Maatregelstudie Eems-Dollard, Economie en Ecologie in balans Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling herstel maatregelen Eems-Dollard

Maatregelstudie Eems-Dollard, Economie en Ecologie in balans Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling herstel maatregelen Eems-Dollard

Rijkswaterstaat Noord Nederland 17 oktober 2013 Definitief rapport

HASKONINGDHV NEDERLAND B.V. RIVERS, DELTAS & COASTS

Chopinlaan 12 Postbus 8064 9702 KB Groningen +31 (0)50 521 42 14 [email protected] www.royalhaskoningdhv.com Eem-, Gooi- en Flevoland 56515154

Documenttitel

Telefoon E-mail Internet KvK

Maatregelstudie Eems-Dollard, Economie en Ecologie in balans Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling herstel maatregelen EemsDollard

Verkorte documenttitel

Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling

Status

Definitief rapport

Datum

17 oktober 2013

Projectnaam

Maatregelstudie Eems-Dollard, Economie en Ecologie in Balans

Projectnummer

BC4649-100-100

Opdrachtgever

Rijkswaterstaat Noord Nederland

Referentie

Auteur(s)

BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm

Petra Dankers, Lies van Nieuwerburgh, Bart Peerbolte, Thomas Vijverberg, Filip Schuurman, Tom van den Berg

Collegiale toets Datum/paraaf Vrijgegeven door Datum/paraaf

Thomas Vijverberg 17 oktober 2013 ir. Martijn van Houten 17 oktober 2013.

A company of Royal HaskoningDHV

INHOUDSOPGAVE Blz. 1

INLEIDING 1.1 1.2 1.3

1 1 2 2

Context van deze studie Van workshop naar modelmaatregelen Leeswijzer

2

METHODIEK EN GEBRUIKTE MODELLEN

3

3

MAATREGELEN 3.1 Meergeulensysteem 3.2 Komberging 3.3 Zoet water 3.4 Meandering 3.5 Monding 3.6 Diepzeehaven

7 7 10 11 11 13 14

4

MODELRESULTATEN 4.1 Getijslag en waterstanden 4.2 Zoutgehalte 4.3 Debieten 4.4 Schuifspanning 4.5 Stroomsnelheden 4.6 Analyse monding

15 15 20 22 26 28 33

5

AFGELEIDE EFFECTEN 5.1 Effect van maatregelen op slibhuishouding 5.2 Effecten van de maatregelen op ecologie en waterkwaliteit

39 39 42

6

KOSTEN

50

7

SYNTHESE

52

BIJLAGEN 1. Grafieken schuifspanning 2. Grafieken residuele debiet door geulen - Meergeulenplan

Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling Definitief rapport

BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm -i-

17 oktober 2013

BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm 17 oktober 2013

Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling - ii -

Definitief rapport

1

INLEIDING

1.1

Context van deze studie Rijkswaterstaat Noord Nederland heeft Royal HaskoningDHV opdracht verleend voor het hydrodynamisch doorrekenen en (kwalitatief) beschrijven van effecten van zes maatregelen,die in ‘Economie en Ecologie in balans’ verband worden voorgesteld om de kwaliteit van het N2000 gebied Eems-Dollard te verbeteren. De studie kent een sterke samenhang met meerdere onderzoeken en processen en dient hiertoe ook als input. Dit betreft onder meer het opstellen van het Integraal Managementplan, het onderzoek naar de slibhuishouding van de Eems Dollard (als onderdeel van het BPRW 2010-2015) en de Voorstudie Maatregelen Economie en Ecologie in balans die wordt getrokken door Programma Rijke Waddenzee. Voorliggend onderzoek gaat uit van een verslechterde situatie van het Eems-Dollard estuarium met verschillende mogelijke oorzaken. Eén van de problemen in de Eems rivier is de getijde asymmetrie en het fenomeen tidal puming waarbij de ebstroom kleiner is dan de vloedstroom met te hoge vertroebeling en verschuiving van het vertroebelingsmaximum stroomopwaarts als gevolg. Het is niet duidelijk of tidal pumping alleen heeft gezorgd voor de grote toename in troebelheid maar feit is wel dat een te hoge vertroebeling een direct negatief effect heeft op primaire productie door de vermindering van de beschikbaarheid van licht. Primaire producenten zijn de basis van de voedselketen in het estuarium en de rivier, waardoor de effecten op de primaire productie doorwerken hogerop in de voedselketen. Bij te hoge vertroebeling krijgen ook mosselbanken, macrofauna en mogelijk ook vis last waardoor ze verdwijnen uit het ecosysteem. In het Eems Dollard estuarium is niet goed bekend wat de werkelijke oorzaken van het probleem zijn. Dit kan een combinatie zijn van verschillende antropogene invloeden, zoals baggeren en inpolderen. Het bovengenoemde onderzoek naar de slibhuishouding Eems-Dollard (dat is niet voorliggende studie) richt zich op de oorzaken van de toegenomen troebelheid in de Eems-Dollard en adviseert op welke wijze en met toepassing van welke maatregelen de toestand van de biologische kwaliteitselementen van de kaderrichtlijn Water in de EemsDollard kan worden verbeterd of hersteld. De berekeningen van voorliggend onderzoek moeten leiden tot een voorselectie van maatregelen die mogelijk in het kader van het ‘Onderzoek slibhuishouding ED’ verder in detail worden doorgerekend op effecten op de waterkwaliteit. Dit betekent dat in voorliggend onderzoek niet naar oorzaken van het probleem wordt gekeken maar oplossing(srichting)en worden verkend gericht om de hoeveelheid slib in het systeem te verminderen, onafhankelijk van het feit waarom deze slibhoeveelheden zijn toegenomen. Er wordt hierbij gekeken naar maatregelen die mogelijk (positieve) effecten hebben op getijprisma, getij asymmetrie en troebelheid.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm -1-

17 oktober 2013

1.2

Van workshop naar modelmaatregelen De selectie van de zes door te rekenen maatregelen heeft plaatsgevonden tijdens een workshop georganiseerd door programma Rijke Waddenzee op 14 juni. Tijdens deze workshop zijn mogelijke maatregelen verwoord, heeft waar mogelijk een nadere detaillering of locatie aanduiding plaatsgevonden en heeft een vervolgens een filtering plaatsgevonden aan de hand van criteria. Dit heeft geresulteerd in een pakket van zes maatregelen welke potentieel geschikt waren om door te rekenen met behulp van een hydrodynamisch numeriek model. Daarnaast zijn maatregelen benoemd die niet door zijn gerekend, maar door PRW in een afzonderlijk spoor nader uit worden gewerkt. Het detailniveau van de maatregelen bleek na afloop van de workshop onvoldoende om direct modelberekeningen uit te voeren. Daarnaast was er sprake van enkele gecombineerde maatregelen, terwijl juist inzicht in de effectiviteit van een van de maatregelen gewenst is. Om de scenario’s modelgereed te maken heeft twee keer overleg met de begeleidingsgroep plaatsgevonden en zijn enkele deskundigen geraadpleegd. De keuzes zijn vastgelegd in verslagen van de overleggen. Tijdens de overleggen bleek de effectiviteit van de maatregelen vooraf vooral lastig in te schatten en is vastgesteld dat de maatregelen daardoor veelal onderzoeksmaatregelen betreffen om grip te krijgen op het systeem. Pas als gevoel wordt verkregen bij het functioneren van het systeem kan een richting worden bepaald voor het opstellen van concretere, inpasbare maatregelen. De insteek van de voorgestelde maatregelen is daarmee, als nu een extremere variant wordt gekozen dan geeft dit aan dat een maatregel wel/niet kansrijk is in kleinere vorm wat betreft effectiviteit.

1.3

Leeswijzer De rapportage is als volgt opgebouwd. Hoofdstuk 2 geeft een beschrijving van de methodiek voor het bepalen van de hydrodynamische en de afgeleide effecten. In hoofdstuk 3 worden de maatregelen nader beschreven. Hoofdstuk 4 gaat in op de hydrodynamische effecten. Waarbij per aspect de maatregelen onderling worden vergeleken. Hoofdstuk 5 beschrijft de afgeleide effecten op slibhuishouding en ecologie. In hoofdstuk 6 wordt ingegaan op de kosten van de verschillende maatregelen. Hoofdstuk 7 sluit af met de synthese.



2

METHODIEK EN GEBRUIKTE MODELLEN De aanpak van deze studie bestaat uit gecombineerd uitvoeren van hydrodynamische berekeningen en het doorvertalen van de afgeleide effecten op basis van expert judgement en aannames. De studie heeft vooral als doel om richting te geven, waarbij in vervolgstudies nadere detaillering plaats kan vinden met aanvullende morfologische modelberekeningen of gedetailleerde analyse van veldwaarnemingen. Analysemethode hydrodynamische effecten In dit rapport zijn de hydrodynamische effecten bepaald met behulp van Delft3D. In de analyse is gekeken naar de factoren getijslag, zoutindringing, getij-asymmetrie en stroomsnelheden. De maatregelen zijn doorgerekend met het model van de Eems-Dollard dat draait op Delft3D. Er zijn 2 modellen beschikbaar, een groot model (WED model) dat loopt tot buiten de Waddeneilanden en een kleiner model dat de grens heeft liggen ter hoogte van Eemshaven. Het kleinere model (ERD model) heeft een fijner rooster en zal nauwkeuriger resultaten geven, vooral in het gebied rond de Dollard en stroomopwaarts. Afhankelijk van de door te rekenen maatregel is de keuze gemaakt voor één van de modellen. De bathymetrie van beide modellen is weergegeven in Figuur 2.1 en 2.2.

Figuur 2.1: Bathymetrie van het grote model



17 oktober 2013

Figuur 2.2: Bathymetrie van kleine model, inclusief extra roostercellen rond de Dollard

De ruwheid van de bodem wordt aangegeven met Manning’s n. Voor zandbodems ligt deze veelal rond de n=0,02 maar voor gladdere slibbodems is een waarde van n = 0,01 realistischer. In Figuur 2.3 is de gebruikte ruwheid voor het ERD model weergegeven. Het WED model heeft dezelfde bodemruwheid, alleen loopt de waarde van 0,02 verder door naar het noorden.

Figuur 2.3: Bodemruwheid in het model, aangegeven met Manning n (Deltares 2013)



Voor de analyse is gebruik gemaakt van uitvoerpunten nabij de as van het estuarium, van Papenburg tot Dukegat (Figuur 2.4). Verder is gebruik gemaakt van de dwarsprofielen zoals die zijn aangegeven in Figuur 2.4.

