-?JblfGÇ HET HYDRAULSCH REGME VAN DE SCHELDE ir. J. CLAESSENS, ngenieur van Bruggen en Wegen Ministerie van Openbare Werken, Antwerpse Zeediensten The Hydrau/ie Regime of the rlver Scheldt The present paper describing the hydrau/ie regime of the river Scheldt consists of three parts: - description of the river in its present contiguration - discription and explanation of the tidal movement in the river - description of the influence of the tida/ movement on the bottorn of the river The river Scheldt rises in the department of /Aisne in the north of France at a height of about toom. ft flows into the North Sea at Flushing aftera course of 320 kilometers. Half of the river is subject to the tides. The Scheldt has three important tributar/es in its non-tidal and canalised section: the Lys, the Haine and the Scarpe. n the tidal section there are two important tributar/es: the Ru pel, that itselves has a number of tidal influenced tributair/es of the 2nd order, and the cana/ised river Dender. The total catchment of the river Scheldt is about 2.500 kw and the mean discharge, downstream of the confluence of the Scheldt and the Rupel is 05m 3 /sec (40 year-average). Downstream the tour of Ghent, the river is subject to the tides. Th is is demonstraled by the periodic vertica/ and horizontal movement of the water. ft seems that only the period of the tide doesn t change a long the course of the river. This is caused by the special qualities of the tidal wave in the river. This wave is bom by the filling of the estuary during f/ood by the water of the sea. As the wave goes on into the river, it permanently looses volume. This lost volume wants to return to the sea by means of the /aw of gravity. lt is the sum of those two waves, the one that goes upstream info the river and the watervolumes that want to go back to the sea, that is respons/bie tor the special characteristics of the tidal wave in the river. lt is obvious that the changing of the direction of the water, tour times a day, must have an important influence on the bottorn of the river. Certainly because this bottorn consists of very fine sand. So in the Western Scheldt a very complex pattem of gu/lies, sandplates and channels has arised that keeps the estuary into a dynamic ba/ance. BESCHRJVNG VAN HET SCHELDEBEKKEN De Schelde ontspringt in het Noord-Franse Aisne departement, in de omgeving van St. Quentin en wel op een hoogte van ca. 00 mboven de zeespiegel. De totale lengte van de rivier tussen de bron en haar monding in de Noordzee te Vlissingen bedraagt ca. 330 km, waarvan de helft, i.e. 60 km, onderhevig is aan getij. Fig. toont een liggingsplan van de rivier en haar hydrografisch bekken. Tussen de bron en de monding verandert de Schelde verschillende keren grondig van uitzicht alsook van benaming. Het gedeelte op Nederlands grondgebied wordt Westerschelde genoemd en dit heeft de vorm van een zeearm. De Westersehelde is zeer breed, gemiddeld 5 km en kent een ingewikkeld stelsel van geulen, scharen en platen. Vanaf de Belgisch-Nederlandse grens tot aan de stuwen in het Gentse wordt de benaming Zeeschelde gebruikt met als precisering Boven- of Beneden-Zeeschelde naargelang op of afwaarts Antwerpen bedoeld wordt. De Zeeschelde is veel minder breed dan de Westerschelde, van ongeveer 2 km aan de grens tot ongeveer 50 m te Gent, en zij heeft ook een veel regelmatiger bedding. De Zeeschelde en de Westersehelde vormen samen het aan getij onderhevig gedeelte van de rivier. Vanaf Gent is de Schelde gekanaliseerd over een afstand van 38 km, waarvan 78 op Belgisch grondgebied. Dit gekanaliseerde gedeelte, tasamen met het nog resterende onbevaarbare gedeelte van de rivier heet Bovenschelde. Tussen Gent en Kamerijk is de Bovenschelde bevaarbaar voor schepen van 350 ton en zij heeft hier dan ook