting. Uit o.a. HAECON (1994b) blijkt dat het algemene sedimenttransport onder normale omstandigheden van zuidwest naar noordoost gericht is. Tijdens stormen kan de richting zich echter wijzigen. Ter hoogte van Zeebrugge en de vaargeulen treedt er een lokaal patroon op. De transportrichting is daar van west naar oost gericht, terwijl ter hoogte van S1 de transportrichting van noordwest naar zuidoost is. Langs de Belgische kust is het transport preferentieel kustwaarts gericht. De meeste informatie over de transportwegen van zand blijven vrij vaag, bedload transport (zandfractie) is immers moeilijk te meten en STA zijn moeilijk te interpreteren. Het bedload transport tussen het Engels Kanaal en de Zuidelijke Noordzee blijkt gering en sterk variabel te zijn (Velegrakis et al., 1997). Het wordt gevoed uit enerzijds de herwerkte lag-afzettingen en anderzijds uit vers materiaal. Het vers materiaal heeft een biologische en nietbiologische (erosie van de kliffen en de secundaire en tertiaire zand- en kleiafzettingen) oorsprong. 2.3.1. Turbiditeitsmaximumzone Ter hoogte van de Belgische kust, meer bepaald in het oostelijk deel ervan, bevindt zich een zone met een hoog gehalte aan slib in suspensie en op de bodem. Het voorkomen van deze turbiditeitsmaximumzone wordt verklaard door de aanwezigheid van een neer in het residueel stromingspatroon. Gullentops et al. (1977) verwijzen naar werk van Bastin (1973) waarin melding gemaakt wordt van geringe en zelfs convergerende getijdestromen, die zorgen dat de waters in het gebied zeer lang omzwerven met slechts geringe ontsnappingskansen. Dezelfde auteurs suggereerden ook dat de stroming het uitzicht had van een rechtsdraaiende wervel opgeroepen door de zijdelingse pompactie van het Scheldeëstuarium. Later kon met een numeriek hydrodynamisch model deze wervel gesimuleerd worden, bijvoorbeeld door Nihoul & Runfola (1981). 7

In een recente en meer gedetailleerde numerieke modelstudie is de aanwezigheid van een grote wervel in het residuele debietpatroon niet duidelijk zichtbaar (Van den Eynde, 1994). De resultaten wijzen veeleer op een divergentie in het transportpatroon ter hoogte van Zeebrugge, met de turbide zone gelegen in het midden. De berekeningen werden uitgevoerd over één en twee M2-S2 cycli met inbegrip van windeffecten. De resultaten tonen aan dat de meteorologische invloed het residueel transportpatroon sterk kan beïnvloeden. Om een gemiddeld transportpatroon op te kunnen stellen is het daarom noodzakelijk dat de simulatieperiode enkele jaren omvat. 2.3.2. SPM: brongebieden McManus & Prandle (1997) gebruiken de meetdata van SPM uit het North Sea Project (1987-1992) ten zuiden van 56 N. De metingen werden gefit met de resultaten van een numeriek SPM model, met een resolutie van 35 km x 35 km. Hieruit werd vastgesteld dat enkel de Straat van Dover, de noordelijke rand (56 N), The Wash en de Suffolk-kust statistisch significante SPM bronnen zijn in de Zuidelijke Noordzee. Op de beschouwde ruimtelijke schaal blijkt de input van rivieren niet significant te zijn. Het optreden van erosie langs de Engelse Oostkust wordt ook besproken in Odd & Murphy (1992) en Dyer & Moffat (1992, 1998). Gossé (1977) maakt melding dat een (mogelijke) erosie van de Vlaamse Banken een brongebied is voor het SPM transport langs de Belgische en Nederlandse kust. Deze hypothese wordt verder aangehaald door Eisma (1981), Van Alphen (1990) en Salden & Mulder (1996). Vermits de Vlaamse banken echter bijna uitsluitend uit zand bestaan, lijkt het ons redelijk om van deze hypothese af te stappen en ze niet als significant brongebied voor SPM te beschouwen. Vroeger beschouwde men ook als bijkomende bron voor SPM de erosie van dagzomende tertiaire kleilagen (Bastin, 1973; Gullentops et al., 1977). Dagzomende kleilagen konden tot nu toe niet gelokaliseerd worden en het valt te betwijfelen (indien ze zouden voorkomen, bijvoorbeeld in enkele diepe geulen) of ze een grote bron van SPM kunnen zijn. Erosie van dit soort sedimenten is immers niet gemakkelijk. Deze erosie zou kunnen optreden door bijvoorbeeld stromingen tezamen met biogene activiteit. De samenstelling van de kleimineralen in de bodemsedimenten geeft een indicatie over de herkomst, het transport en de afzetting van het SPM. Op het BCP vallen de hoge gehaltes aan het mineraal smectiet op (Irion & Zöllmer, 1999). Dit wordt toegeschreven aan de erosie van de Kreide-formaties in de Straat van Dover. De instroming van sedimenten uit de Straat van Dover is volgens deze gegevens dus de hoofdbron van SPM op het BCP. 8

3. Menselijke ingrepen op het BCP 3.1. Baggeractiviteiten 3.1.1. Bagger- en stortplaatsen De baggerplaatsen zijn (gerangschikt naar afnemende hoeveelheid): Centraal Deel van de Nieuwe Buitenhaven van Zeebrugge (CDNB), haven en voorhaven Zeebrugge, Pas van het Zand, Scheur West, Scheur Oost en haven van Oostende. Verder zijn er nog de havens van Nieuwpoort en Blankenberge (BMM & BWZ, 1993). De belangrijkste stortplaatsen zijn S1, S2, B&W Zeebrugge en B&W Oostende (uit BMM & BWZ, 1993). In Figuren 3.1 en 3.2 worden de lokaties van deze stortplaatsen geïllustreerd. 3.1.2. Samenstelling baggerspecie 3.1.2.1. In situ (baggerplaatsen) 3.1.2.2. In beun In Tabel 3.1 wordt de gemiddelde zandfractie in de bodemmonsters uit de vaargeulen en havens van het BCP vermeld (BMM & BWZ, 1993). Behalve in de Scheur Oost is de gemiddelde zandfractie bijna overal minder dan de helft. Het gebaggerde materiaal uit de vaargeulen Scheur, Wielingen, Pas van het Zand en de haven van Zeebrugge bestaat uit een samenstelling van zand met een median diameter D 50 van 180-200 µm en slib, waarvan 30 % klei en 70 % silt (Malherbe, 1991). Tegenwoordig wordt de hoeveelheid zand in de beun bepaald met de Hopper Well Densimeter (TVNK, 1998a). Uit vooraf bepaalde typeladingen per schip en per baggerzone worden de gebaggerde hoeveelheden zand in ton droge stof (TDS) benaderend berekend. Voor de densiteit in beun wordt hiervan uitgegaan van 1.7 t/m 3 terwijl in situ 2.0 t/m 3 wordt aangenomen. In Tabel 3.1. wordt het percentage zand in de beun per baggerzone weergegeven voor de periode 21/06/1991-25/06/1997. Voor de specie gebaggerd in de haven van Oostende en de haven/voorhaven van Zeebrugge zijn geen data beschikbaar. Er wordt verondersteld dat de sediment-samenstelling dezelfde is als in het CDNB. Baggerplaatsen Stortplaatsen PvhZ CDNB S O S W VH Oost S1 S2 ZB Oost In situ 34 34 82 51 40 28 >85 85 - - In beun 17 0.4 24 28 - - - - - - Tabel 3.1: Zandfractie (fractie > 63 µm) van de bodemsedimenten ter hoogte van de bagger- en stortplaatsen (BMM & BWZ, 1993; TVNK, 1998b) en in de beun (TVNK, 1998a). PvhZ: Pas van het Zand, S O: Scheur Oost, S W: Scheur West, VH: Voorhaven, Oost: Oostende, ZB: Zeebrugge. 9