Figuur 2.4: Locaties van uitvoerpunten en dwarsprofielen. Voor maatregel Meandering is een extra profiel toegevoegd (meetpaal Dol)

Voor al deze locaties en transecten zijn berekende tijdseries beschreven en geanalyseerd. Daarnaast zijn verschillende 2D figuren gemaakt van de stroomsnelheden. Kwalitatief bepalen afgeleide effecten De verschillende afgeleide effecten zijn bepaald op basis van de hydrodynamische berekeningen. Het betreft de afgeleide effecten op morfologie, baggeren en sedimentconcentraties. De afgeleide effecten betreffen voornamelijk een eerste inschatting basis van de modelresultaten en een kwalitatieve beoordeling van de slibdynamiek. Pas na volledige doorrekening met een volledig morfologisch model kunnen deze effecten meer in detail worden bepaald. De morfologische modelberekeningen liggen buiten de scope van dit onderzoek en zijn onderdeel van het KRW onderzoek “slibhuishouding ED”. De effecten op slibhuishouding worden op zijn beurt doorvertaald naar effecten op natuur en waterkwaliteit. Het is duidelijk dat dit geen exacte wetenschap is en dat het slechts een richting kan aangeven of er mogelijk effecten op natuur en waterkwaliteit zullen zijn. Bij het lezen van de ecologische resultaten dient hier rekening mee te worden gehouden. In deze effectbepaling zijn er te weinig exacte data om de extrapolatie van effecten op hogere delen van de voedselketen te kunnen uitvoeren. Om meer exacte effecten op primaire productie te kunnen beschrijven, zijn berekeningen met het bovengenoemde slibhuishoudingsmodel noodzakelijk.



17 oktober 2013



3

MAATREGELEN Voor deze studie zijn de volgende maatregelen geselecteerd en nader geanalyseerd:  Meergeulensysteem;  Komberging;  Zoet water;  Diepzeehaven;  Meandering;  Monding. Hieronder volgt een korte beschrijving per maatregel. Het doel van de maatregel is hierin opgenomen en de wijze waarop de maatregel is verwerkt in het model. Tevens wordt kort ingegaan op keuzes die zijn gemaakt en het vooraf verwachte effect.

3.1

Meergeulensysteem De maatregelberekening Meergeulen heeft tot doel het inzichtelijk maken in hoeverre in de toekomst een stabiel meergeulensysteem te realiseren is. Deze maatregel komt voort uit de wens van een natuurlijk herstel waarbij een meergeulensysteem, zoals dat van oudsher aanwezig is geweest, zou kunnen zorgen voor een vermindering van de getij-asymmetrie en daardoor een vermindering van de troebelheid in het systeem. Bij het doorrekenen van deze maatregel is er sprake van een spanningsveld tussen het uitvoeren van een realistische som, waarbij vanuit natuurlijk herstel naar een meergeulensysteem wordt gewerkt of een gevoeligheidssom om te kunnen bepalen welke omvang gewenst is en of in dat geval een evenwichtssituatie ontstaat. Er is voor gekozen om de gevoeligheidssom uit te voeren met twee geulen van gelijke grootte. De resultaten hiervan geven inzicht in de stabiliteit van de gecreëerde situatie. Op basis hiervan kan worden bepaald of deze maatregel in deze vorm voldoende is of dat een grootschaligere maatregel nodig is. Voor de uitvoering in het model zijn twee even grote geulen gemaakt in het gebied tussen Eemshaven en Delfzijl. De plaat Hond en de Paap is hiertoe in oostelijke richting verschoven. Beide geulen hebben een diepte gekregen van minimaal NAP -12 m. De huidige dwarsdoorsnede van het Oost Friesche Gaatje is in de maatregel gelijk verdeeld over de twee geulen. In figuur 3.1 is de toegepaste model bathymetrie weergegeven.



17 oktober 2013

Figuur 3.1: Bathymetrie voor maatregel Meergeulen

In Figuur 3.2 is de verandering van het doorstroomoppervlak per geul weergegeven vanaf het zuidelijke splitsingspunt richting het noorden. In deze figuur is te zien dat het doorstroomoppervlak van de Bocht van Watum meer dan verdubbeld is terwijl het OostFriesche Gaatje kleiner is geworden. Opvallend hierbij is dat in de buurt van het noordelijke splitsingspunt (vanaf 10.000 m en verder) het doorstroomoppervlak van het Oost-Friesche Gaatje beduidend groter is dan het doorstroomoppervlak van de Bocht van Watum. Dit kan tot gevolg hebben dat het water tijdens vloed minder gemakkelijk de Bocht van Watum instroomt.



Figuur 3.2: Doorstromend oppervlak als functie van afstand over de geul-as, berekend bij een waterstand van 0 m +NAP.

Om de aanpassingen verder inzichtelijk te maken worden in Figuur 3.3 verschillende dwarsprofielen weergegeven. Het betreft een dwarsprofiel over het meest noordelijke puntje van de plaat de Hond en de Paap, een dwarsprofiel over het midden van de plaat en een dwarsprofiel over het meest zuidelijke puntje van de plaat. Alle profielen lopen van west naar oost.

Figuur 3.3: Dwarsprofielen op drie locaties door de Bocht van Watum en Oost-Friese Gaatje



17 oktober 2013

3.2

Komberging De maatregel Komberging heeft tot doel de slibhuishouding in het systeem te verbeteren en het getij-volume en getij-asymmetrie te verminderen. Het is in eerste instantie echter nog onduidelijk welke areaalgrootte benodigd is om voldoende effect te sorteren. Daarnaast kan ook de locatie van de komberging een rol spelen in het effect. Bij de analyse is daarom ook gekeken of het toevoegen van komberging een substantiële toename van debiet in het Oost Friesche Gaatje tot gevolg heeft gehad, waardoor mogelijk de getij-asymmetrie juist is toegenomen in plaats van afgenomen. Vanwege modelbeperkingen is gekozen gebruik te maken van het plan Braaksma. Dit plan gaat uit van het inzetten van lager gelegen polders die gedurende langere tijd worden opengezet voor instroom van water. In feite is het de bedoeling dat deze polders vanwege hun diepe ligging en eindlocatie aan de geulen in de Dollard, langzaam opslibben totdat het polderniveau weer overeen komt met het omliggende maaiveld niveau. Op dat moment kan eventueel de polder weer worden gesloten en kan een andere laaggelegen polder worden ingezet. Dit is het zogenaamde concept van wisselpolders. Voor de invoer in het model is de 15 km2 polder uit het plan Braaksma verplaatst richting de Dollard zodat de ingreep binnen het modelgrid past. Ook de huidige maaiveldhoogte van de polder is doorgezet naar locatie van de ingreep. De schematisatie van de maatregel is weergegeven in Figuur 3.4.

Figuur 3.4: Bathymetrie voor maatregel komberging



3.3

Zoet water De maatregel Zoet water heeft tot doel inzicht te verschaffen in de mogelijkheid om de estuariene circulatie in de Dollard aan te passen. Hierdoor zou het slibgehalte kunnen afnemen. De maatregel bestaat uit het verplaatsen van de totale zoetwater uitstroom bij Delfzijl naar Nieuwe Statenzijl door aanleg van aanvoerkanaal (figuur 3.5). Hiertoe is de tijdreeks die in de referentiesituatie bij Delfzijl is opgelegd verplaatst naar Nieuwe Statenzijl. Momenteel wordt bij Nieuwe Statenzijl 10 – 30 m3/s gespuid. Het gemiddelde debiet bij Delfzijl is ongeveer 10 m3/s. De toename in zoet water t.o.v. de referentie situatie is groot.

Figuur 3.5: Locatie afvoerkanaal voor maatregel Zoet water

3.4

Meandering Voor de maatregel meandering is een volledig nieuwe meandergeul aangelegd in de Dollard. Het water van en richting de Eems rivier zal hierdoor een langere weg afleggen via een ondiepere geul. In de analyse is vooral gekeken of ten gevolge van de extra wrijving de getij-asymmetrie en het getijvolume afnemen. Het laten meanderen van de geul in de Dollard is een vergelijkbare maatregel als het vergroten van de meandering in de Eems of het stroomopwaarts verplaatsen van de stuw bij Hebrum.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 11 -

17 oktober 2013

Om er voor te zorgen dat de meander ook daadwerkelijk een functie heeft is in de modelberekening de huidige geul in de buurt van Emden afgesloten aan beide zijden. Er kan ook voor worden gekozen om de geul aan één kant af te sluiten. Hierdoor is de haven van Emden nog goed bereikbaar voor scheepvaart. Om vervolgens ook de stroming van het water door de meander te dwingen is een dam aangebracht loodrecht op de meanderbocht. Om de meander in de modelbathymetrie te krijgen is de bodemligging van de platen in de Dollard aangepast. Er is een hypsometrische curve gemaakt van de huidige situatie en deze is ook toegepast voor de maatregel. Hierbij is een natuurlijk verloop gecreëerd vanuit het noorden vanaf een hoogte van NAP +1 m naar NAP -2 meter bij de geul. Bij deze maatregel is het goed te beseffen dat alleen morfostatische berekeningen worden uitgevoerd. De ligging van de meander is de initiële ligging. Ten gevolge van sedimenttransporten zal deze zich gaan verplaatsen. Dit wordt echter niet meegenomen in het model. De ligging van de meander en de verschillende dammen is weergegeven in Figuur 3.6.

Figuur 3.6: Bathymetrie voor maatregel Meandering, initiële ligging meander

Voor deze maatregel zijn ook figuren gemaakt van het doorstroomoppervlak en verschillende profielen. Deze figuren geven inzicht in de vormgeving van de meander en eventuele knelpunten. In Figuur 3.7 is het doorstroomoppervlak als functie van de afstand weergegeven. Hierin is duidelijk te zien dat het doorstroomoppervlak nog flink varieert. Dit kan knelpunten opleveren in de doorstroming.



Figuur 3.7: Doorstromend oppervlak als functie van afstand over de geul-as, berekend bij een waterstand van 0 m +NAP.

In Figuur 3.8 zijn verschillende dwarsprofielen weergegeven van de meanderbocht.

Figuur 3.8: Dwarsprofiel over de meander in maatregel Meandering

3.5

Monding De maatregel voor het afsluiten van de monding is een conceptuele maatregel om de werking van het systeem te verkennen. Het is een extreem waarbij de uitkomsten inzicht geven in het effect van elke voorgestelde kleinere maatregel, zoals bijvoorbeeld de barrière eilanden. De vraag is in welke mate de monding moet worden verkleind. Bij eerdere studies naar de Westerschelde is een zelfde soort onderzoek uitgevoerd.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 13 -

17 oktober 2013

Daarom is er voor gekozen om voor deze maatregel geen model som uit te voeren maar om gebruik te maken van eerdere studies naar vergelijkbare maatregelen in de Westerschelde en een maatregel in het Eems estuarium waarin de toegangsgeulen worden geknepen.