een overeenkomstig profiel. Meer opwaarts valt de bevaarbaarheid en het profiel terug tot 300 ton. De laatste 35 km zijn onbevaarbaar. n feite moet er dan nog een gedeelte genoemd worden, nl. de Westerseheldemond of het eigenlijke estuarium van de Schelde. Dit is gelegen tussen de lijn Breskens-Vissingen en de lijn Westkapelle - Blankenberge. Dit gedeelte bevat de 3 vaarpassen naar de Westersehelde alsmede uitgestrekte plaatgebieden. De helft van de Schelde is dus onderhevig aan getij en in een rivier kan de getijgolf op twee manieren ophouden te bestaan, ofwel door uitsterven ofwel door een stuw of een ander kunstwerk dat de verdere doorgang van de golf verspert. Welnu op de Schelde gebeurt dit door middel van de stuwen te Gentbrugge op de Schelde zelf en de stuwen te Merelbeke en te Zwijnaarde op de Ringvaart. De Ringvaart is een kanaal dat rond de stad Gent werd gegraven om de scheepvaart te vergemakkelijken en om de stad van overstromingen te vrijwaren. Dit kanaal verbindt alle rivieren en kanalen in het Gentse met elkaar. Ter hoogte van deze stuwen is de getijgolf nog lang niet aan uitsterven toe. Er is nl. nog ca. 2 m getij. Zoals verder uit fig. blijkt, heeft de Bovenschelde drie en de Zeeschelde twee belangrijke bijrivieren. Voor de Bovenschelde is dit de Leie, de Haine en de Scarpe en voor de Zeeschelde de Dender en de Ru pel. Voor de rest staat ze in verbinding met het Belgisch en Europees waterwegennet via een net van kanalen. Van de twee belangrijkste bijrivieren, die in de Zeeschelde uitmonden, is er één aan getij onderhevig, nl. de Rupel. Deze fungeert bovendien als een soort verzamelrivier van een aantal belangrijke bijrivieren van de 2e graad. De Rupel mondt uit in de Schelde te Schelle en hij heeft een lengte van 2 km tot Walem waar hij gevormd wordt door de samenvloeiing van Dijle en Nete. Er is getijdewerking over de ganse lengte van de rivier. Op de Dijle sterft het getij na ongeveer 28 km ter hoogte van de Damarmonding (Werchter) langzaam uit. De belangrijkste bijrivier van de Dijle die nog aan getij onderhevig is, is de Zenne. Zij mondt uit in de Dij le ter hoogte van het Zennegat waar ook het kanaal van Leuven naar Mechelen in de Dijle uitmondt. n dezennesterft het getij na ongeveer 2 km uit ter hoogte van Zemst. De Beneden-Nete die lesamen met de Dijle in Walem de Rupel vormt heeft een lengte van 6 km tot Lier waar hij gevormd wordt door de samenvloeiing van Kleine en Grote Nete. Op de KleineNeteis het getij voelbaar tot Grobbendonk 4 km opwaarts van Lier, en op de Grote Nete tot ltegem, 7 km opwaarts van Lier. Op beide rivieren houdt het getij langzaam op te bestaan. De Dender en de bijrivieren van de Bovenschelde zijn niet onderhevig aan getij gezien zij allen gekanaliseerd zijn. Verder is het nuttig te vermelden dat sedert 987 het zogenaamde lozingsmiddel te Bath in dienst gesteld is, waarmee het waterpeil in het Zoomserneer kan geregeld worden. Met zijn mogelijkheid om tot 00 m 3 /sec af te voeren kan dit lozingsmiddel als een belangrijke bijrivier van de Schelde beschouwd worden. Ook het kanaal Gent-Terneuzen doet in tijden van grote was dienst als afvoer van de Bovenschelde. Tenslotte is er via de haven van Antwerpen nog een watertoevoer vanuit het Albertkanaal en sedert 987 vanuit het Zoomsemeer. Water nr. 43 - november/december 988 63