3.1.2.3. In situ (stortplaatsen) Materiaal op S1 heeft een D 50 van gemiddeld 230 µm (180-280 µm) en een D 20 van gemiddeld 160 µm (140-200 µm) (TVNK, 1998b). Het bestaat uit meer dan 85 % zand (BMM & BWZ, 1993). Het materiaal op S2 bestaat voor 85 % uit fijn zand (D 50 : 125-250 µm), terwijl het materiaal op B&W Zeebrugge Oost uit fijn zand en slibhoudend zand en het materiaal op B&W Oostende uit fijn zand en slib bestaat (BMM & BWZ, 1993). Ook deze informatie is opgenomen in Tabel 3.1. Figuur 3.1: Overzichtskaart van het BCP met de stortplaatsen en de belangrijkste vaargeulen (assen in geografische coördinaten, diepte in m MSL). De heersende stromingen maken dat op S1 het slib van het zand gescheiden wordt en dus enkel het zand blijft liggen (TVNK, 1999). Vermits S2 ongeveer dezelfde bodemsamenstelling heeft als S1, kunnen we ervan uitgaan dat ook hier het gestorte slib nagenoeg volledig in suspensie gebracht wordt. De scheiding tussen de zand- en slibfractie tijdens het dumpen wordt door Malherbe (1991) deels verantwoordelijk gesteld voor het zandtekort en de slibophoping langs de kustzone. Loswallen B&W Zeebrugge Oost en B&W Oostende liggen in de zone van hoge turbiditeit die zich langs de Belgische kust en de Westerscheldemonding uitstrekt ( 2.3.1.), dit kan de aanwezigheid van het slib op deze dumpingsplaatsen verklaaren. Buiten de in BMM & BWZ (1993) vermelde kwalitatieve beschrijving van de loswallen zijn ons geen kwantitatieve gegevens van de bodemsamenstelling op de stortplaatsen of van de baggerspecie die aldaar gestort wordt bekend. Het feit dat de bodemsedimenten op deze loswallen (en daarbuiten) bestaan uit fijn zand én slib wordt dan ook vooral toegeschreven aan de hydrodynamische condities en de algemene sedimenttransportrichting en in mindere 10

mate aan het feit dat de gestorte specie, die afkomstig is van de havens van Zeebrugge en Oostende, voornamelijk uit slib bestaat. Bij het storten kan dus ook voor de loswallen Zeebrugge Oost en Oostende verondersteld worden dat een groot deel van de slibfractie direct in suspensie gebracht wordt, terwijl de zandfractie bezinkt. De slibfractie zal eenmaal in suspensie voornamelijk ter hoogte van de slibvelden voor de kust recirculeren en dus ook terug naar de havens getransporteerd worden en daar sedimenteren. Figuur 3.2: Toegangsgeulen naar Zeebrugge en de Westerschelde (assen in geografische coördinaten, diepte in m MSL). 3.1.3. Gestorte hoeveelheden De gestorte hoeveelheden per baggerzone (Pas van het Zand, Scheur Oost/West, CDNB, haven Zeebrugge & Oostende) en per loswal (B&W S1, S2, Oostende en Zeebrugge Oost) voor het baggerjaar 1997 (april 1997-maart 1998) worden in de Tabellen 3.2 tot 3.6 vermeld. De omrekening van TDS naar TDS zand en slib gebeurt met de verhouding uit Tabel 3.1. Uit de Tabellen 3.2 tot 3.5 blijkt dat er meer gebaggerd en gestort wordt in de winter dan in de zomer. De hogere baggeractiviteit gedurende de winter is opvallend gecorreleerd met de hogere concentraties aan SPM gedurende de winter (zie verder in 4.2). De in Tabellen 3.2 tot 3.6 met slib aangeduide fractie bestaat voor ongeveer 5 à 10 % uit (fijn) zand. Er kan ervan uitgegaan worden dat dit slib in suspensie getransporteerd wordt, zoals resultaten van korrelgroottebepalingen van suspensiemateriaal voor de Belgische kust bevestigen, waar ook een kleine bijmenging van zand in gevonden werd (Gullentops et al., 1977). 11