3.6

Diepzeehaven Deze maatregel bestaat niet uit het daadwerkelijk schematiseren van een haveneiland/diepzeehaven in het model maar uit het schematiseren van de situatie na enige tijd als een diepzeehaven wordt aangelegd. Er hoeft dan niet meer te worden gebaggerd in het estuarium met als gevolg dat de bodem van de geulen hoger komt te liggen. Focus bij deze maatregel ligt op het gedeelte van de geul vanaf Eemshaven tot aan het gebied waar het Eems estuarium overgaat in het Emder Vaarwater. Voor dit deel is in overeenstemming met de begeleidingscommissie gekozen voor een verhoging van de al aanwezige drempels in het systeem. In Figuur 3.9 is te zien dat de drempels zijn verhoogd naar respectievelijk NAP -12 m (lichtgroene vlak linksboven) en NAP – 9 m (gele vlak rechtsonder).

Figuur 3.9: Bathymetrie maatregel Diepzeehaven



4

MODELRESULTATEN

Dit hoofdstuk geeft een beschrijving van de modeluitkomsten. Voor vijf maatregelen zijn modelberekeningen uitgevoerd. Het hoofdstuk is zo opgebouwd dat per parameter de resultaten van de verschillende maatregelen worden beschreven. Hierdoor zijn de maatregelen op de verschillende parameters onderling goed vergelijkbaar. Het hoofdstuk gaat in op getijslag en waterstanden, zoutgehalte, debieten, stroomsnelheden en getij-asymmetrie. De resultaten van de maatregel monding worden behandeld op basis van een studie van de Westerschelde.

4.1

Getijslag en waterstanden Eén van de te verwachten effecten van de maatregelen in de Eems is een verandering in getijslag of –amplitude. Direct in verband hiermee staan de waterstanden. Deze onderdelen worden daarom ook gezamenlijk hier besproken. In de Figuren 4.1 tot en met 4.5 zijn de effecten te zien voor de verschillende maatregelen. Voor deze en overigens ook andere effecten geldt dat steeds 2 figuren zijn weergegeven, dit in verband met het feit dat de maatregel Meergeulen en Diepzeehaven met het grotere model zijn uitgevoerd. Ook zijn in veel figuren niet alle gekleurde lijnen waar te nemen. Dit is een gevolg van het zeer beperkte effect dat de meeste maatregelen hebben waardoor de resultaten niet zijn te onderscheiden van de referentie situatie. Allereerst wordt gekeken naar de Figuren 4.1, 4.2 en 4.3 waar overzichten te zien zijn van de verandering van gemiddelde getijslag en gemiddelde hoog en laagwaterniveau’s vanaf Dukegat tot Papenburg. Opvallend is dat vooral maatregel Meander effect lijkt te hebben en de overige maatregelen minimaal tot helemaal geen effect. Voor meer detail kan gekeken worden naar de Figuren 4.4 en 4.5 waar tijdseries van de getijslag worden weergegeven. Maatregel komberging (plan Braaksma) zorgt voor een lichte verlaging in getijslag, ongeveer met 6 cm vanaf ongeveer de locatie van de maatregel. Deze verlaging blijft stroomopwaarts, richting Papenburg, bestaan. Een zelfde orde grootte van verschil geldt voor Maatregel Meergeulen. Ook hier een verlaging van de getijslag. In dit geval is deze verlaging zowel richting Papenburg als richting Dukegat terug te vinden. De totale verlaging van ongeveer 6 cm is, vergeleken met het getijverschil van 2,7 bij Dukegat tot 3,8 m bij Papenburg nihil te noemen. Een veel groter kombergingsgebied is nodig om werkelijk een aanpassing van de getijslag te realiseren. Hetzelfde geldt voor de Maatregel Meergeulen, waarschijnlijk zouden ook in de Waddenzee de geulpatronen aangepast dienen te worden om voldoende effect te sorteren. De maatregel Meandering heeft het grootste effect op getijslag, ongeveer 1 m. Met name het effect op de waterstand bij eb is groot: ca. 1 m hogere eb-waterstand als gevolg van de meanderbocht (Figuur 11). Dit is een belangrijk aspect omdat in dit geval de verkleining van de getijslag niet zorgt voor lage laagwaters waardoor scheepvaart niet meer mogelijk is maar juist voor hogere laagwaters waardoor minder gebaggerd hoeft te worden. De langere geul zorgt tevens voor een vertraging van de eb- en vloedpiek met ca. 30 minuten.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 15 -

17 oktober 2013

De verandering van de getijslag met 1 m is groot te noemen. Een totale getijslag van 2,7 meter bij Papenburg komt namelijk overeen met de situatie zoals deze was rond 1975, net tijdens de eerste grote aanpassingen aan het systeem. Let wel, in de periode hiervoor, rond 1950 en eerder lag de getijslag rond de 1,80 m.

Figuur 4.1: Gemiddeld getijslag over een willekeurige periode (7 – 9 oktober) in het ERD-model (boven) en het WED-model (onder). Merk op dat in het ERD model is gerekend met een 2005 tijdserie, terwijl het WED rekent met een tijdserie uit 2012 tijdens een andere periode van het getij. Hierdoor ontstaat een verschil in gemiddeld getijslag



Figuur 4.2: Jaargemiddelde hoogwater- en laagwaterstanden in het ERD-model

Figuur 4.3: Jaargemiddelde hoogwater- en laagwaterstanden in het WED-model


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 17 -

17 oktober 2013

Figuur 4.4: Tijdserie van waterstanden in de periode van 7 t/m 9 oktober voor de referentie (blauw), maatregel Plan Braaksma (zwart), maatregel Meandering (rood) en maatregel Zoet water (groen). In Emden is geen meting voor maatregel Meandering, aangezien de geul daar omgeleid wordt. Alleen maatregel Meandering heeft duidelijk effect op de waterstand en getijslag



Figuur 4.5: Tijdserie van waterstanden in de periode van 7 t/m 9 oktober voor de referentie (blauw), maatregel Meergeulen (rood) en maatregel Diepzeehaven (groen) in het WED-model.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 19 -

17 oktober 2013

4.2

Zoutgehalte Een tweede effect van de maatregelen is de mate van zout water indringing en het effect daarvan op de estuariene circulatie. Veranderingen in estuariene circulatie kunnen effect hebben op de sedimenttransporten en daarmee op de hoeveelheid zwevend stof in het systeem. Deze circulatie is sterk diepte afhankelijk en complex om te analyseren. In deze studie wordt kort ingegaan op zouteffecten, in een latere fase van de studie (geen onderdeel van deze opdracht) zal de estuariene circulatie in meer detail geanalyseerd worden. In Figuur 4.6 is te zien dat de maatregel Meandering een relatief sterk effect heeft op zoutindringing: een daling van ca. 6‰ bij Pogum en Terborg. De maatregel Meergeulen laat het zoutgehalte vanaf de monding bij Dukegat dalen met max. 1‰, Maatregel Komberging zorgt voor een daling in zoutgehalte van max. 0,3‰, terwijl maatregel Zoet water nauwelijks effect heeft.

Figuur 4.6: Zoutgehalte (berekend) in de meetpunten voor de referenties en verschillende maatregelen in het ERD-model (boven) en WED-model (onder)

Maatregel zoet water is doorgerekend omdat juist hier mogelijk effecten op de estuariene circulatie werden verwacht. Voor deze maatregel zijn daarom in Figuur 4.8 verschillende profielen weergegeven met het zoutgehalte over de vertikaal. Deze profielen zijn berekend door het model op de uitvoerpunten zoals weergegeven in Figuur 4.7.



Figuur 4.7: Locatie van het zoetwaterlozingspunt (oranje), het uitvoerpunt Measurement pole Dol (rood) en uitvoerpunt Knock (paars)

Figuur 4.8: Zoutgehalte in de verticaal bij Measurement Pole Dol (boven) en Knock (onder) net na de hoogwaterpiek bij doodtij (links) en bij springtij (rechts). Referentie is de blauw; maatregel Zoetwater is rood


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 21 -

17 oktober 2013

Figuur 4.9: Tijdserie van het zoutgehalte bij Measurement Pole Dol tijdens doodtij (links) en springtij (rechts) voor bovenin de waterkolom (doorgetrokken lijnen) en onderin de waterkolom (stippellijn). Referentie is de blauw; maatregel Zoetwater is rood

In Figuur 4.9 is te zien dat gedurende het grootste deel van de tijd de zoutgehaltes in de bovenlaag (doorgetrokken lijn) en de onderlaag (stippellijn) met elkaar overeen komen. Dit betekent dat het water goed gemengd is en er geen stratificatie aanwezig is. Alleen in een korte periode net rond hoogwater is het zoutgehalte in de bodemlaag hoger dan in de toplaag en kan er gesproken worden over gelaagdheid in het systeem. Dit is ook goed te zien in het verticale profiel van locatie Measurement Pole Dol in Figuur 4.8 waar net na de hoogwaterpiek een zoetwater bovenlaag aanwezig is. Door de aanwezigheid van deze stratificatie wordt sediment met de vloedstroom het systeem in getrokken.

4.3

Debieten Het derde aspect is het effect van de maatregelen op het getij-debiet. In feite hangt dit sterk samen met de getijslag. Een groter debiet betekent ook een grotere getijslag. De resultaten zullen daarom ook overeenkomen. Het resultaat is weergegeven in Figuur 4.10 en 4.11.



Figuur 4.10: Tijdserie van debieten door dwarsprofielen in de periode van 7 t/m 9 oktober voor de referentie (blauw), maatregel Plan Braaksma (zwart), maatregel Meandering (rood) en maatregel Zoet water (groen). Een negatief debiet is de eb-stroming, dus richting zee. De blauwe, zwarte en groene lijn vallen over elkaar heen


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 23 -

17 oktober 2013

Figuur 4.11: Tijdserie van debieten in de periode van 7 t/m 9 oktober voor de referentie (blauw), maatregel Meergeulen (rood) en maatregel Diepzeehaven (groen) in het WED-model. Een negatief debiet is de eb-stroming, dus richting zee

Vanwege de toename in wrijving heeft maatregel Meandering als effect dat de debieten verlaagd worden, vooral de vloedpiek, welke bijna wordt gehalveerd ter hoogte van Pogum. De verlaging van het debiet is al te herkennen bij Dukegat. Richting de Eemsrivier worden de effecten alleen maar duidelijker. Deze maatregel heeft duidelijk niet alleen lokaal effect. De effecten zijn zowel in beneden- als bovenstroomse richting herkenbaar.