Fig. : Hydrografisch bekken van de Schelde (,...... \...,. -.,..,- ),) :... " _,...,..,--,..."""...-; /.. l-.._,_.,.-- _J /,. tl JAQ[S[ LAAE CHARLERO JbNAHUA SCHAAL De totale oppervlakte van het hydrografisch bekken van de Schelde opwaarts van Vlissingen bedraagt 2.500 km 2. Het Rupelbekken neemt daarvan een kleine 7000 km 2 voor zijn rekening en het Leiebekken ongeveer 4000 km 2. 2. HYDROLOGE Een belangrijke parameter in de beschrijving van de hydrologie van een rivier is de afvoer. De afvoer van de Schelde wordt bepaald te Schelle aan de samenvloeiing van de Boven-Zeeschelde en de Ru pel. Hier wordt de som gemaakt van de afvoer van beide bekkens en dit wordt de afvoer van de Schelde genoemd. Deze afvoer bedraagt 05 m 3 s en dit cijfer is een gemiddelde van de laatste 40 jaar. Rond dit gemiddelde zijn er op 0-daagse basis schommelingen mogelijk van 20 tot 650 m 3 s. Dit laatste cijfer is zeer extreem en bijvoorbeeld in het zeer natte voorjaar van 988 werden slechts waarden opgetekend van 400 m 3 s. Fig. 2: Debiet en opp.-verdeling van het Scheldebekken ter hoogte van de Rupelmonding. Q mj/ s fl. km 2 Bovenschelde 27 0.23 WZ$;: Dender Zenne Dijle Ne te Zeesrhetde.Rupet -- Q 2 25 2 9.374 \.,":\ " l fi.,,.. ij;.69 liltil: i iiil. 3.577 Cf.679 lmffif"ffiiitj.059 l Over de verdeling van de afvoer over de verschillende bijrivieren geeft fig. 2 nadere informatie. Deze figuur toont enerzijds het relatief belang van de oppervlakte van de verschillende zijbekkens en anderzijds geeft zij het aandeel weer van deze zijbekkens in de totale afvoer van de Zeeschelde. 64 Water nr. 43 - november/december 988
Fig. 3: Plaatselijke tijkrommen gemiddeld tij 9 7-980 Schelde........ Opvallend is dat de Bovenschelde in verhouding minder debiet levert dan haar bijrivieren. Alhoewel het bekken van de Bovenschelde ongeveer dubbel zo groot is als dat van de Rupel geeft de Bovenschelde een merkelijk kleinere afvoer dan de Rupel, nl. ongeveer de helft. De reden hiervoor is te vinden in het feit dat Leie en Bovenschelde instaan voor de voeding van het kanaal van Duinkerken naar Valanciennes in Frankrijk en ook voor de kanalen in Oost- en West-Vlaanderen, waaronder het niet te onderschatten afleidingskanaal van de Leie naar Zeebrugge dat speciaal is aangelegd om het Leiedebiet uit de stad Gent te houden. Ook het kanaal Gent Terneuzen wordt gevoed door de Bovenschelde. De rivieren van het Rupelbekken voeden ook wel kanalen, bvb. het Zeekanaal van Brussel naar de Rupel, doch dit gebeurt op een veel kleinere schaal dan op de Bovenschelde en de Leie. Vandaar die scheefgetrokken debietverhoudingen.. 3. BESCHRJVNG VAN HET GETJ N DE SCHELDE Fig. 4: Gemiddelde getijkrommen te Antwerpen 97-982... 6m r---t-- r Sm - ;- - j - t - n de Zeeschelde, de Westerschelde, de Durme en het aan getij onderhevig gedeelte van het Rupelbekken worden de waterstanden bepaald door het getij. n de Schelde wordt dit gekenmerkt door zijn halfdaags karakter d.w.z. dat in ongeveer een halve dag het waterpeil in een bepaald punt gedurende een zekere tijd stijgt tot een maximum bereikt wordt: de hoogwaterstand, waarna het water terug daalt tot een minimumhoogte: de laagwaterstand. Hierna herbegint de cyclus. De exacte duur van de cyclus bedraagt gemiddeld 2h25 min, t.t.z. de gemiddelde tijdsduur tussen twee opeenvolgende doorgangen van de maan door een meridiaan. Fig. 3 toont de lokale getijkrommen, d.i. de verandering van het waterpeil i. f.v. de tijd in enkele karakteristieke plaatsen langs de Schelde. Het is duidelijk te zien dat de getijgolf flinke wijzigingen ondergaat tijdens haar loop door de rivier. Uitgenomen de periode, het tijdsverloop tussen 2 opeenvolgende L. W., verandert ongeveer alles aan de getijgolf: amplitude, HW en LW, duur van de stijging, halftijhoogte, snelheid enz... Verder verandert de getijgolf niet alleen tijdens haar loop door de rivier maar zij verandert tevens van dag tot dag. nderdaad het getij wordt opgewekt door de aantrekkingskracht van zon en maan. Deze kracht is veranderlijk i.f.v. de relatieve stand van deze hemellichamen. Een dag of twee na volle of nieuwe maan, dus alle veertien dagen, zijn de getijverschillen maximaal: springtij, en een tweetal dagen na eerste en laatste kwartier dus opnieuw alle veertien dagen, tussen de springtijen