Pas v/h Zand CDNB Totaal Zand Slib Totaal Zand Slib April 0 0 0 152.1 0.6 151.5 Mei 0 0 0 282.5 1.1 281.4 Juni 5.0 0.9 4.1 172.7 0.7 172.0 Juli 127.2 21.6 105.6 64.2 0.3 63.9 Augustus 0 0 0 115.3 0.5 114.8 September 117.0 19.9 97.1 91.6 0.4 91.2 Oktober 230.7 39.2 191.5 85.5 0.3 85.2 November 480.9 81.8 399.1 985.9 3.9 982.0 December 452.3 76.9 375.4 200.4 0.8 199.6 Januari 200.3 34.0 166.2 133.2 0.5 132.7 Februari 0 0 0 110.7 0.4 110.3 Maart 0 0 0 92.2 0.4 91.8 Totaal 1613.3 274.3 1339.0 2486.3 9.9 2476.4 Tabel 3.2a: Gebaggerde hoeveelheden in 10 3 TDS per baggerzone en gestort op stortplaats S1 (baggerjaar 1997). Scheur Oost Scheur West Totaal Zand Slib Totaal Zand Slib April 5.3 1.3 4.0 0 0 0 Mei 10.2 2.4 7.8 0 0 0 Juni 3.7 0.9 2.8 0 0 0 Juli 2.3 0.6 1.7 0 0 0 Augustus 4.0 1.0 3.0 0 0 0 September 3.8 0.9 2.9 31.3 8.8 22.5 Oktober 4.9 1.2 3.7 213.4 59.7 153.7 November 35.9 8.6 27.3 656.7 183.9 472.8 December 22.5 5.4 17.1 0 0 0 Januari 355.8 85.4 270.4 0 0 0 Februari 46.6 11.2 35.4 503.6 141.0 362.6 Maart 45.8 11.0 34.8 0 0 0 Totaal 540.8 129.9 410.9 1405.0 393.4 1011.6 Tabel 3.2b: Gebaggerde hoeveelheden in 10 3 TDS per baggerzone en gestort op stortplaats S1 (baggerjaar 1997). Op de stortplaatsen S1, S2, B&W Zeebrugge Oost en B&W Oostende werden gedurende het baggerjaar 1997 in totaal respectievelijk 6.05x10 6 TDS, 1.56x10 6 TDS, 6.59x10 6 TDS en 0.75x 10 6 TDS baggerspecie gedumpt. De geloste specie bevatte volgende hoeveelheden slib (< 63µm): 5.24x10 6 TDS (87%, S1), 1.37x10 6 TDS (88%, S2), 6.57x10 6 TDS (99%, B&W Zeebrugge Oost) en 0.74x10 6 TDS (99%, B&W Oostende), i.e. in totaal 13.91x10 6 TDS slib. Uit de data blijkt dus dat meer dan 90% van de gebaggerde specie uit slib bestaat. We veronderstellen dat de natuurlijke sedimentatie aan slib ongeveer in evenwicht is met de gebaggerde hoeveelheden. In totaal werd gedurende 1997 1.03x10 6 TDS zand gebaggerd uit de vaargeulen en de havens en gestort op een stortplaats. Hiervan is 0.39x10 6 TDS afkomstig uit het Pas van het Zand, 0.15x10 6 TDS uit het Scheur Oost, 0.46x10 6 TDS uit het Scheur West en 0.04x10 6 TDS uit de havens. 12

Pas v/h Zand CDNB Totaal Zand Slib Totaal Zand Slib April 0 0 0 36.5 0.1 36.3 Mei 0 0 0 59.9 0.2 59.6 Juni 7.8 1.3 6.5 46.3 0.2 46.1 Juli 77.6 13.2 64.4 32.6 0.1 32.5 Augustus 0 0 0 33.7 0.1 33.5 September 89.8 15.3 74.5 37.7 0.2 37.5 Oktober 140.5 23.9 116.6 11.6 0.04 11.6 November 319.0 54.2 264.8 270.9 1.1 269.9 December 20.7 3.5 17.2 29.1 0.1 29.0 Januari 0 0 0 17.8 0.1 17.8 Februari 0 0 0 8.2 0.03 8.2 Maart 0 0 0 10.4 0.04 10.4 Totaal 655.4 111.4 544.0 594.7 2.4 592.3 Tabel 3.3a: Gebaggerde hoeveelheden in 10 3 TDS per baggerzone en gestort op stortplaats S2 (baggerjaar 1997). Scheur Oost Scheur West Totaal Zand Slib Totaal Zand Slib April 4.1 1.0 3.1 0 0 0 Mei 5.0 1.2 3.8 0 0 0 Juni 0 0 0 0 0 0 Juli 0 0 0 0 0 0 Augustus 4.6 1.1 3.5 0 0 0 September 1.0 0.2 0.8 0 0 0 Oktober 0 0 0 1.9 0.5 1.4 November 12.0 2.9 9.1 34.1 9.5 24.6 December 0 0 0 0 0 0 Januari 51.2 12.3 38.9 0 0 0 Februari 14.9 3.6 11.3 184.6 51.7 132.9 Maart 0 0 0 0 0 0 Totaal 92.8 22.3 70.5 220.6 61.8 158.8 Tabel 3.3b: Gebaggerde hoeveelheden in 10 3 TDS per baggerzone en gestort op stortplaats S2 (baggerjaar 1997). 3.1.4. Aangroei van stortplaats S1 In TVNK (1998a) wordt de jaarlijkse aangroei van S1 met ±0.6x10 6 m 3 zand aangegeven. Deze specie is voor 27 % afkomstig uit het Pas van het Zand, voor 13 % uit het Scheur Oost en voor 48 % uit het Scheur West. Op S1 is gedurende 1997 0.81x10 6 TDS (i.e. 0.51x10 6 m³) zand gestort. De gestorte hoeveelheid is dus bijna in evenwicht met de aangroei. Hieruit kunnen we echter niet afleiden dat al het sediment ter plaatse blijft liggen. Uit de STA blijkt immers (HAECON, 1994b) dat de transportrichting ter hoogte van S1 van het noordwesten naar het zuidoosten gericht is. Een klein deel (±10-20%) van het gestorte zand zal vermoedelijk in deze richting getransporteerd worden. Om hierover meer zekerheid te hebben moeten bijkomende sedimentmetingen uitgevoerd worden. 13