De maatregel Meergeulen heeft volgens de modelberekeningen alleen significant effect aan de Waddenzee zijde van de dubbele geulen, bij Dukegat. Hier is een beperkte verlaging van het eb en vloed debiet te herkennen. Mogelijk omdat de doorstroming, welke in deze maatregel over twee geulen wordt verspreid, beperkt is. In bijlage 2 zijn de cumulatieve debieten weergegeven door twee raaien ter hoogte van de Bocht van Watum en het Oostfriese gaatje. Een vergelijking van deze debieten geeft inzicht in de residuele circulatie (de netto transportrichting). In deze figuren is te zien dat in de huidige situatie de Bocht van Watum een sterk eb gedomineerde geul is (cumulatief debiet is negatief) en het Oostfriese Gaatje vloed gedomineerd (positief debiet). In de situatie met uitvoering van het Meergeulen plan wordt deze sterke dominantie minder. Beide geulen worden licht eb dominant. Dit is vooral het gevolg van het feit dat er netto debiet naar buiten stroomt vanwege de zoetwater afvoer. Belangrijker is dat het sterke verschil in karakteristiek (eb en vloed dominantie) minder wordt. De overige maatregelen hebben op het eerste gezicht nauwelijks effect op het debiet. Voor de maatregel Komberging is in meer detail naar het effect van de maatregel op het debiet gekeken. Allereerst is bepaald of het uitvoeren van de maatregel gevolgen heeft voor het totale debiet door het Oost Friesche Gaatje (Figuur 4.12). In deze figuur is te zien dat de maatregel zorgt voor een afname van het debiet van ongeveer 2000 m3/s tijdens de eerste fase van de eb. Tijdens de laatste fase van de eb is er juist een toename van het debiet met ongeveer 1500 m3/s. Gezien het totale maximale debiet van 20.000 tot 30.000 m3/s door het Oost Friesche Gaatje is de toe- en afname met 2000 m3/s niet groot. Wel is opvallend dat vooral de toename in het debiet juist samenvalt met het moment dat het debiet door het Oost Friesche Gaatje laag is (net voor laag water). Het extra water dat het kombergingsgebied is ingelopen komt op dat moment door deze geul stromen. Als gekeken wordt naar Figuur 4.13 is ook duidelijk te zien dat het debiet door de opening van het kombergingsgebied redelijk overeenkomt met het verschil in debiet uit Figuur 4.12. Bij instroom stroomt er in de pieksituatie orde 1500 tot 2000 m3/s maar binnen. Het maximale uitstroom debiet is lager, maar de tijdsduur van uitstroom is langer. Er zijn ook momenten in het jaar te vinden waar het piekdebiet hoger is orde 2000 – 3000 m3/s

Figuur 4.12: Debiet door het Oost Friesche Gaatje voor maatregel Komberging. a) Debiet in referentie en komberging, positief is vloed. b) Verschil in debiet tussen referentie en komberging. Positief tijdens vloedstroming en negatief tijdens ebstroming betekent hoger debiet in maatregel Komberging dan in de referentie


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 25 -

17 oktober 2013

Figuur 4.13: Debiet op instroomlocatie bij maatregel Komberging. Positief is instroming. Bovenste figuur, detail op een aantal dagen in oktober. Onderste figuur verloop over de maanden mei tot augustus

4.4

Schuifspanning Bodemschuifspanning is een belangrijke parameter voor sedimenttransport, omdat sediment transport vooral nabij de bodem plaatsvindt, ook als sediment in suspensie is. In Figuur 4.14 worden enkele voorbeelden van bodemschuifspanning gegeven. De bodemschuifspanning op overige meetpunten is weergegeven in Bijlage 1. In de figuren van maatregel Komberging, Meandering en Zoet water is duidelijk te zien dat eigenlijk alleen maatregel Meandering een effect heeft op de bodemschuifspanning. De maximale waarden worden ongeveer gehalveerd. Omdat sedimenttransport kwadratisch afhankelijk is van de bodemschuifspanning komt een halvering van de bodemschuifspanning overeen met een sedimenttransport van ongeveer een kwart van het oorspronkelijke sedimenttransport.



De situatie bij meetpunt Pogum (locatie net aan de zuidzijde van de ingreep) is weergegeven in Figuur 4.14. Hier is te zien dat de schuifspanning tijdens vloed is afgenomen van 0,4 - 0,6 N/m2 naar 0,1-0,3 N/m2. Een belangrijke daling die weergeeft dat tijdens vloed minder sediment opgewerveld zal worden. Een zelfde soort situatie geldt voor de eb periode waar de schuifspanning afneemt van bijna 1 N/m2 naar ongeveer 0,35 N/m2. Deze afname zorgt voor een omschakeling van een situatie waarin vooral opwerveling plaatsvindt naar een situatie waarin ook ruimte is voor sedimentatie. De gehele afname van schuifspanningen tijdens zowel de vloed als eb fase zal naar verwachting bijdragen aan een afname van de zwevendstofgehaltes in het water. Dit geldt voor vrijwel alle stations zuidwaarts van de maatregel zelf. Belangrijk hierbij is dat meetpunt Pogum niet in de geul ligt maar net daarnaast. In de geul zelf zullen de schuifspanningen voor de referentie situatie hoger zijn. De gevolgen voor sedimenttransport, erosie en sedimentatie kunnen hierdoor anders uitpakken.

Figuur 4.14: Bodemschuifspanning op de locatie van het meetstation Pogum. Een negatieve schuifspanning is zeewaarts gericht. Dit meetstation ligt iets buiten de hoofdgeul

Aan de Noordzijde van de maatregel zijn de effecten wat minder groot. Ook hier is overal een afname van de schuifspanning waar te nemen maar een groot deel van de tijd blijven de schuifspanningen hier nog steeds relatief hoog (>0,7 N/m2) waardoor het sediment in suspensie blijft komen. Bij locatie Knock is wel duidelijk te zien dat tijdens de vloed de schuifspanning na een korte piek deze snel onder de 0,5 N/m2 duikt en daar lang onder blijft hangen. Hierdoor heeft het sediment de tijd om te sedimenteren en kan tussentijds het zwevendstofgehalte in het water afnemen. De resultaten van de maatregelen welke zijn doorgerekend met het WED model zijn weergegeven in Bijlage 1. Maatregel Meergeulen laat over het algemeen een kleine verlaging van de bodemschuifspanning zien. Deze kleine verlaging is echter niet van belang aangezien de schuifspanningen nog steeds relatief hoog zijn. Opvallend is verder een verhoging van de vloedpiek bij Knock, veroorzaakt door het samenkomen van de twee parallelle geulen. Voor maatregel Diepzeehaven geldt dat deze vrijwel geen effect heeft op de bodemschuifspanning.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 27 -

17 oktober 2013

4.5

Stroomsnelheden De stroomsnelheden zijn per maatregel apart weergegeven. Deze resultaten worden hieronder dan ook per maatregel beschreven. Meergeulen In Figuur 4.15 zijn de stroomsnelheden voor zowel de referentie situatie als de maatregel weergegeven tijdens vloed en voor de boven- en onderlaag. Alhoewel de geulen in de maatregel een vergelijkbare grootte hebben is duidelijk te zien dat het Oost Friesche Gaatje meer stroom blijft trekken. De stroomsnelheden in de top- en onderlaag worden ook groter dan in de referentie situatie. Dit zal er voor zorgen dat erosie gaat optreden in het Oost Friesche Gaatje. Dit duidt er op dat er geen stabiele situatie is gecreëerd.

Figuur 4.15: Stroomsnelheden voor de maatregel Meergeulen in de bovenlaag. Met de klok rond.: Referentie eb, Meergeulen eb, Meergeulen vloed, Referentie vloed BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm 17 oktober 2013


Figuur 4.16: Dieptegemiddelde stroomsnelheid in Measurement Pole Dol in de Dollard voor maatregel Meergeulen, met referentie in blauw en de maatregel in rood. De pieken om 12 uur ’s middags en 12 uur ’s nachts zijn van de vloedstroming, dus vanuit zee

Figuur 4.16 laat zien dat de stroomsnelheden in de Dollard afnemen als gevolg van maatregel Meergeulen, zowel tijdens eb als tijdens vloed. Een effect op de getijasymmetrie en hiermee op de sedimentgehaltes wordt niet verwacht ten gevolge van deze maatregel. Komberging Figuur 4.17 geeft de stroomsnelheden in de bovenlaag voor de referentiesituatie en maatregel Komberging tijdens zowel eb als vloed. Vooral tijdens eb is er een toename te zien in stroomsnelheid ten gevolge van het inzetten van het kombergingsgebied. Er is meer transportcapaciteit om sediment terug te voeren richting de hoofdgeul.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 29 -

17 oktober 2013

Figuur4. 17: Stroomsnelheden in de bovenlaag voor de maatregel Komberging (met de klok mee).: Referentie eb, Komberging eb, Komberging vloed, Referentie vloed

Figuur 4.18 laat zien dat de stroomsnelheid als gevolg van de maatregel bij eb gedurende een langere periode hoog blijft (snelheid > 0,6 m/s), terwijl de duur van de vloed-piek (snelheid >0,6 m/s) afneemt t.o.v. de referentie. Dit geldt zowel voor springtij als voor doodtij. Tijdens de eb is de transportcapaciteit vergroot ten gevolge van deze getij-asymmetrie. Ter verduidelijking kan hierbij gezegd worden dat in het Eems-Dollard estuarium en de Eems rivier de getij-asymmetrie complex is. In de Dollard is de eb dominant, het Emder Vaarwater kent een hoogwaterkenterings-asymmetrie en de Eems rivier is juist weer vloed dominant

Figuur4. 18: Dieptegemiddelde stroomsnelheid in Measurement Pole Dol in de Dollard voor maatregel Komberging, met referentie in blauw en de maatregel in rood. De hoge pieken zijn van de ebstroming, dus vanuit het kombergingsgebied naar zee



In Figuur 4.18 is te zien dat de lage snelheden, de kentering hier gedefinieerd als snelheden <0,4 m/s) tijdens hoogwater (lage snelheden na de vloedpiek) langer aanhouden dan tijdens laagwater. Tijdens hoogwater is er dus meer gelegenheid voor sediment om te sedimenteren, het sedimentimporterend vermogen van het systeem wordt versterkt. Dit lijkt extra versterkt te worden ten gevolge van de maatregel Komberging. Verder valt op dat de lage snelheden bij laagwater ten gevolge van de maatregel juist worden verhoogd. Hierdoor kan sediment tijdens de laagwaterkentering minder gemakkelijk sedimenteren. Dit zou een versterking van de getij-asymmetrie tot gevolg hebben, echter gezien de grotere transportcapaciteit tijdens eb is het moeilijk vast te stellen wat het netto effect zal zijn. Zoet water Voor de maatregel zoet water zijn geen stroomsnelheidsplaatjes gemaakt. De effecten van deze maatregel zijn niet terug te vinden in de stroomsnelheden. Meandering

Figuur 4.19: Stroomsnelheden voor de Maatregel Meander v.l.n.r.: Meander bovenlaag eb, Meander bovenlaag vloed. Voor de referentiesituatie wordt verwezen naar figuur 4.17

Voor de maatregel Meander worden alleen de maatregel uitkomsten getoond. Voor de referentie situatie wordt verwezen naar de figuren bij maatregel Komberging omdat de referentie een compleet andere vormgeving heeft. Er is te zien dat redelijk hoge stroomsnelheden optreden, zowel tijdens vloed als tijdens eb. Dit is een indicatie dat de geul mogelijk wat krap is ontworpen, waardoor de effecten mogelijk wat worden overschat. Verder laat Figuur 4.20 zien dat zowel de eb- als vloedstroomsnelheden afnemen als gevolg van de maatregel. De vloedstroomsnelheden nemen in het geheel echter wat meer af. Vooral als gekeken wordt naar de stroomsnelheden onder de 0,4 m/s (rond de kentering) blijkt dat ten gevolge van de maatregel Meandering de periode dat de stroomsnelheid onder deze waarde blijft veel langer is geworden voor de hoogwaterkentering.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 31 -

17 oktober 2013

Tijdens hoogwater kan hierdoor veel materiaal sedimenteren terwijl dit tijdens laagwater niet het geval is. De getij-asymmetrie neemt toe ten gevolge van deze maatregel en veel sediment blijft hangen in het systeem. Echter, omdat de lage snelheden gedurende een behoorlijk lange tijd optreden zal juist tijdens de kentering het water ook helderder kunnen worden. Tijdens de daaropvolgende eb is al dit materiaal wel opnieuw beschikbaar voor transport en de lagere zwevendstofconcentraties zijn dan ook van korte duur. Een nadere analyse zal nodig zijn om te kijken of deze maatregel nu juist voor meer helderheid of meer troebelheid gaat zorgen.