in, zijn de getijverschillen minimaal : doodtij. Dit gaat gepaard met respectievelijk maximale en minimale HW en, afwaarts van Dendermonde met respectievelijk minimale en maximale LW. Te Antwerpen bedraagt het verschil in amplitude liefst 4dm, zoals figuur 4 aantoont. Buiten het periodiek stijgen en dalen van de waterspiegel (verticaal getij), is er verder een alternatieve beweging naar opwaarts en afwaarts van het water in de rivier (horizontaal getij). Tijdens de vloed stroomt het water van afwaarts naar opwaarts en tijdens de eb net andersom. Het ogenblik waarop de stroomrichting van het water verandert noemt men de kentering en men spreekt dan van vloed- en ebkentering. Vloed en eb komen niet overeen met het stijgend en het dalend gedeelte van de getijkrommen. De kentering valt, uitgenomen -,--- mldd ld spriogtij G mldd ld tij Gtmiddeld aoodtij -. Een tweede belangrijke factor in het hydraulisch regime zijn de waterstanden. Voor wat Bovenschelde, Leieen Dender betreft, deze zijn gekanaliseerd d.w.z. dat zij door middel van stuwen in panden worden verdeeld en in elk pand wordt een constant waterpeil aangehouden. Enkel in geval van grote was worden de stuwen volledig geopend en kan er gesproken worden van een natuurlijke stroming. Op de Bovenschelde zijn er op Belgisch grondgebied naast de stuwen te Gentbrugge, Merelbeke en Zwijnaarde die de verbinding met de Zeeschelde vormen, nog zes grote sluis- en stuwcomplexen. Van afwaarts naar opwaarts bevinden zij zich te Asper, Oudenaarde, Berchem, Spiere, Kain en Antoing. n Frankrijk zijn er op de Bovenschelde dan nog 5 grote (350 T) en een 25-tal kleine stuwen (300 T). 4m --- ----- : 2m m / /.. / -.- r -t-- j /. /. -,//. ;/ / Ciem. springtij Gtmidcfeld tij Gem. dodij T.A.W. -j -. f -6h -5 + -4-3 -2 - i i Stijglog Dollog H.W. h. rnin h. min m US 7.25 s.ss S.t8 7.07 5.5 5.47 6.S3 4.64 -- L.W. m 0.20 0.0 0.29 4 - -,- 6 4 - t --i 7"-t--- Bh Water nr. 43 - november/december 988 65
Fig. 5: Vloedvolume Schelde gemiddeld tij 97-980. 9 3 0 m.0 - VLOEDVOLUME 0.8 - in het uiterste opwaarts gedeelte van het getijgebied, opwaarts Mei e, na de ogenblikken van HW en LW, zodat in het begin van de daling nog vloedstroom wordt waargenomen en omgekeerd. tijcyclus ongeveer miljard m 3 zout zeewater in de Westerschelde. Dit gebeurt niet éénmaal maar 700 keer per jaar alle 2h25 min opnieuw. Door de menging en de toch aanwezige permanente afvoer van bovenwater is er een zoutgradiënt ontstaan in de rivier die samen met de vloed- en ebstroom meebeweegt. (fig. 6) Het diagram van figuur 5 toont het voornaamste kenmerk van dit horizonaal getij, nl. de variatie van het vloedvolume langsheen de loop van de Schelde. Het vloedvolume is de totale hoeveelheid water die tijdens de vloed door de dwarsdoorsnede gaat en het gemiddelde getijdebiet is ditzelfde vloedvolume gedeeld door de duur van de vloed. Per getijcyclus stroomt er te Vlissingen ruim miljard m 3 water binnen in de Schelde, d.i. gemiddeld 50.000 m 3 s. En dat zelfde volume vermeerdert met nog wat bovenafvoer, stroomt er enkele uren later weer uit. Te Antwerpen is het vloedvolume gedaald tot 70 mln m 3 of 3000 m 3 s en te Dendermonde is dit respectievelijk 6 mln m 3 of 250 m 3 s. Vergeleken met deze cijfers is het duidelijk dat de gemiddelde bovenafvoer van 05 m 3 s niet de minste invloed kan hebben op het regime van de Wester-en de Beneden-Zeeschelde. n de Bovenschelde wordt deze invloed wel merkbaar. Men noemt het gedeelte opwaarts van Dendermonde dan ook het fluvio-maritiem gedeelte van de rivier. Waar de afvoer op de Wester- en Beneden Zeeschelde wel belang heeft is op het zoutgehalte. Met het vloedwater stroomt per ge- Fig. 6: Zoutgradiënt in de Schelde. g ( 20r-------------------.--------------------,--------------------, 0 VLSSNGEN WNTER \ H.W. Kentering --- L.W. Kentering \.... +- --:_-;o- ANTWERPEN SO km 66 Water nr. 43 - november/december 988