Haven Zeebrugge CDNB Haven Oostende Totaal Zand Slib Totaal Zand Slib Totaal Zand Slib Apr 231.9 0.9 231.0 222.4 0.9 221.5 0 0 0 Mei 806.2 3.2 803.0 399.7 1.6 398.1 3.6 0.0 3.6 Jun 167.8 0.7 167.2 250.3 1.0 249.3 16.6 0.1 16.5 Jul 117.6 0.5 117.2 109.9 0.4 109.4 18.1 0.1 18.0 Aug 181.5 0.7 180.8 187.8 0.8 187.1 35.3 0.1 35.2 Sep 329.3 1.3 327.9 228.5 0.9 227.6 45.1 0.2 44.9 Okt 131.2 0.5 130.7 101.7 0.4 101.3 28.6 0.1 28.4 Nov 1125.3 4.5 1120.8 1420.0 5.7 1414.4 234.5 0.9 233.6 Dec 195.5 0.8 194.7 96.5 0.4 96.1 92.7 0.4 92.3 Jan 122.6 0.5 122.1 176.2 0.7 175.5 111.3 0.4 110.8 Feb 138.9 0.6 138.4 124.0 0.5 123.5 121.5 0.5 121.0 Mar 152.8 0.6 152.2 75.9 0.3 75.6 38.0 0.2 37.8 Tot 3200.8 12.8 3187.9 3393.2 13.6 3380.0 745.1 3.0 742.2 Tabel 3.4: Gebaggerde hoeveelheden in 10 3 TDS per baggerzone en gestort op stortplaats B&W Zeebrugge Oost (haven en voorhaven Zeebrugge en CDNB) en stortplaats B&W Oostende (haven Oostende) voor het baggerjaar 1997. S1 S2 Totaal Zand Slib Totaal Zand Slib April 157.4 1.9 155.5 40.5 1.1 39.4 Mei 292.7 3.6 289.1 64.8 1.4 63.4 Juni 181.3 2.4 178.9 54.1 1.5 52.6 Juli 193.6 22.4 171.2 110.2 13.3 96.8 Augustus 119.3 1.4 117.9 38.2 1.2 37.0 September 243.7 29.9 213.7 128.5 15.7 112.9 Oktober 534.5 100.5 434.0 154.0 24.5 129.6 November 2159.5 278.2 1881.3 636.1 67.8 568.4 December 675.3 83.1 59.26 49.8 3.6 46.2 Januari 689.4 119.9 569.4 69.0 12.4 56.7 Februari 661.0 152.6 508.3 207.7 55.3 152.4 Maart 138.0 11.4 126.6 10.4 0.04 10.4 Totaal 6045.6 807.4 5238.2 1563.5 197.8 1365.6 Tabel 3.5a: Gestorte hoeveelheden in 10 3 TDS per stortplaats (baggerjaar 1997). 3.2. Zandwinning Tussen 1981 en 1986 werden op de Kwintebank, de Buiten Ratel en de Oost Dyck tussen 0.5 en 0.7x10 6 m³ zand ontgonnen, waarvan meer dan 60 % op het noordelijk uiteinde van de Kwintebank (De Moor & Lanckneus, 199?). De zandwinning bedraagt nu jaarlijks gemiddeld 1.5x10 6 m³ op het BCP. Dit komt overeen met 2.5x10 6 TDS bij een densiteit in de hopper van 1.7 t/m³. 90% van het ontgonnen zand is afkomstig van de Kwintebank. De Moor & Lanckneus (199?) en Lanckneus et al. (1994) vermelden dat het sedimenttransport rond de zandbank ervoor zorgt dat de bank zich herstelt van de erosieve fasen (storm of zandontginningen). De herkomst van dit materiaal en de mogelijke morfologische evolutie van het brongebied blijven echter ongekend. Volgens de auteurs is hier mogelijk een verband met de intensieve stranderosie die langs delen van de Belgische kust optreedt. 14

B & W Zeebrugge Oost B & W Oostende Totaal Zand Slib Totaal Zand Slib April 454.3 1.8 452.5 0 0 0 Mei 1205.9 4.8 1201.1 3.6 0.01 3.6 Juni 418.1 1.7 416.4 16.6 0.1 16.5 Juli 227.5 0.9 226.6 18.1 0.1 18.0 Augustus 369.3 1.5 367.8 35.3 0.1 35.2 September 557.8 2.2 555.6 45.1 0.2 44.9 Oktober 232.9 0.9 232.0 28.6 0.1 28.4 November 2545.3 10.2 2535.1 234.5 0.9 233.6 December 292.0 1.2 290.8 92.7 0.4 92.3 Januari 298.8 1.2 297.6 111.3 0.4 110.8 Februari 262.9 1.1 261.8 121.5 0.5 121.0 Maart 228.7 0.9 227.8 38.0 0.2 37.8 Totaal 7093.5 28.4 7065.1 745.1 3.0 742.2 Tabel 3.5b: Gestorte hoeveelheden in 10 3 TDS per stortplaats (baggerjaar 1997). Totaal Zand Slib Pas v/h Zand 2.27 0.39 1.88 Scheur Oost 0.63 0.15 0.48 Scheur West 1.63 0.46 1.17 Totaal vaargeulen 4.53 0.99 3.53 CDNB 6.47 0.03 6.45 Haven/Voorhaven Zeebrugge 3.20 0.01 3.19 Haven Oostende 0.75 0.00 0.74 Totaal havens 10.42 0.04 10.38 Algemeen Totaal 14.95 1.03 13.91 Tabel 3.6: Totaal gebaggerde/gestorte hoeveelheid in 10 6 TDS per baggerzone (baggerjaar 1997). 3.3. Strandsuppletie In vorige paragraaf ( 3.2) werd aangehaald dat de intensieve stranderosie langs delen van de Belgische kust mogelijk verband houdt met het herstel van de zandbank na een erosieve fase (storm of zandontginning). Tussen 1991 en 1999 werden strandsuppleties uitgevoerd tussen Bredene (Hippodroom) en Wenduine (Rotonde), te Blankenberge (Duinse Polders) en te Knokke. Tussen Bredene en Wenduine werd tevens een voedingsberm aangelegd. De winzones zijn gelegen te Kwintebank, toegangsgeul Oostende (Stroombank-West, Poortjes-Oost) Stortboei B&W Oostende, toegangsgeul Blankenberge, aanloop Scheur A1-A1bis, Geul I en oksel Scheur West Pas v/h Zand. Het zand dat in de vaargeulen gewonnen wordt, moet bijgeteld worden bij de gebaggerde/gestorte hoeveelheid om de totale aanzanding in deze zones te kunnen opstellen. Een overzicht van de gebaggerde hoeveelheden zand per winzone gebruikt voor respectievelijk strandopspuitingen en het aanleggen van de voedingsberm zijn bijeengebracht in Tabel 3.7 en 3.8 (data afkomstig van AWZ- WWK). 15