Figuur 4.20: Dieptegemiddelde stroomsnelheid op het uitvoerpunt Knock voor maatregel Meandering, met referentie in blauw en de maatregel in rood. De hoge pieken zijn van de ebstroming, dus vanuit de Dollard naar zee

Diepzeehaven De maatregel Diepzeehaven laat zien dat de stroomsnelheid boven de drempels toeneemt tijdens zowel de eb als vloed situatie. Deze verschillen zijn niet groot en zeer lokaal.



Figuur 4.21: Stroomsnelheden in de bovenlaag voor de Maatregel Diepzeehaven (met de klok mee).: Referentie vloed, Diepzeehaven vloed, Diepzeehaven eb, Referentie eb

4.6

Analyse monding In het rapport ‘Effect van de morfologie van de monding van de Westerschelde op het getij’ (Svasek, 2013) wordt het effect bepaald van aanpassingen aan de bodem in de monding van de Westerschelde op de getijslag. In het Eems estuarium worden ook dergelijke maatregelen voorgesteld. Zonder complexe modellen te draaien voor de situatie in de Eems, kan op basis van de uitkomsten uit het Svasek rapport worden bepaald of deze maatregel in de Eems de gewenste effecten zullen opleveren. In deze paragraaf wordt daarom een samenvatting gegeven van de uitkomsten van de studie uit de Westerschelde. Deze uitkomsten zijn vervolgens vertaald naar de situatie in de Eems. Maatregel Westerschelde De monding van het Westerschelde estuarium kan schematisch als volgt worden weergegeven.:

Figuur 4.21: Schematische weergave van het Westerschelde estuarium


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 33 -

17 oktober 2013

In bovenstaande figuur is de geul ‘Wielingen’ een vloed gedomineerde geul, ‘Oostgat’ een eb gedomineerde geul en de ‘Vlakte van de Raan’ een ondiepte. Op basis van het Svasek rapport kunnen de volgende conclusies worden getrokken:  Een vergroting van het doorstroomoppervlak van een eb dominante geul zorgt voor een verlaging van de getij amplitude. Het water kan immers makkelijker uitstromen naar zee na hoogwater. Andersom zorgt een verkleining van een eb dominante geul voor een vergroting van de amplitude.  Een vergroting van het doorstroomoppervlak van een vloed dominante geul zorgt voor en vergroting van de getij amplitude, het water kan immers makkelijker het estuarium binnenstromen na laagwater. Een verkleining zorgt voor een verkleining van de amplitude.  De ondiepte (in dit voorbeeld de Vlakte van de Raan) is vooral belangrijk voor de uitstroomcapaciteit. Het uitstromende water maakt gebruik van de ruimte boven de ondiepte om richting zee te stromen. Als een gevolg hiervan neemt de getij amplitude toe bij een verhoging van de ondiepte; het water kan immers slechter wegstromen. Een verlaging heeft het omgekeerde effect.  In het algemeen is het effect van bodemaanpassingen in de geulen of op de ondiepte op de getij amplitude klein, orde cm’s tot max 1 dm op de getijslag. Zoals ik figuur 4.23 en 4.24 is te zien verloopt de getijslag in de Westerschelde van 3,3 m (monding) tot 5,4 m (Antwerpen). Onderstaande tabel geeft een indicatie van de effecten: Maatregel

Effect

Ebbgeul volledig opvullen tot NAP

Toename getijslag van ongeveer 9 cm

Ebbgeul, diepte ongeveer 1,5 keer groter

Afname van de getijslag met 3,5 cm

Vloedgeul diepte ongeveer 1,5 keer groter

Toename van het getijslag met 4,5 cm

Verondieping in Vloedgeul tot -5 m NAP

afname getijslag 10 – 12 cm

Verondieping in Vloedgeul tot – 10 m NAP

afname getijslag 1,5 cm

Ophogen ondiepte tot NAP of daarboven

Toename maximaal 9 cm



Figuur 4.21: model bathymetie (Svasek, 2013)

In figuur 4.22 wordt de model bathymetrie gegeven zoals die is gebruikt in het Svasek rapport. Hierin is te zien dat de huidige diepte van de vloedgeul (Wielingen) tussen de NAP -15 tot 20 m ligt. De diepte van de huidige ebgeul (Oostgat) bedraagt ongeveer NAP -10 tot 15.

Figuur 4.23: Effect van aanpassingen in de ebgeul


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 35 -

17 oktober 2013

Figuur 4.24: Effect van aanpassingen in de vloedgeul

Uit bovenstaande kan worden geconcludeerd dat aanpassingen in de eb- en vloedgeulen of in de tussenliggende ondiepte slechts een beperkt effect (orde cm’s) hebben op de getijslag. Het verondiepen van de vloedgeul heeft nog enigszins effect maar in veel gevallen is de vloedgeul ook de vaargeul en is een sterke verondieping van deze geul niet reëel. Maatregel Eems In de Eems zijn de eb- en vloedgeulen, ondieptes en stromingspatronen gedefinieerd middels macrocellen (Figuur 4.25). Ook in de numerieke studie van Van de Kreeke en Robaczewska (1993) worden deze cellen gevonden, zie figuur 4.26.

Figuur 4.25: Schematisering van het meergeulensysteem in het Eems-Dollard estuarium in macrocellen, eb en vloedgeulen (WL Delft Hydraulics, 2007) BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm 17 oktober 2013


Figuur 4.26: gemiddelde stroming in het Eems estuarium

Op basis van deze studies worden de eb- en vloedgeulen als volgt gedefinieerd:

Figuur 4.27:

Vloedgeulen:  Huibertgat;  Randzelgat;  Oost Friesche Gaatje. Ebgeulen:  Westereems;  Oude Westereems;  Bocht van Watum. Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling Definitief rapport

BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 37 -

17 oktober 2013

Het doel van de maatregel monding is om de getijslag in het Eems estuarium te verkleinen. In de afgelopen eeuw is deze namelijk geleidelijk toegenomen van ongeveer NAP +1,80 m tot NAP + 3,70 m bij Papenburg. De toename van de getijslag heeft, door middel van een samenspel van complexe processen, onder andere geleid tot een toename van de slibconcentratie in het estuarium Toepassing van het concept van de Westerschelde op de Eems leidt tot de volgende mogelijkheden om de getijslag te beperken:  Algehele ophoging van de vloedgeulen Huibertgat en Randzelgat of het creëren van een lokale verondieping (prop);  Algehele verdieping van de ebgeulen Westereems en Oude Westereems. Op basis van de uitkomsten van het onderzoek van Svasek kan worden geconcludeerd dat het deels afsluiten van de vloedgeul middels een prop tot een aantal meter beneden NAP, in dit geval het Randzelgat, de meest effectieve maatregel is om de getijslag te verminderen. De getijslag zal hierdoor met ongeveer een decimeter kunnen afnemen. Deze verlaging is, ten opzichte van de schaal van de maatregel, relatief beperkt. Tegelijkertijd zal verondiepen tot een aantal m beneden NAP tot effect hebben dat de bevaarbaarheid in het geding komt.



5

AFGELEIDE EFFECTEN In het voorgaande hoofdstuk zijn de modelberekeningen beschreven. In voorliggend hoofdstuk vindt een vertaling plaats van de modelberekening naar afgeleide effecten.

5.1

Effect van maatregelen op slibhuishouding In voorgaande maatregel beschrijvingen is gebruik gemaakt van morfostatische modelberekeningen. Dit betekent dat alleen gerekend is aan de hydrodynamica en dat het model niet direct de sedimenttransporten hieraan gekoppeld heeft. Aan de hand van de modelberekeningen kan daarom alleen iets gezegd worden over stroomsnelheden, debieten etc. Het doel van de maatregelen is echter niet om de hydrodynamica te veranderen maar om de daaruit volgende effecten te veranderen. Bijvoorbeeld de slibhuishouding. Aanpassingen in stroomsnelheid en getij-asymmetrie hebben een direct effect op het slibtransport en daarmee op de troebelheid van het systeem. Op basis van de berekende hydrodynamische effecten (voornamelijk stroomsnelheden, schuifspanningen en getij-asymmetrie), vuistregels met betrekking tot sedimenttransport en een deskundigenoordeel zullen hieronder de effecten van de maatregelen op de slibhuishouding worden beoordeeld. Meergeulen De stroomsnelheden in de maatregel meergeulen duiden er op dat er geen stabiele situatie is gecreëerd. Het Oost Friesche Gaatje zal gaan eroderen en weer meer stroom gaan trekken. Op termijn zal dit betekenen dat de huidige situatie wordt hersteld en dat er dus geen veranderingen in zwevendstofgehaltes gaan optreden. Net na de ingreep zal het zwevendstof gehalte mogelijk zelfs juist toenemen, als gevolg van de eerder genoemde erosie. De resultaten met betrekking tot schuifspanning geven ook aan dat deze ingreep niet tot veel verandering zal leiden. De afname in bodemschuifspanning is minimaal en naar verwachting niet groot genoeg om tot een duidelijke afname in zwevendstof gehalte te leiden. Als gekeken wordt naar de stroomsnelheden en de duur van de eb en vloed dan lijkt er niets te veranderen in de getij-asymmetrie. Dit zou betekenen dat het Eems-Dollard estuarium een sediment importerend systeem blijft met hoge zwevendstof gehaltes. Uit een vergelijking van de debieten door de beide geulen valt echter wel op te merken dat de residuele circulatie verandert. In de referentie situatie is er duidelijk sprake van een geul met eb dominantie (Bocht van Watum) en een geul met vloed dominantie (Oost Friesche Gaatje). In de nieuwe situatie met de maatregel Meergeulen is dat onderscheid er niet meer. Beide geulen stromen op een zelfde manier mee en het lijkt hierdoor makkelijker voor het sediment om het systeem in te stromen, maar ook weer uit te stromen. Dit zal verder onderzocht moeten worden. Daarnaast zal door de verminderde diepte de estuariene circulatie toe kunnen nemen. Dit zou dan een vermindering van de slibimport tot gevolg kunnen hebben.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 39 -