Bij HW ligt deze gradiënt verder landinwaarts dan bij LW. Bij springtij legt de gradient grotere afstanden af dan bij doodtij, en in perioden van grote bovenafvoer, in de winter dus, ligt de zoutgradiënt merkelijk meer afwaarts dan in droge perioden. Het zoutgehalte in de Schelde, en dan zeker in het pand tussen Antwerpen en Hansweert is bijgevolg aan grote schommelingen onderhevig. Nog een interessant gegeven in verband met de vloed- en ebstroming is het volgende: een regendruppel die ter hoogte van de Rupelmonding in de Schelde valt zal, vooruit en achteruit gaand naar afwaarts toe bewegen. Per vloed ongeveer 4kmin opwaartse richting en per eb ongeveer 6 km terug naar afwaars, d.i. gemiddeld 2 km naar afwaarts per getij. Om de 92 km tussen de Ru pelmonding en de Scheldemonding af te leggen zal hij bijgevolg ± 24 dagen nodig hebben. De gemiddelde snelheid van het water bedraagt in dit pand zowel bij vloed als bij eb dus ongeveer 70 cmls. Ze is wat hoger opwaarts dan afwaarts. Ook in functie van de tijd is de watersnelheid niet constant. Het feit dat er kenteringen en vloed en eb zijn spreekt voor zich. Bij vloed bvb. wordt het maximum ongeveer h voor HW genoteerd. Dit bedraagt dan ongeveer,5 keer de gemiddelde snelheid of mis. Dit wil niet zeggen dat in speciale o mstandigheden, zoals bijvoorbeeld een zeer sterk springtij en op welbepaalde plaatsen, geen merkelijk grotere snelheden mogelijk zijn, tot zelfs 2,5 mis. 4. VERKLARNG VAN HET GETJ N DE SCHELDE n het vorige hoofdstuk werd een summiere beschrijving van het getij in de Schelde gegeven, maar hoe wordt dit verklaard? De Schelde is duidelijk te klein opdat er in haar bedding een getijopwekking door zon en maan zou kunnen plaats vinden. Zelfs de Noordzee vormt hiervoor een te klein bekken. Neen, het getij in de Schelde ontstaat eenvoudigweg door het opdringen in de rivier van een gedeelte van de getijgolf uit de Noordzee, die op haar beurt ontstaat door het binnenlopen van een gedeelte van de getijgolf van de Atlantische oceaan. Nu heeft de doorsnede van de Schelde een trompetvormig verloop, wat wil zeggen dat de natte sectie tussen Vlissingen en Gent voortdurend afneemt en wel volgens een expontiële wet. De wrijvingsweerstanden nemen echter voortdurend toe, al was het maar door de vermindering van de diepten. Dit heeft voor gevolg dat de getijgolf zich in de Schelde niet in haar geheel en ongeschonden voortplant zoals in volle zee maar dat zij voortdurend verandert. n eerste instantie verliest zij permanent aan volume. Er is steeds een volume water dat achter blijft en dat terug naar zee wil lopen, samen met de bovenafvoer. Omdat in de Westersehelde en de Beneden-Zeeschelde, tot ongeveer de Rupelmonding, het volumeverlies als gevolg van het energieverlies en de sectievernauwing mekaar niet volledig compenseren, neemt het tijverschil in dit pand steeds toe. Opwaarts van de Rupsimonding doet zich het omgekeerde voor en nemen de getijverschillen gevoelig af, voornamelijk wegens de kleinere diepten en dus grotere wrijvingsweerstanden. Het langsprofiel van figuur 7 toont de zogenaamde meetkundige plaats van HW en LW. Dit is de omhullende van de HW- en LW-standen langs de rivier. Hieruit blijkt dat het gemiddelde getijverschil aan de monding ongeveer 4 m bedraagt, dat dit aan de Rupelmonding opgelopen is tot ca. 5,25 m en dan terug afzakt tot ongeveer 2 m in het Gentse. Verder zal de duur van de stijging en ook van de vloed steeds korter worden. Het rechtstreeks gevolg hiervan is, aangezien de duur van de ganse getijgolf constant blijft, een langer leeglopen tijdens de daling. Dit fenomeen wordt steeds sterker naar opwaarts toe. De reden hiervoor is dat naar opwaarts toe de diepten zeer sterk