3.4. Synthese Opspuitzone A1 GI-W OSW KB Apr 92-Mei 92 De Haan Centrum 1.35 0 0 0 Nov 94-Nov 95 De Haan W Bredene 0.59 0 0 1.86 Mar 96-Okt 96 De Haan E Wenduine 0.37 0.02 0 1.31 Okt 98-Apr 99 Blankenberge 0.06 0.52 0.08 0 Feb 99-Mei 99 Knokke 0 0.93 0 0 Apr 92-Mei 99 2.37 1.47 0.08 3.17 Tabel 3.7: Strandopspuitingen: totaal gebaggerde hoeveelheid zand in 10 6 TDS per winzone (A1: aanloop Scheur A1, GI-W: Geul I West, KB: Kwintebank, OSW: oksel Scheur West Pas v/h Zand). Opspuitzone TO S-W TO P-E BW O TB Feb 91-Mar 92 De Haan Centrum 1.13 0 0 0 Nov 93-Dec 95 De Haan W Bredene 1.10 0 0 0 Jan 96-Feb 98 De Haan E Wenduine 0.33 0.22 0.12 0.13 Feb 98-Aug 99 De Haan W Bredene 0 0.16 0 0 Feb 91-Aug 99 2.56 0.38 0.12 0.13 Tabel 3.8: Voedingsberm: totaal gebaggerde hoeveelheid zand in 10 6 TDS per winzone (TO: toegangsgeul Oostende; S-W: Stroombank-West; P-E: Poortjes Oost; BW O: Stortboei B&W Oostende; TB: toegangsgeul Blankenberge). Sinds het begin van de werken in februari 1991 werd in totaal 10.28x10 6 TDS materiaal gebaggerd. Hiervan zijn 2.37x10 6 TDS afkomstig uit het Aanloop Scheur en 1.55x10 6 TDS uit het Geul I West en uit de uitbreiding Scheur West Pas van het Zand. Tijdens het baggerjaar 1997 werd enkel zand gewonnen in de Toegangsgeul Blankenberge (0.13x10 6 TDS) en aan de stortboei B&W Oostende (0.12x10 6 TDS), zie Tabel 3.8. Uit de gegevens kan niet achterhaald worden wat de gemiddelde erosie is langsheen delen van de Belgische kust. In Tabel 3.9 worden de jaarlijkse hoeveelheden (voor baggerjaar 1997) door menselijke ingrepen verplaatst sediment, samengevat. De hoeveelheid suppletie uit Tabel 3.9 geeft een jaarlijks gemiddelde van de in 3.3 voorgestelde data Slib Zand Havens 10.4x10 6 TDS/yr 0.04x10 6 TDS/yr Vaargeul 3.5x10 6 TDS/yr 1.0x10 6 TDS/yr Suppletie - 1.1x10 6 TDS/yr Totaal 13.9x10 6 TDS/yr 2.2x10 6 TDS/yr Tabel 3.9: Verplaatste hoeveelheden sedimenten door menselijke ingrepen (baggerjaar 1997, uitgezonderd suppletie, zie tekst). In de vaargeulen wordt gemiddeld ongeveer 1.4x10 6 TDS/yr zand gebaggerd, dit getal is de som van de gestorte en van de voor strandsuppletie gewonnen hoeveelheid. Van het gestorte zand dat gebaggerd werd in de havens en vaargeulen, wordt 80 % op S1 (0.81x 10 6 TDS/yr) en 20 % op S2 (0.2x10 6 TDS/yr) 16

gestort. Metingen op S1 laten vermoeden dat van het gestorte zand vermoedelijk 80 à 90 % (0.65-0.73x10 6 TDS/yr) ter plaatse blijft liggen. Uit de STA resultaten kan afgeleid worden dat de resterende 10 à 20 % naar het zuidoosten zal getransporteerd worden, dus richting het Scheur West/Oost. Dit laat toe te veronderstellen dat van de 0.52x10 6 TDS/yr gestorte hoeveelheid zand, die gebaggerd werden in het Scheur West en Oost, 0.08-0.16x10 6 TDS/yr (15 à 30%) aangevuld wordt vanuit S1. De onzekerheid op deze getallen is vermoedelijk groot. De grootste aanvulling van de vaargeulen gebeurt, gebaseerd op dezelfde STA resultaten, voornamelijk door zandtransport uit het westen (Wenduine Bank, Wandelaar). Voor suppletiewerken en het aanleggen van een voedingsberm is in de jaren 90 gemiddeld 1.1x10 6 TDS/yr zand gewonnen. Hiervan zijn 0.4x10 6 TDS/yr afkomstig van het Aanloop Scheur, Geul I en Scheur West, ofwel 30% van de totale hoeveelheid zand gebaggerd in de vaargeulen. Jaarlijks worden 2.5x10 6 TDS zand, door zandwinning uit het natuurlijk systeem gehaald. 17

4. Suspensiesedimenten: Concentratie en transport door de Straat van Dover en in de Zuidelijke Noordzee Het SPM wordt getransporteerd met de residuele stroming door de Straat van Dover naar de Zuidelijke Noordzee. Een deel bereikt het BCP en wordt verder meegevoerd naar de Duitse Bocht en het Skagerrak en Noors Kanaal waar het accumuleert. 4.1. Residuele stromingen door de Straat van Dover Data wijzen op een op lange termijn netto residuele stroming naar de Zuidelijke Noordzee vanuit het Engels Kanaal. 1. Salomon et al. (1993) hebben met een 2D numeriek hydrodynamisch model het residuele transport door wind en getij door de Straat van Dover berekend voor de periode 1983-1991. De resultaten variëren tussen 0.008x10 6 m³/s richting Kanaal (december 1988) tot 0.288x10 6 m³/s richting Noordzee. Het gemiddelde residuele debiet is 0.114±0.016x10 6 m³/s. De hoogste waarden treden op tussen oktober en januari en de laagste tussen mei en augustus. 2. Prandle et al. (1993a) hebben, mits gebruik te maken van hoge frequentie (HF) radar metingen, uitgevoerd in de Straat van Dover, een netto residueel transport van 0.04x10 6 m 3 /s (enkel M 2 getijcomponent) en een M 2 getijflux (amplitude) van 1.06x10 6 m 3 /s berekend. 3. Prandle et al. (1993b) geven een waarde voor het lange termijn netto residuele transport door de Straat van Dover van 0.11x10 6 m 3 /s. 4. Door de HF-radar meetresultaten (opgesteld langs Franse en Engelse kant van de Straat van Dover) te combineren met de snelheidsprofielen uit een ADCP (gemonteerd op de bodem in het midden van het kanaal) hebben Prandle (1993) en Prandle et al. (1996) de netto residuele getijstroming en de netto stroming berekend. De netto residuele getijstroming (alle componenten) werd geschat op 0.041x10 6 m 3 /s (enkel M 2 : 0.036x10 6 m 3 /s) en de netto residuele stroming geïnduceerd door de wind op 0.047x10 6 m 3 /s. Bijkomend werd een permanente flux gevonden van 0.06x10 6 m 3 /s. Dit resulteert in een netto langdurige instroming van 0.094x10 6 m 3 /s. 5. In Garreau (1997) wordt een M 2 flux berekend met een 2D numerieke model van 0.048x10 6 m 3 /s (Straat van Dover). Deze waarde ligt binnen de in de literatuur vermelde schattingen. De netto residuele stroming is berekend voor een jaarlijks gemiddelde windsnelheid en richting (6 m/s, 305 ) en bedraagt 0.105x10 6 m 3 /s. Voor de periode april 1994 maart 1995 werd een door een meteorologisch model berekende wind toegepast op een 3D HN model en een gemiddelde flux berekend van 0.79x10 6 m 3 /s (ter hoogte van Cherbourg/Christchurch Bay). De data tonen aan dat de netto flux door de Straat van Dover onderhevig is aan variaties, de jaarlijkse fluctuaties in het debiet bedragen volgens Salden & Mulder (1996) 15-20%. 18