17 oktober 2013

Meander De maatregel Meander heeft duidelijke gevolgen voor stroomsnelheid en schuifspanning. De stroomsnelheid verandert natuurlijk langs de gehele meander omdat dit een nieuw ontworpen geul is. Duidelijk is ook te zien dat in het huidige ontwerp op verschillende locaties hoge stroomsnelheden voorkomen. De kans is groot dat deze locaties zullen eroderen. Met een aangepast ontwerp is dit te voorkomen. Opvallend bij deze maatregel is dat over het gehele traject de schuifspanningen afnemen. Vooral zuidwaarts van de maatregel is deze afname zo groot, of in ieder geval in zo’n mate dat de schuifspanningen onder een grenswaarde komen. Deze grenswaarde is sterk afhankelijk van het type materiaal en de historie maar in deze situatie gaan wij er van uit dat bij schuifspanningen kleiner dan 0,5 N/m2 sedimentatie een belangrijke rol gaat spelen. Zowel tijdens eb als vloed worden de schuifspanningen dermate klein dat minder sediment in suspensie zal blijven of komen. De zwevendstofgehaltes zullen hierdoor afnemen. De resultaten met betrekking tot getij-asymmetrie geven niet veel duidelijkheid over de veranderingen in zwevendstof gehaltes. Duidelijk is wel dat de getij-asymmetrie toeneemt (de kenteringsduur rond hoogwater is langer dan de kenteringsduur rond laagwater). Een toename van getij-asymmetrie leidt in principe tot meer import van sediment en hiermee tot hogere zwevendstof gehaltes. Ten gevolge van de lange duur van de lage stroomsnelheden is er echter ook veel tijd voor het zwevendstof om te sedimenteren. Dit betekent dat periodes met hoge zwevendstof gehaltes worden afgewisseld met periodes met lage zwevendstof gehaltes. Het netto effect van de maatregel op sediment is moeilijk te voorspellen. Hiervoor zijn uitgebreidere analyses nodig. Diepzeehaven Voor maatregel Diepzeehaven geldt dat deze vrijwel geen effect heeft op de optredende stroomsnelheden en schuifspanningen. Naar aanleiding hiervan zijn dan ook geen effecten te verwachten op de zwevendstof gehaltes in het Eems-Dollard estuarium. De afgenomen diepte kan wel invloed hebben op de estuariene circulatie en daarmee op de zwevendstof gehaltes. Dit zou in een vervolgstudie bekeken kunnen worden. Indirecte gevolgen van deze maatregel op het slibgehalte zijn er wel. Bij deze maatregel zal het baggeronderhoud aanzienlijk verminderen. De vaargeulen hoeven immers veel minder op diepte te worden gehouden. Minder baggerwerkzaamheden en minder storten van baggerslib leidt tot minder vertroebeling in het systeem. Komberging Het kombergingsgebied, vooral in het geval van Plan Braaksma, is ontwikkeld om slib in te vangen. Deze ingreep zal er daarom voor zorgen dat slib uit het systeem wordt onttrokken. Het is helemaal afhankelijk van de mate waarin dit gebeurt of werkelijk significante effecten worden verwacht. Voor Plan Braaksma wordt 15 km2 aan laaggelegen polder opengesteld voor sedimentatie. De sedimentatiesnelheid in de Dollard bedraagt ongeveer 0,8 cm/jaar (Dijkema et al., 2001). Dit geldt echter voor de platen en pionierkwelders in de Dollard welke ongeveer op NAP +1m liggen. De polder van plan Braaksma heeft een hoogte van NAP -1m en is daarmee een gebied dat een groot deel van de tijd onder water staat en waar sediment gemakkelijk kan sedimenteren.



Voor een behoudende berekening kan daarom een sedimentatiesnelheid van 1 cm/jaar worden aangehouden. Veel reëler is om te rekenen met een snelheid van 10 cm/jaar. Dit betekent dat, grof gezegd, per jaar 0,1 x 15.106= 1,5.106 m3 slib zal worden ingevangen. Een sedimentatiesnelheid van 10 cm/jaar betekent ook dat het gebied, dat nu op NAP -1m ligt, binnen 20 - 30 jaar een hoogte heeft bereikt van NAP +1 tot NAP +2m (rekening houdend met een afname van de sedimentatiesnelheid met de hoogte van het maaiveld). Deze hoogte ligt rond of boven gemiddeld hoogwater. Het gebied zal dus binnen deze periode zijn functie als slibvang verliezen. In totaal wordt in het Eems-Dollard estuarium 6 – 12 Mm3 gebaggerd ten behoeve van vaarwegonderhoud. Daarnaast wordt 3 – 5 Mm3 slib gebaggerd uit de havens van Emden, Eems en Delfzijl, alhoewel een groot gedeelte hiervan tegenwoordig via agitatiebaggeren wordt verplaatst. De hoeveelheid slib die in het kombergingsgebied wordt ingevangen bedraagt 10% van de totale baggervolumes. Dit is niet direct te vergelijken met elkaar maar deze getallen en verhoudingen geven gevoel voor de hoeveelheid slib die wordt ingevangen. Verder is door de Duitsers gedurende de jaren ’60 tot ’90 ongeveer 3 Mm3 aan slib aan het systeem onttrokken. Dit heeft op dat moment niet geleid tot duidelijke veranderingen in de zwevendstofgehaltes. Vooral voor de locaties welke verder van het kombergingsgebied afliggen blijft het moeilijk vast te stellen of er daadwerkelijk een vermindering in troebelheid zal optreden. Het is de verwachting dat dit niet het geval is. Het is wel te verwachten dat de troebelheid in de Dollard zal afnemen. Vooral tijdens eb wanneer veel sediment blijft hangen in het kombergingsgebied en niet wordt teruggetransporteerd via de Dollard richting de Waddenzee. Hierbij blijft echter de vraag of het verminderen van zwevendstof gehaltes in de Dollard nodig en nuttig is. Dit type maatregel kan mogelijk beter ingezet worden op een locatie waar een direct effect op de waterkwaliteit gewenst is. De resultaten met betrekking tot getij-asymmetrie laten een vergelijkbaar beeld zien. De getij-asymmetrie wordt ten gevolge van de maatregel versterkt. Er wordt dus meer sediment het systeem in getransporteerd. Dit sediment kan in het kombergingsgebied sedimenteren. Opvallend zijn wel de hoge eb stroomsnelheden en de lange duur van deze hoge stroomsnelheden bij het meetpunt in de Dollard. Deze langdurige hoge snelheden zorgen voor een grote transportcapaciteit tijdens eb. Veel sediment kan daarom ook weer in zeewaartse richting worden getransporteerd. Gevolg van deze maatregel kan zijn dat op verschillende locaties verschillende effecten optreden met betrekking tot zwevend stof. Nabij het kombergingsgebied lagere concentraties in verband met invangcapaciteit. Iets verder hiervandaan mogelijk hogere concentraties vanwege hoge transportcapaciteit tijdens eb en de toename van de getij-asymmetrie. Monding De maatregel monding is niet doorgerekend. Hierdoor is een doorvertaling naar sedimentgehaltes lastig uit te voeren. Wel kan worden geconcludeerd dat behoorlijk grote ingrepen nodig zijn om een relatief klein verschil te maken in de getijvolumes. Met een dergelijke maatregel kan de getij-asymmetrie wel beïnvloedt worden maar gezien de kleine verschillen die de ingrepen al hebben op de getijvolumes is het de verwachting dat ook de getij-asymmetrie niet beduidend afneemt. Hiermee zal er ook geen verandering optreden in zwevend stof gehaltes.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 41 -

17 oktober 2013

Zoet water De maatregel Zoet water heeft over het algemeen genomen een geen effect op stroomsnelheden en getij. Wel laten de verticale profielen van het zoutgehalte zien dat tijdens en net na hoog water stratificatie optreedt in het systeem. Dit is waar te nemen bij het meetpunt in de Dollard. Deze stratificatie is van korte duur en minimaal (vermindering zoutpromillage is zeer klein) maar kan van belang zijn voor het sediment importerend vermogen dat hierdoor vergroot kan worden. Dit zou tot meer zwevendstof in de Dollard leiden. De hoeveelheid gespuid zoet water is in ieder geval niet groot genoeg om de mate van zoutindringing in de Dollard en daarmee het transport van zwevend stof te verminderen.

5.2

Effecten van de maatregelen op ecologie en waterkwaliteit In deze paragraaf worden per scenario primair de ecologische effecten als gevolg van de afgeleide effecten op vertroebeling beschreven. Secundair wordt ook naar andere factoren zoals de locatie gekeken en de aard van de ingreep bij het uitvoeren van de maatregelen en de effecten hiervan op natuur en waterkwaliteit. De effecten van de scenario’s worden op verschillende natuurkwaliteiten (primaire productie -zwevend en benthische algen, vissen, zeehonden, zeegras en mosselbanken). Meergeulensysteem Het afgeleide effect op vertroebeling is voor deze maatregel nihil, ook als men het effect op getijde asymmetrie beschouwt. De vertroebeling zal niet afnemen, in tegendeel initieel zal het zelf toenemen dor de erosie van het Oost Friesche Gaatje ( ook toename stroomsnelheden). De maatregel levert voor primaire productie niets op en draagt hierbij niet bij aan het verbeteren van de waterkwaliteit. De effecten op natuur zijn hierdoor niet positief en de maatregel draagt zeker niet bij tot ecosysteem herstel. De Hond-Paap is de enige plaats in het gebied waar zeegras voorkwam/-komt en er mosselbanken zijn. Vertroebeling heeft een directe relatie met het voorkomen van deze natuurwaarden. Voor verbetering van deze twee natuurwaarden is een verbetering van de waterkwaliteit. De maatregel draagt hier niet aan bij. Vooral de wijze waarop de maatregel wordt gerealiseerd bepaald het effect op de huidige natuurwaarden. De maatregel heeft sterk negatieve effecten vanuit uit het oogpunt van natuur gezien de grote hoeveelheid baggerwerk die er noodzakelijk is. De Hond-Paap is een belangrijke hoogwatervluchtplaats voor vogels (HVP) en een ligplaats voor zeehonden (beiden --). Rust is hierbij van essentieel belang. Het langdurig baggeren in het gebied, zal deze rust zeker verstoren. Vanuit het oogpunt van natuurbeschermingswet is het kunstmatig creëren van een meergeulensysteem door middel van baggeren niet haalbaar gezien de activiteiten voornamelijk in Natura2000 gebied plaatsvinden. Hoewel een meergeulensysteem een natuurlijk kenmerk is van een estuarium, is het vanuit natuuroogpunt niet aan te bevelen dit te verkrijgen door het baggeren van geulen, maar mogelijk wel door natuurlijke omstandigheden. In het scenario diepzeehaven wordt hier dieper op ingegaan.