afnemen en de voortplantingssnelheid van de getijgolf evenredig is met de vierkantswortel van deze diepte. Bij grote diepten, zoals bij HW, zal de voortplantingssnelheid dan ook groter zijn dan bij kleinere diepten, zoals bij LW. Vandaar deze vervorming, de top van golf haalt de teen als het ware in. Dit is ook duidelijk te merken aan de celeriteit, die tussen Vlissingen en Gent bij HW gemid deld 7,5 mis bedraagt en bij LW slechts 5 mis. Deze cijfers vergeleken met de gemiddelde watersnelheid van 70 cmls tonen duidelijk aan dat de voortplantingssnelheid van de Fig. 7: Meetkundige plaats van Hoog en Laagvaten in de Schelde 97-980. 6m Sot 2m,,. T.A.W,.-----------,--------r--------,,-,---,---,----,------.,r,---r-,---,------------r--,---,---Tr----r i : _z S.2B s.2il 5.4 2J\ y /_ lt", 0 v-=_ / _..5M. ).-. R m :: /AN op--._jv-, Hooaw- ft / - - : : 7fii / tr: MEElKUNDG --------------+--------+---+-----------+---r------+-----+----+------r i! ;:;...-- l!--ri4..,-[n.r &/..._NJ!! +4------------------t---------r-+----r---r--_,--------t-;---+-------i---,_--+r---+ HEfTKUNDGE SAMENGEVOEGDE AFSTANDEN! 0... om 8.5000 5.3000 TUSSENAFSTANOEN 6.0000 -+-----r--r------+ l V PLAATS -.75 7.250.4500 8.0500 t52s. 2.0 r l6.429a.9,6.520m 2.87Cm 0.882oo S.S63m 6.490m j6.0&7m 8.773m :::>!i!!;2... ffi... " <... "... " Water nr. 43- november/december 988 67
getijgolf niet hetzelfde is als de watersnelheid. Wat misschien nog nuttig is om te vermelden is het ogenblik van de kenteringen. Deze vallen niet samen met de middenstand zoals op de oceaan en ook niet met de ogenblikken van HW en LW. Zij vallen gemiddeld h na HW of LW. Ook dit kan verklaard worden door de superpositie van de binnenkomende getijgolf en de terugstromende resten van de vorige golf. Naarmate de binnenkomende golf steeds krachtiger wordt, zal zij op een bepaald moment, dat noodzakelijk na LW moet vallen, sterker worden dan de uitstromende golf. De overgang is het moment van de kentering. Met de vloedkentering gebeurt iets analoogs. De kentering vindt plaats op het ogenblik dat de steeds achterblijvende watervolumes (per tijdseenheid) vermeerderd met het bovendebiet, groter worden dan het opwaarts stromend golfdebiet. n het fluvio-maritiem gedeelte van de rivier, waar het bovendebiet een grote rol begint te spelen, betekent dit dat het ogenblik van de vloedkentering nogal eens kan wisselen. Het komt zelfs voor dat de vloedkentering voor HW valt en zelfs dat zij samenvalt met de ebkentering waardoor er geen vloed meer voorkomt, alleen nog verticaal getij. Fig. 8: Baan depressies klassieke stormvloeden (type ). p. Fig. 9: Baan depressies stormvloeden (type //). s\ \8h F \. OOh 3/ 5. Stormvloeden Men spreekt van stormvloed op de Schelde volgens Nederlands begrip, wanneer te Vlissingen het peil NAP = 3,30 m, d.i. TAW + 5,63 m wordt overschreden. Volgens Bel gisch begrip is er sprake van stormvloed wanneer te Antwerpen het peil TAW + 6,60 m wordt bereikt of overschreden. Volgens de frequentietabellen van hoge waterstanden gebeurt dit gemiddeld 2 maal per jaar. Verder spreekt men van buitengewone stormvloed wanneer te Antwerpen het peil TAW + 7,00 m, d.i. de zogenaamde "blauwe steen" wordt overschreden. Dit komt gemiddeld eens in de 3 jaar voor. Hoe worden deze stormvloeden veroorzaakt? n de noordelijke Atlantische Oceaan worden in de winterperiode voortdurend depressies gevormd, die zich dan in Oostelijke richting verplaatsen. Meestal blijven zij op een vrij grote breedte en hebben dan weinig invloed op de zuidelijke Noordzee. Ook kunnen zij onmiddellijk gevolgd worden door één of meerdere nieuwe depressies, die de wind verhinderen om naar het NW te ruimen. Soms komt het echter toch voor dat zij wegdraaien naar het Zuid-Oosten en niet gevolgd worden door een nieuwe depressie, zodat de wind boven de zuidelijke Noordzee eerst stevig vanuit het Z.W. kan aanwakkeren om dan naar het N.W. te ruimen. Hierdoor wordt een grote hoeveelheid water vanuit de Atlantische Oceaan in de Noordzee gestuwd en die superponeert zich op het daar heersende getij, dat op zich ook al door de N.W.