4.2. SPM concentratie 4.2.1. Zuidelijke Noordzee Voor de Belgische kust (De Panne Westerscheldemonding) wordt een vrij hoge concentratie aan suspensiemateriaal waargenomen (Gullentops et al., 1977). De concentratie neemt af naar zee. Bovendien is de SPM concentratie beduidend groter tijdens de winter dan de zomer. Ter hoogte van De Panne worden waarden van 70 mg/l (winter) en 6-45 mg/l (zomer) gemeten. Richting zee neemt de concentratie af naar 1-4 mg/l. Voor de monding van de Westerschelde worden SPM waarden gerapporteerd van 2-11 mg/l (zomer) en 13 mg/l (winter), meer offshore (ter hoogte van Zeebrugge) stijgt de concentratie naar 1-22 mg/l (zomer) en 31 mg/l (winter). Turbiditeitsmetingen langs de Nederlandse kust (Groenendijk, 1992) bevestigen de grote verschillen in SPM concentratie tussen zomer (lage waarden) en winter (hoge waarden). Groenendijk kan dit seizoenaal verschil niet verklaren uit de wind invloeden. Hij wijst daarom op de grote verschillen in biologische activiteit tussen zomer en winter. Eisma & Kalf (1987a & b) vermelden dat de concentratie van SPM langs de centrale as van de Zuidelijke Noordzee relatief constant is met een waarde lager dan 5 mg/l. Richting kust verhoogt de SPM concentratie en bereikt een waarde van ongeveer 50 mg/l ter hoogte van Belgische kust. Ter hoogte van de monding van de Westerschelde is de SPM concentratie gemiddeld 100 mg/l. Door Van Raaphorst et al. (1998) werd de maandelijks gemiddelde distributie van SPM in de oppervlaktewateren berekend gebruikmakend van de 1973-1993 NOWESP databank en van NOAA/AVHRR satellietbeelden (1990-1991). Uit de resultaten blijkt dat in de Belgische kustzone (10 km) gedurende heel het jaar een hoge turbiditeit optreedt. De maxima vallen tussen september en maart (gemiddeld > 80 mg/l, maxima > 200 mg/l). De zeer hoge SPM concentraties langs zowel de Belgische als de Engelse (Thames) kust worden uitgelegd door neren in de residuele waterflux en door het optreden van naar de kust gerichte bodemstromingen. In zijn numeriek slibtransportmodel voor de Nederlandse kustzone legt Salden (1998) aan de zuidelijke rand (dit is ter hoogte van Oostende) een slibconcentratie op van 50 mg/l tot 10 km buiten de kust. Tussen 10 en 30 km buiten de kust een randvoorwaarde van 10 mg/l en verder dan 30 km uit de kust een waarde van 5 mg/l. Salden baseert zich op de MWTL gegevens verzameld langs de Appelzak-raai over de periode 1973-1993. 4.2.2. Straat van Dover In Tabel 4.1 worden de jaarlijks gemiddelde waarden van SPM concentraties (slib) in de Straat van Dover voorgesteld. Deze waarden variëren tussen 3.4 mg/l offshore en 10.6 mg/l langs de kusten (Van Alphen, 1990; data afkomstig van het Centre National pour l Exploitation des Oceans CNEXO, 1981). De hoogste waarden treden op tijdens de winter en de laagste tijdens de zomer. 19

Kustwateren Offshore Gemidd. Min Max Gemidd. Min Max Winter 15.4 8.0 22.8 5.5 2.7 8.3 Lente 8.4 2.6 14.1 2.4 1.3 3.5 Zomer 6.0 1.8 10.2 2.2 1.1 3.3 Herfst 13.2 6.2 20.2 4.8 2.7 6.9 Jaar 10.6 3.3 17.9 3.4 1.2 5.6 Tabel 4.1: SPM concentraties in de Straat van Dover uit Van Alphen (1990). Gedurende het FLUXMANCHE I project (EC-MAST, 1990-1993) werden SPM concentraties gedurende 500 dagen over de verticale gemeten (Lafite et al., 1993). De SPM bodem concentraties kunnen 2-3 keer hoger zijn dan de oppervlakte concentraties. Over het algemeen zijn de SPM concentraties langs de Engelse kust consistent hoog (>10 mg/l), terwijl langs de Franse kust de hoge concentraties gevonden werden in januari en mei. In het midden van het kanaal zijn de SPM concentraties gedurende het volledige jaar laag (0.9-9.8 mg/l, gemiddeld 4.4 mg/l). In de kustwateren zijn de gemeten variaties gelegen tussen 1.5-70 mg/l (gemiddeld 15.3 mg/l). Uit de residuele lange termijn flux door de Straat van Dover van 0.094x10 6 m³/s (zie 4.1) en het door McManus & Prandle (1997) gepubliceerde jaarlijks gemiddelde SPM transport van 44.4x10 6 t/yr (zie 4.3.1), kunnen we een jaarlijks gemiddelde SPM concentratie van 15.0 mg/l afleiden. De waarden fluctueren tussen 7.4 mg/l (juni) en 19.5 mg/l (januari). Dit is, in vergelijking met andere bronnen (zie volgende alinea) een drie keer hogere waarde voor de gemiddelde SPM concentratie in het Kanaal en kan mogelijk wijzen op het voorkomen van hogere concentraties van SPM in de nabijheid van de bodem. Holt & James (1999) gebruiken ook de meetdata van SPM (korrelgrootte silt) van het North Sea Project, maar kunnen geen betrouwbare input aan SPM door de Straat van Dover met hun model berekenen, wegens een te grove resolutie van het gebruikte modelrooster. De auteurs vermelden een jaarlijks gemiddelde SPM concentratie van 4.9 mg/l in de Straat van Dover, dus beduidend lager dan de schatting van McManus & Prandle (1997) maar wel van dezelfde grootte orde als die in Tabel 4.1. 4.3. SPM transport 4.3.1. Straat van Dover SPM stroomt via de Straat van Dover de Zuidelijke Noordzee binnen. Ter hoogte van de Straat van Dover splitst de instroming zich en een deel wordt afgeleid naar de Franse en Belgische kustzone terwijl de rest naar het Noorden getransporteerd wordt (Engelse kust). Hieronder volgen enkele bestaande schattingen van het SPM transport: 1. Gebruik makend van de gemiddelde SPM concentratie in de Straat van Dover bij een saliniteit groter dan 35 psu (1.9 mg/l, bereik: 1.2-2.7 mg/l) en een gemiddelde residuele flux van 0.155x10 6 m³/s (Prandle, 1978) berekenen Eisma & Kalf (1979) een SPM transport van 8.0-11.5x10 6 t/yr. 20