Komberging Deze maatregel is voor het herstel van het ecosysteem positief omdat het estuarium verbreed wordt waardoor het getij rustiger kan ademhalen. Stroomsnelheden zullen tijdens eb langduriger hoog blijven waardoor er meer transportcapaciteit is om het sediment af te voeren naar de hoofdgeul. Verder zal een grote hoeveelheid slib kunnen bezinken in het gebied. Dit betekent dat lokaal het systeem ontlast wordt van slib en de vertroebeling afneemt in de Dollard. Dit is positief voor de lokale waterkwaliteit en natuur. Wanneer naar getij asymmetrie gekeken wordt, wordt deze mogelijk versterkt. Het effect hiervan is tegengesteld zou verhoogde vertroebeling kunnen zijn. Dit effect is negatief voor waterkwaliteit en natuur. Het is heel moeilijk vast te stellen wat het netto effect zal zijn. Verminderde sliblast betekent hogere primaire productie, verbetering van de kwaliteit van wadplaten (minder slib en hogere diversiteit sedimentsamenstelling, meer primaire productie van benthische algen), meer diversiteit aan soorten (macrofauna, vissen, etc.) en positief effect op zeehonden door verbetering van het voedselaanbod. Helder is dat er lokaal in de Dollard mogelijk positieve effecten kunnen zijn en dat deze maatregel alleen het ecosysteemherstel niet zal realiseren, hiervoor zijn grotere kombergingsgebieden en/of combinaties van maatregelen nodig. Er wordt een groot gebied intergetijdegebied ontwikkeld, waarvan een groot aandeel kwelders zal zijn, waar meer (broed)vogels kunnen rusten en foerageren.

Figuur 5.1. Ontpolderingen in de Eems-Dollard (www.eems-Dollard.eu)

Deze ingreep is vanuit natuuroogpunt de meest natuurlijke ingreep waarbij oorspronkelijke situatie van het estuarium gedeeltelijk wordt hersteld (zie figuur 5.1.) en is een maatregel die op grote schaal bijdraagt aan ecosysteem herstel.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 43 -

17 oktober 2013

Zoetwater Het effect van de maatregel op waterkwaliteit en natuur is beperkt. Er zal plaatselijk meer doorstroming in de geulen zijn omdat de hoeveelheid water dat in Nieuwe Statenzijl wordt geloosd, wordt verdubbeld. De hoeveelheden zijn in verband met de getijdevolumes in het gebied klein. Er wordt verwacht dat de geul plaatselijk bij de sluis meer wordt doorspoeld, wat een positief effect op de lokale waterkwaliteit en natuurwaarden kan hebben. Of dit effect meetbaar is, is niet te voorspellen. Mogelijk is er wel een positief effect voor trekvissen gezien er meer gespuid wordt. Indien de stroomsnelheid (<1 m/s), de frequentie en de manier van spuien op een goede manier wordt ingestoken, kan dit heel positief zijn voor trekvissen. Er worden echter geen geleidelijk zoet-zout overgangen verwezenlijkt, wat voor natuur wel wenselijk is. Bovendien heeft de maatregel slechts lokale effecten en draagt het niet bij aan ecosysteemherstel. Meandering Deze maatregel zorg voor tegenstrijdige resultaten met betrekking tot vertroebeling. Enerzijds is de verwachting dat vertroebeling zal afnemen gebaseerd op de effecten van stroomsnelheid en schuifspanning. Anderzijds, wanneer men getij-asymmetrie beschouwt, blijkt dat deze toeneemt en er veel sediment blijft hangen in het systeem. Op basis van deze tegenstrijdige effecten kunnen effecten op ecologie op basis van vertroebeling kunnen niet beschreven worden. Mogelijk zijn er tijdelijk lagere vertroebelingswaarden en anderzijds is er een grotere getij-asymmetrie met hogere vertroebeling als gevolg. Deze ingreep in de Dollard is heel groot. Vanuit het oogpunt van natuurbeschermingswet is het kunstmatig creëren en verankeren van een geul door middel van baggeren niet haalbaar ook omdat de activiteiten in Natura2000 gebied plaatsvinden. De Dollard is van groot belang voor zeehonden, wadvogels maar ook vanwege de primaire productie van de benthische algen die op de wadplaten leven. Het baggeren en onderhoud van de geul (indien noodzakelijk) is nefast voor de natuur in de Dollard. Dit scenario heeft een positief effect op de getijslag en dit scenario is zeker toepasbaar in het gebied maar niet op deze kunstmatige manier maar op een natuurlijke manier namelijk door bijvoorbeeld het hermeanderen van de rivier op basis van oude kaarten of het verleggen van de stuw bij Herbrum. Monding De verwachting is dat er geen veranderingen zijn ten aanzien van vertroebeling als gevolg van de maatregel. De huidige situatie blijft onveranderd, dat wil zeggen er is te hoge vertroebeling in het ecosysteem met een slechte waterkwaliteit en negatieve effecten op natuur als gevolg. Bovendien is de maatregel vanuit ecologie oogpunt niet wenselijk aangezien er een grote, kunstmatige ingreep in het ecosysteem wordt verwezenlijkt.



Diepzeehaven Bij dit scenario is gekeken wat de aanleg van een diepzeehaven als effect zou hebben. Op stroomsnelheid en bodemschuifspanning zijn effecten te verwaarlozen. Voor vertroebeling wordt daarom niet verwacht dat de maatregel op korte termijn effect zal opleveren. Hieruit is af te leiden dat de effecten op waterkwaliteit en natuur (en dus ook ecosysteemherstel) ook nihil zijn. Vanuit de ecologie wordt echter op lange termijn wel een effect verwacht, ook op ecosysteemniveau. Door niet meer te baggeren ontstaat een quasi natuurlijk systeem, waarbij door natuurlijke dynamiek mogelijk een nieuw evenwicht in de geulen en platen ontstaat en ook een meergeulensysteem. Dit zijn heel moeilijk te voorspellen processen omdat er zoveel factoren een rol spelen. Zo is niet bekend in welk stadium van de “tipping point” het ecosysteem zit en dus of het gemakkelijk of heel moeilijk in de oorspronkelijke toestand is te brengen.

Figuur 5.2: Schematische weergave van het fenomeen ”tipping point” waarbij onduidelijk is hoe de situatie in de Eems-Dollard is. Indien het ecosysteem aan de rechterkant van de “tipping point” ligt is herstel zeer moeilijk

Op lange termijn is wel te verwachten dat deze maatregel positief is voor waterkwaliteit en ecologie gezien er niet meer gebaggerd wordt, de geul ondieper wordt en naar verwachting de getijde asymmetrie afneemt met positief effect op vertroebeling en primaire productie, maar ook verderop de voedselketen, zoals vis en zeehonden . Zoals eerder genoemd, deze processen zijn heel moeilijk te voorspellen en de effecten ervan zijn onzeker. Daarom worden de effecten in de samenvattingstabel niet ingeschat. Conclusie Een aantal maatregelen kunnen positieve ecologische effecten hebben. Om ecosysteemherstel te realiseren zijn grootschalige en/of combinaties van maatregelen noodzakelijk.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 45 -

17 oktober 2013

Tabel 1. Overzicht van de ecologische effecten van de maatregel op de waterkwaliteit (vertroebeling) en verschillende natuurkwaliteiten. Voor primaire productie, zeegras en mosselbanken zijn er directe effecten a.g.v. vertroebeling, voor de andere natuurwaarden zijn afgeleide effecten ingeschat zoals bijvoorbeeld de verstoring a.g.v. realisatie en onderhoud van de maatregel. --: sterk negatief effect, -: negatief effect, 0: geen effecten t.o.v. huidige situatie, +: positief effect en ++: sterk positief effect, ? onduidelijk of tegenstrijdig effect. Nvt: niet van toepassing en HP: Hond-Paap

Maatregel

Primair effect

Direct effect van vertroebeling

Vertroebeling

Prim.

Zeegras

Mosselbanken

Afgeleid effect (oa. verstoring ingreep)

Productie

HP

HP

Vogels

Vis

Zeehonden

Meergeulen

--

--

--

--

--

--

--

Zoetwater

0

0

0

0

0

+

0

Komberging

0/+

0/+

nvt

Nvt

++

+

+

Monding

0

0

nvt

Nvt

Nvt

nvt

nvt

Meandering

?

?

?

?

--

--

--

Diepzeehaven

0

0

0

0

0

0

0



6

KOSTEN Om een beeld te geven van de kosten(effectiviteit) van de verschillende maatregelen zijn de van de maatregelen op kosten gezet. Het betreft globale inschattingen bedoeld om inzicht te geven in de ordegrootte van de kosten van de maatregelen. De ramingen zijn vooral ook bedoeld om een onderlinge vergelijking te kunnen maken van de haalbaarheid van de maatregelen en een beeld te geven van de kosteneffectiviteit. Hierbij dient eveneens rekening te worden gehouden dat een groot deel van de maatregelen veelal een onderzoeksmaatregel betreft om gevoel te krijgen voor de effectiviteit. Maatregel

Omschrijving

Meergeulensysteem

Baggeren 240 Mm

Totaalkosten

Komberging

Amoveren woningen, verwijderen

3

Ca 1.200 - 1.500 M€ Ca 60 – 100 M€

en aanleg dijken, stormvloedkering Zoetwater

Aanleg afwateringskanaal 10 km, 20x4 m

Diepzeehaven

Storten 2 drempels (-9 en -12 m NAP) 70 Mm

Meandering

Ca 40 – 80 M€

2

Ca 350 – 450 M€

3 3

Baggeren meander 140 Mm ,

Ca 770 – 1.040 M€

Dam/Drempel, Scheepvaartsluis Monding

Storten drempel vloedgeul (– 5 m

Ca 200 – 300 M€

NAP)

Bij de inschattingen worden de volgende opmerkingen geplaatst: 





Bij een aantal maatregelen (Diepzeehaven, Monding, Meander, Meergeulen) is er vanuit gegaan dat deze om te realiseren volledig worden gestort of gebaggerd, terwijl het ook mogelijk is om deze natuurlijk en geleidelijk te laten ontstaan door niet meer te baggeren. De kosteninschattingen betreffen investeringsinschattingen er is geen rekening gehouden met onderhoudsaspecten. Dit betreft zowel het onderhoud dat nodig is in de toekomst om de maatregelen in stand te houden als kosten die niet meer nodig zijn omdat er bijvoorbeeld niet meer hoeft te worden gebaggerd. Dit laatste kan betekenen dat een kosten-baten verhouding positiever of negatiever uit kan vallen. Een aantal maatregelen hebben tot gevolg dat scheepvaart niet meer mogelijk is in het Eems-Dollard estuarium. De kosten voor compenserende maatregelen zoals het verplaatsen van een haven of economische effecten zijn niet opgenomen.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 47 -