-wind tegen onze kusten wordt gestuwd. De afmetingen van de Noordzee nemen af naar het zuiden toe, zodat het waterpeil nog meer verhoogd wordt en het is deze verhoogde waterstand in de Noordzee die dan in de Schelde dringt. ndien dit samenvalt met doodtij of een laag astronomisch HW is er niets aan de hand aangezien er nog reserve genoeg is. Als dit echter samenvalt met een springtij, dat uit zichzelf al hogere HW kent, kan dit aanleiding geven tot een stormvloed. Er zijn dus vele "alsen" nodig om een stormvloed te creëren. De figuur 8 geeft de baan aan van de depressies die de twee hoogst gekende waterstanden te Antwerpen veroorzaakten, nl. deze van 953 met een HW van 7, 77 m en deze van 976 met een HW van 7,3 m. Deze beide stormvloeden behoren tot het klassieke type dat men één tot enkele dagen vooraf ziet aankomen en waarbij de hoge waterstand zich geleidelijk opbouwt. Bij eb wordt minder water afgevoerd dan er bij vloed was binnengekomen. Men ziet dus een trapsgewijze verhoging van de opeenvolgende HW en LW. Er bestaat ook nog een ander type stormvloed dat de laatste jaren meer en meer voorkomt, nl. deze gevormd op de Westerschelde zelf. (figuur 9). Deze stormvloeden worden veroorzaakt door in omvang zeer kleine maar in waarde zeer diepe depressies die in het Oosten van de Atlantische Oceaan ontstaan, zeer plots, en die zich met een enorme snelheid over het Kanaal of de Noordzee verplaatsen. Wanneer het toeval wil dat deze depressies, die ook gepaard gaan met enorme windkrachten in een zeer kleingebied, 0 tot 2 Beaufort, zich bij springtij lesamen met de vloed boven de Westersehelde bevinden, geven zij aanleiding tot plots opkomende stormvloeden, die praktisch niet te voorspellen zijn. Gewoonlijk kent het voorafgaand LW nog een fikse verlaging zodat tijverschillen van 7,50 m te Antwerpen kunnen genoteerd worden. 68 Water nr. 43- november/december 988
Fig. 0: Geulligging Westerschelde. LEGENDE @! Schorre Bij L. W. dr oogvallende platen (GLLWS Oml ------Ondieper dan GLLWS - 8m c:=::joieper dan GLLWS -8m De stormvloeden van 2 januari 979 en 20 october 986 met een getijverschil van respectievelijk 7,45 m en 7,44 m zijn hier een voorbeeld van. Voor beide stormvloeden werd het stormvloedcriterium te Vlissingen niet of nauwelijks bereikt, terwijl in beide gevallen te Antwerpen het water op de kade stond. 6. nvloed van het getij op de morfologie van de Scheldebodem Tenslotte nog een woordje over de invloed van het getij op de morfologie van de Scheldebodem. De bodem van de Westersehelde bestaat uit fijn zand. Het is slechts in de havens en de inhammen langs de oevers dat slib wordt aangetroffen. De bodem van de Beneden-Zeeschelde is ietwat complexer. Hier komen zandbodems, kleibodems en gemengde zand/slibbodems voor. n een andere bijdrage zal hierop dieper worden ingegaan. Het is duidelijk dat het tweemaal daags in- en uitstromen van hogergenoemde hoeveelheden water zijn invleod moet hebben op de bodem, zeker wanneer die hoofdzakelijk bestaat uit fijn zand. Figuur 0 toont de complexe structuur van de Westerscheldebodem. Tijdens de vloed stroomt ruim miljard m 3 water langs de monding in de rivier. Dit vloedwater wordt vanuit de zee en de Scheldemonding in de Schelde gestuwd. Hierdoor zal het water ook zoveel mogelijk rechtuit willen stromen en hierbij worden brede diepe en rechte geulen, vloedscharen genaamd, in het zand getrokken. Uiteraard stroomt het water over de ganse breedte van de rivier, uitgenomen daar waar de platen drooggevallen zijn, doch in hoofdzaak zal het zich