Samen met het materiaal dat getransporteerd wordt door het water met lagere saliniteit (afkomstig van de Kanaalkusten) schatten zij het totale transport richting Noordzee op 11.5-15.0x10 6 t/yr. 2. Van Alphen (1990) erkent dat zijn schatting van het SPM transport van 17x10 6 t/yr door de Straat van Dover enkel benaderend is, wegens onzekerheden in de slibconcentratie en vooral de residuele waterflux. 3. Lafite et al. (1993) schatten het transport door de Straat van Dover op 19.22x10 6 t/yr (gemiddelde SPM concentratie van 6.1 mg/l). Langs de Franse kust ter hoogte van Cap Griz Nez is het transport gelegen tussen 0.92 4.19x10 6 t/yr (i.e. 5-22% van het totaal). 4. In het Quality Status Report 1993 (North Sea Task Force, 1993) worden waarden vermeld die afkomstig zijn van Eisma & Irion (1988) en ICONA (1992). Deze schattingen zijn respectievelijk 22-30x10 6 t/yr en 17x10 6 t/yr. 5. Velegrakis et al. (1997) geeft een literatuuroverzicht: hierin varieert de SPM flux door de Straat van Dover tussen 2.5 en 30.5x10 6 t/yr. Deze grote variaties zijn het gevolg van zowel technische verschillen in meettechnieken als van natuurlijk optredende variaties. De tot dan toe meest recente schatting werd verkregen tijdens het FLUXMANCHE I project en bedraagt 21.6±2.1x10 6 t/yr. 6. McManus & Prandle (1997) gebruiken modelresultaten en meetdata van SPM uit het North Sea Project (1987-1992) (zie 2.3). De modelresultaten tonen aan dat het transport van SPM door de Straat van Dover varieert met de seizoenen. Het transport is het laagst in juni (21.8x10 6 t/yr) en het hoogst in januari (57.8x10 6 t/yr). De jaarlijks gemiddelde waarde is 44.4x10 6 t/yr. De auteurs vermoeden dat hun schatting veeleer te hoog is terwijl deze gepubliceerd in het North Sea Task Force (zie boven, punt 4) te laag is. 7. Accumulatiemetingen in het Kattegat en Skagerrak blijken vier keer hoger te zijn dan tot nu toe werd aangenomen (de Haas, 1997). Hieruit volgt dat ook de slibflux door het Kanaal beduidend groter moet zijn en minimaal 46x10 6 TDS/yr bedraagt. Deze metingen bevestigen dus de hoge waarde voor de slibflux door het Kanaal uit McManus & Prandle (1997). 8. Metingen (Velegrakis et al., 1999) in het Engels Kanaal (Wight-Contentin sectie) wijzen op een netto input van SPM uit het westelijk naar het oostelijk Kanaal (2-71x10 6 t/yr). Deze SPM flux is van dezelfde grootte orde als het hierboven vermelde transport door de Straat van Dover. 4.3.2. Scheldeëstuarium De uitstroming van fluviatiel slib uit het estuarium is gering, terwijl er 0.57x10 6 t/yr marien slib naar het estuarium getransporteerd wordt (Van Alphen, 1990, data afkomstig van Steyaert & Van Maldegem, 1987). Recentere schattingen zijn van Van Maldegem et al. (1993). Zij maakten gebruik van metingen, van de morfologische eigenschappen van het gebied en van de heersende sedimenttransportprocessen. Hun resultaten worden voorgesteld in Tabel 4.2. Door Van Maldegem & Vroon (1995) wordt een SPM transport vermeld 21

van 0.1±0.2x10 6 TDS/yr richting Westerschelde. Dit transport is de resultante van een flux van 0.3±0.1x10 6 TDS/yr marien slib naar het estuarium en een flux van 0.2±0.2x10 6 TDS/yr fluviatiel slib naar zee. Rupel B/Nl grens Hansweert Vlissingen Fluviatiel slib 0.30 0.40 (0.35, 0.45) 0.20 (0.05, 0.30) 0.15 (0.03, 0.35) Marien slib 0-0.08 (-0.03, -0.13) -0.20 (-0.05, -0.30) -0.20 (-0.05, -0.35) Netto 0.30 0.32 0.00-0.05 Tabel 4.2: Gemiddeld transport in 10 6 t/yr van slib in het estuarium van de Schelde (Van Maldegem et al., 1993). Tussen haakjes de minimale en maximale schatting, transport naar opwaarts is negatief en naar afwaarts positief. 4.3.3. Andere bronnen 4.4. Synthese Het transport van fluviatiel slib uit het afleidingskanaal van de Leie naar de haven van Zeebrugge bedraagt ±0.1x10 6 TDS/yr (van Maldegem & Vroon, 1995). De hoeveelheid materiaal die uit de neer ter hoogte van Zeebrugge lekt is ongeveer 0.6x10 6 TDS/yr volgens van Maldegem & Vroon, 1995. Deze hoeveelheid is onder meer afhankelijk van de meteorologische omstandigheden. Vermoedelijk is de gemiddelde lekstroom groter, gezien recente simulatieresultaten niet wijzen op het bestaan van een grote wervel (zie 2.3.1). Bijkomende langdurige numerieke simulaties en in situ metingen kunnen hierover uitsluitsel geven. Jaarlijks wordt op stortplaats Zeebrugge Oost, gelegen ter hoogte van de wervel, ongeveer 6.6x10 6 TDS uit de haven van Zeebrugge gedumpt. Kwantitatieve data die wijzen op een vergroting van de slibvoorraad ter hoogte van de oostelijke kustzone zijn ons niet gekend. Salden en Mulder (1996) vermelden dat de neer niet als sedimentbron gezien mag worden, hij is slechts een tijdelijke tussenstop voor de SPM aanvoer uit het Kanaal. Sinds 1919 is de bodem op de Paardenmarkt met ongeveer 1.5 m verondiept. Indien we aannemen dat het beschouwde gebied zich uitstrekt over ±25 km² en dat ±75% van de accumulatie gebeurde in de laatste 40 jaar, kan de netto sedimentatie geschat worden op 3 cm/yr. Met een gemiddeld slibgehalte in de bodem van ±50% vertegenwoordigt dit een jaarlijkse toename van het slibvolume van ±0.4x10 6 m³. Er verdwijnen dus ±0.2x10 6 TDS/yr uit het systeem. Dit is enkel 3% van de gestorte hoeveelheid. Zoals in 2.3.2. werd uitgelegd beschouwen we noch de eventueel dagzomende tertiaire kleilagen noch de Vlaamse Banken als bijkomende bron voor SPM. Een samenvattend overzicht van het jaarlijks residueel debiet door de Straat van Dover en SPM transport in de Zuidelijke Noordzee wordt voorgesteld in Figuren 4.1 en 4.2. 22

Figuur 4.1: Jaarlijks gemiddeld residueel debiet door de Straat van Dover in 10 6 m³/s (assen in geografische coördinaten, dieptelijn van 10 m MSL). Figuur 4.2: Belangrijkste fluxen van SPM (in 10 6 TDS/yr) in de Zuidelijke Noordzee (assen in geografische coördinaten). De meest recente langdurige schatting van het residueel debiet door de Straat van Dover is van Prandle et al. (1996). De jaarlijkse fluctuaties in het debiet bedragen volgens Salden & Mulder (1996) 15-20%. Dit geeft een gemiddelde waarde voor de residuele waterstroming door de Straat van Dover van 23

0.094±0.02x10 6 m³/s. Het SPM transport door de Straat van Dover wordt door McManus & Prandle (1997) geschat op gemiddeld 44.4x10 6 TDS/yr (seizoenale variaties: 21.8-57.8x10 6 TDS/yr). Dit is een factor twee meer dan tot dan toe werd verondersteld. De hoge waarde voor het SPM transport door het Kanaal heeft als gevolg dat de gemiddelde SPM concentraties hoger moeten zijn (ongeveer een factor drie keer groter) dan tot dan toe uit metingen bleek. De jaarlijks gemiddelde SPM concentratie in de Straat van Dover bedraagt dan 15 mg/l (7-20 mg/l). De literatuurgegevens over residuele stroming (Prandle, 1993; Prandle et al., 1993a en 1993b) en residueel SPM transport (Eisma & Kalf, 1979; Van Alphen, 1990) doorheen de Straat van Dover suggereren dat de helft van de SPM flux afgeleid wordt naar de Belgisch - Nederlandse kustzone. Dit resulteert in een SPM invoer naar het BCP van 22.2x10 6 TDS/yr (seizoenale variaties: 10.9-28.9x10 6 TDS/yr). In Salden & Mulder (1996) wordt gebruik gemaakt van een netto SPM transport naar de Westerschelde van 0.1±0.2x10 6 TDS/yr. Het transport van fluviatiel slib uit het afleidingskanaal van de Leie naar de haven van Zeebrugge bedraagt ±0.1x10 6 TDS/yr. Door accumulatie van slib ter hoogte van de Paardenmarkt verdwijnen ±0.2x10 6 TDS/yr uit het systeem. 24

5. Sedimentbalans Belgisch Continentaal Plat 5.1. Zandbalans Aan de hand van bestaande gegevens is het niet mogelijk een zandbalans op te stellen. De meeste studies over de sedimentologie van het BCP blijven kwalitatief, gezien de complexiteit van het onderwerp. De enigste kwantitatieve gegevens zijn afkomstig van baggerwerken, S1 stortplaatsonderzoek, zandwinning en strandsuppletiewerken. Volgende punten kunnen we opsommen: Uit de vaargeulen wordt jaarlijks 1.4x10 6 TDS gebaggerd, 1x10 6 TDS wordt gestort en 0.4 wordt gebruikt voor suppletiewerken. Het gestorte zand blijft voor 80-90% op de stortplaatsen liggen. De resterende 10-20% worden terug getransporteerd naar de vaargeulen. De belangrijkste aanvulling van de vaargeulen gebeurt voornamelijk door zandtransport uit het westen (Wenduine Bank, Wandelaar). De Vlaamse Banken zijn stabiel. Na erosieve fasen (stormen of zandwinning) treedt er een regeneratie van de bank op. Er wordt jaarlijks 2.5x10 6 TDS zand gewonnen (90% op de Kwintebank). Er treedt erosie op langs bepaalde sectoren van de Belgische kust. Jaarlijks gemiddeld worden 1.1x10 6 TDS zand gewonnen voor strandsuppletiewerken. De stranden dienen mogelijk als bron voor de aanvulling van de banken waar zand gewonnen wordt. 5.2. SPM-balans Aan de hand van de gegevens die in vorige hoofdstukken werden verzameld, is het mogelijk een slibbalans voor het BCP op te stellen. Deze balans wordt voorgesteld in Figuur 5.1 en in Tabel 5.1. Er dient wel opgemerkt te worden dat deze balans niet af is en dat het een synthese is van de beschikbare informatie. Zoals reeds werd vermeld, blijven een aantal vragen open, waarvan de belangrijkste het langdurig residueel stromingspatroon ter hoogte van de Belgische Oostkust is. 5.3. Suggesties voor verder onderzoek Op basis van de in dit rapport beschreven literatuurstudie worden volgende suggesties voor verder onderzoek voorgesteld: 1. Langdurige simulatie van de hydrodynamica en het slibtransport, met als doel het verbeteren van de sedimentbalans van het BCP (dit maakt deel uit van Taak 2 van dit project, zie 1.2). Hierbij zullen o.a. de hier verzamelde gegevens gebruikt worden. 2. Langdurige simulaties van de hydrodynamica ter hoogte van de Belgische Oostkust, die uitsluitsel geven over het al dan niet bestaan van een wervel in het residueel stromingspatroon en dus een verklaring geven voor het voorkomen van de slibvelden langs de kust. 25

10 6 TDS/yr Invoer Straat van Dover +22.2 Kanaal Leie +0.1 Sedimentatie in havens en vaargeulen Haven Oostende -0.7 Pas v/h Zand -1.9 Scheur West -1.2 Scheur Oost -0.5 CDNB + Haven/Voorhaven Zeebrugge -9.6 Gestorte hoeveelheden S1 +5.2 S2 +1.4 B&W Zeebrugge Oost +6.6 B&W Oostende +0.7 Accumulatie/Uit het systeem Paardenmarkt -0.2 Westerschelde -0.1 Uitvoer +22.0 Tabel 5.1: Balans van het suspensiesediment (slib, SPM) op het BCP in 10 6 TDS/yr. Positief: in suspensie, Negatief: gesedimenteerd materiaal. Figuur 5.1: Sedimentbalans (slib, SPM) op het oostelijk deel van het BCP in 10 6 TDS/yr. (positief: in suspensie, negatief: gesedimenteerd/geaccumuleerd material, zie ook tabel 5.1.). 26