willen concentreren in deze vloedscharen. Dit is zo omwille van het grotere verhang dat hier heerst. nderdaad, deze vloedscharen zijn korter dan de ernaast liggende ebgeul, wat een groter verhang en dus grotere stroomsnelheden met zich meebrengt. Deze grote stroomsnelheden gaan dan weer gepaard met een groot uitschurend vermogen wat de instandhouding van de vloedschaar zeer ten goede komt. Op een bepaald ogenblik echter lopen de platen onder water waardoor de snelheid tijdelijk afneemt want het doorstroomprofiel vergroot vrij plotseling drastisch. Bovendien ontstaat er een dwarsverhang tussen vloedschaar en ebgeul, waardoor dan weer dwarse geultjes door de plaatsgebieden vorm krijgen en het debiet in de vloedschaar naar het einde toe afneemt. Het gevolg van dit alles is dat de breed en diep begonnen vloedschaar min of meer doodloopt. De vloedscharen op de Westersehelde zijn van afwaarts naar opwaarts : Schaar van de Spijkerplaat, Everinge, Overloop van Hansweert, Schaar van Waarde, Schaar van de Noord, Appelzak en als laatste op de Beneden-Zeeschelde de Schaar van Ouden Doel. Meer naar opwaarts wordt de Zeeschelde te klein van afmetingen om nog scharen te kunnen bevatten. Tijdens de eb is er een totaal ander soort stroming. Er is hier geen sprake meer van een opdringende watermassa. Het enige dat gebeurt is het terug leeglopen van de rivier en dit volgens de wetten van de zwaartekracht. Hier gelden dan ook de wetten van Fargue met alles dat daarbij hoort zoals het meanderen, het ontstaan van drempels, de diepe geulen in de holle oevers enz... Bovendien vindt de eb plaats bij de lagere waterstanden, de ebkentering valt immers na LW, waardoor de ebgeul zich nog meer tussen de platen zal concentreren. Op de Schelde volgt de eb voornamelijk volgende geul: Honte, Pas van Terneuzen, Middelgat, Zuidergat, Nauw van Bath, het Vaarwater boven Bath en het vaarwater langs Ouden Dijk. Verder naar opwaarts is er slechts één geul meer en dit is uiteraard de ebgeul. De drempels die telkens de ondiepere overgang vormen tussen twee opeenvolgende bochten van de ebgeul hebben de volgende benam ing, eveneens van af- naar opwaarts: Drempel van Borssele, van Baarland, van Hansweert, van Valkenisse en van Bath op de Westersehelde en de drempel van Zandvliet, van Frederik, van Lillo en van De Parel op de Beneden Zeeschelde tussen de Belgisch-Nederlandse grens en de Kallosluis. n een andere bijdrage wordt hierop uitgebreid ingegaan. Zoals de kaart weergeeft, bevinden de vloedscharen zich in de plaatgebieden tussen de ebgeul en de bolle oever. Zij maken aansluiting met de ebgeul, precies ter hoogte van de drempels die er tijdens de eb reeds zijn gemaakt. De drempelvorming aldaar zal bijgevolg nog versterkt worden. Het teveel aan zand moet tijdens de eb dan weer weggeërodeerd worden. Ook zal even opwaarts van de drempel een kortsluitgeul ontstaan tussen de ebgeul en de vloedschaar. De reden is weerom te zoeken in het verhang. Deze kortsluitgeul noemt men een ebschaar. Vooral deze ebscharen zijn zeer beweeglijk en niet zelden verplaatsen zij zich met snelheden tot 0,5 m/dag zoals de uitloop van de Zimmerman. Dit gebeurt dan in uurwijzerzin met de ebgeul mee tot ze verzanden. Meer opwaarts ontstaat er dan een nieuwe ebschaar. Op deze wijze heerst er in de Westersehelde een dynamisch evenwicht tussen getij, stroming en geulligging. De rivier zal steeds trachten deze evenwichtstoestand te behouden of terug te bereiken. Het is slechts als gevolg van calamiteiten, in dit geval zware stormvloeden of door zware ingrepen van de mens dat grote wijzigingen in het hydraulisch en morfologisch regime van de rivier worden aangebracht. ir. J. CLAESSENS Ministerie van Openbare Werken Antwerpse Zeediensten Loodsgebouw, Tavenierkaai, Antwerpen Water nr. 43- november/december 988 69