17 oktober 2013



7

SYNTHESE Meergeulen Maatregel Meergeulen betreft een grote ingreep met een beperkt effect. De getijslag neemt af met maximaal 10 cm, t.o.v. een getijslag van ongeveer 2,5 m aan de Waddenzee zijde tot bijna 4 m bij Papenburg. Een nog grotere aanpassing van het systeem waarbij ook de geulen in de Waddenzee worden aangepast kan mogelijk een groter effect hebben. Ook kan een meer gestroomlijnde aansluiting van de Bocht van Watum aan de Westereems zorgen voor een betere doorstroming. Deze richtingen kunnen nog verder verkend worden. Feit is wel dat de maatregel zoals nu doorgerekend niet stabiel lijkt te zijn. De debieten door het Oost Friesche Gaatje blijven groter dan door de Bocht van Watum. De maatregel laat geen veranderingen zien in de getij-asymmetrie. Veranderingen in zwevendstof gehalte worden dan ook niet verwacht ten gevolge van veranderingen in de getij-asymmetrie, hoogstens ten gevolge van aanpassingen aan het geulensysteem (nieuw evenwicht zoeken) waardoor op sommige locaties erosie zal gaan optreden. Door de vermindering van diepte wordt wel verwacht dat de estuariene circulatie toeneemt. Het is nog de vraag in welke mate dit gebeurt. Een toename van de estuariene circulatie kan een vermindering van de slibimport tot gevolg hebben. De maatregel levert hiermee mogelijk ook voor de primaire productie iets op en draagt hierbij bij aan het lokaal verbeteren van de waterkwaliteit. Indien de maatregel in deze vorm door middel van baggeren wordt gerealiseerd worden de kosten geschat op 1.200 tot 1.500 miljoen euro. Hierbij is geen rekening gehouden met aanvullende onderhoudskosten. Komberging Maatregel Komberging betreft opnieuw een grote ingreep, echter er hoeft niet veel baggerwerk te worden verricht aangezien de te gebruiken polder op NAP -1 m ligt. Deze maatregel heeft vrijwel geen effect op de hydrodynamiek. De maatregel is wel effectief voor het invangen van slib. Het is onduidelijk in hoeverre het invangen van slib de sedimentconcentraties in het gehele systeem zal beïnvloeden maar de kans is groot dat in de Dollard de hoeveelheid sediment in suspensie zal afnemen. De getij-asymmetrie analyse laat daarentegen ook zien dat meer sediment de Dollard in wordt getransporteerd. Indien dit allemaal bezinkt in het kombergingsgebied is er niets aan de hand. Als dit niet gebeurt kan dit juist zorgen voor een toename van het zwevend stof gehalte. Een afname van het zwevendstof gehalte in de Dollard ten gevolge van de maatregel lijkt momenteel echter het meest waarschijnlijke effect. Bij deze maatregel kan verder nog opgemerkt worden dat dit type ingreep ook op andere locaties ingezet kan worden. De Dollard functioneert feitelijk al als een slibvang en daar wordt op deze manier een stukje aangezet. Mogelijk heeft een kombergingsmaatregel op een andere locatie, bijvoorbeeld in het gebied tussen Eemshaven en Delfzijl een groter effect op het systeem. De maatregel zal naar verwachting lokaal in de Dollard leiden tot een verbetering van de natuur en waterkwaliteit. De inrichting van een intergetijdegebied biedt mogelijkheden voor (broed)vogels om te rusten en foerageren.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 49 -

17 oktober 2013

De kosten voor de inrichting van een kombergingsgebied worden ingeschat op ca 60 tot 100 miljoen euro. Maatregel zoetwater Maatregel zoet water is een grote aanpassing van het systeem aangezien al het zoete water dat nu bij Delfzijl wordt geloosd omgeleid dient te worden. Uiteindelijk wordt hiermee de hoeveelheid zoet water dat via Nieuwe Statenzijl de Dollard instroomt maximaal verdubbeld. Dit blijft nog steeds een kleine hoeveelheid in verhouding tot de getijvolumes die dagelijks door het gebied stromen. Ten gevolge van het spuien van zoet water treedt een verandering in de estuariene circulatie op. Rond hoogwater treedt een minimale stratificatie op in het systeem. Hierdoor wordt gedurende korte tijd mogelijk extra sediment de Dollard in getransporteerd. Het is niet de verwachting dat dit effect op de estuariene circulatie op overige locaties in het Eems estuarium nog is waar te nemen. Voor de haven van Delfzijl is dit mogelijk een interessante maatregel. Ten gevolge van het verplaatsen van de spui zal er minder slib in de haven sedimenteren. Vanuit ecologisch oogpunt worden zeer lokaal effecten verwacht, die verwaarloosbaar zijn op het totale systeem. Wel kan een positief effect voor trekvissen worden verwacht. De kosten voor het verplaatsen van de zoetwater toevoer zijn geraamd op 40 tot 80 miljoen euro. Een positief effect van het verminderen van de zoetwater hoeveelheid bij Delfzijl is de vermindering in benodigde baggeractiviteit in die haven. Dit zal voor de haven van Delfzijl een kostenbesparing opleveren. Meandering Maatregel Meandering is een zeer grote ingreep in het systeem. De maatregel heeft als enige een duidelijk groot effect op de voortplanting van het getij en getijslag. De totale getijslag wordt met 1 m verminderd. Hiermee komt het systeem terug op de situatie zoals deze was rond 1975. Omdat de verandering in getijslag vooral een verhoging van laagwater betreft heeft deze maatregel verder geen negatieve effecten voor de vaardiepte. De stabiliteit van de meander is niet bekend. Hiervoor zijn verdere berekeningen nodig. Uit de stroomsnelheidsplaatjes volgt wel dat op verschillende plaatsen erosie zal optreden en mogelijk aanzanding/aanslibbing op het punt waar de meander weer aansluit op de Onder Eems. De getij-asymmetrie analyse laat zien dat de getijasymmetrie toeneemt. Hierdoor zou het zwevendstof gehalte in het systeem ook moeten toenemen. Ten gevolge van de lange duur van de lage stroomsnelheden is er echter ook veel tijd voor het zwevendstof om te sedimenteren. Dit betekent dat periodes met hoge zwevendstof gehaltes worden afgewisseld met periodes met lage zwevendstof gehaltes. Het netto effect van de maatregel op sedimentconcentraties is moeilijk te voorspellen en kan variëren met de lcoatie in het systeem. Bij de monding van de Eemsrivier neemt bijvoorbeeld de hoogwater kenterings-asymmetrie waarschijnlijk toe. Daardoor neemt het transport van het estuarium naar de Eems rivier ook toe. De effecten op de slibdynamica zijn erg complex. Om dit goed in beeld te brengen is aanvullend hydrodynamisch onderzoek nodig, voordat de slibberekeningen kunnen worden uitgevoerd. Dit betekent eveneens dat de afgeleide ecologische effecten nog niet zijn te voorspellen. De ingreep zelf heeft sterk negatieve effecten op de huidige



ecologische waarden. Daarnaast zorgt het creëren van de meander voor een afname van plaatareaal in de Dollard en tegelijkertijd ook een afname van oppervlak waar slib gemakkelijk kan sedimenteren. De Dollard fungeert hiermee feitelijk minder als slibvang, momenteel een belangrijke functie van de Dollard op het moment. Hierdoor kan de hoeveelheid zwevendstof in het systeem toenemen. De kosten voor de maatregel worden ingeschat op 770 tot 1040 miljoen euro. Hierbij is geen rekening gehouden met aanvullende onderhoudskosten. Monding Maatregel Monding is opnieuw een zeer grote ingreep in het systeem. Tegelijkertijd laten studieresultaten zien dat zelfs aanpassingen van deze orde grootte nog steeds een minimaal effect hebben op de getijslag. De verandering in getij-asymmetrie is niet bekend maar gezien de minimale verandering van getijslag wordt niet verwacht dat de getij-asymmetrie en daarmee de zwevendstof gehaltes in het systeem wezenlijk veranderen. Er worden daarmee ook geen positieve effecten van deze maatregel verwacht op waterkwaliteit en natuur. Indien de maatregel wordt gerealiseerd door het volstorten van de monding dan wordt hiervoor een kosten post van ca 200 tot 400 miljoen voor ingeschat. Maatregel Diepzeehaven Deze maatregel heeft over het algemeen weinig effect op de onderzochte parameters. Het systeem zal niet een meer natuurlijke getijslag krijgen en ook de getij-asymmetrie zal niet veranderen. Er worden daarmee ook geen positieve effecten van deze maatregel verwacht op waterkwaliteit en natuur. Bij deze maatregel geldt wel dat, net als bij maatregel Meergeulen, de estuariene circulatie kan toenemen ten gevolge van de verminderde diepte. Ook hier zou dit een vermindering van de slibimport tot gevolg kunnen hebben. Een groot voordeel van deze maatregel is echter het feit dat niet meer of in ieder geval veel minder gebaggerd hoeft te worden. Dit zal direct effect hebben op de zwevendstof gehaltes in het Eems-Dollard estuarium. Momenteel wordt 6-12 Mm3 slib gebaggerd uit de vaarwegen. Indien de maatregel wordt gerealiseerd door het volstorten van de drempels (in plaats van stoppen met baggeren) dan wordt hiervoor een kostenpost van ca 350 tot 450 miljoen voor ingeschat. Hierbij is geen rekening gehouden met compenserende maatregelen en economische effecten omdat scheepvaart niet meer mogelijk is en er een diepzee haven aan dient te worden gelegd. Hierbij is geen rekening gehouden met afgenomen onderhoudskosten omdat er niet meer hoeft te worden gebaggerd.


BC4649-100/R0002/MvH/JEBR/Nijm - 51 -

17 oktober 2013

Referenties Deltares, 2013: Mud dynamics in the Ems – Dollard, phase 2. Setup hydrodynamic models, final report 1205711-001 Dijkema et al., 2001: 50 jaar monitoring en beheer van Friese en Groninger kwelderwerken: 1960-2009. WOt-werkdocument 229 Svasek, 2013: Effect van de morfologie van de monding van de Westerschelde op het getij. 1630/U12353 WL Delft Hydraulics, 2007: Stortcapaciteit en stabiliteit van het meergeulensysteem in het Eems-Dollard Estuarium, projectnr. Z4344 Van de Kreeke, J. en Robaczewska, K., 1993: Tide induced residual transport of coarse sediment; application to the Ems Estuary, Netherlands Journal of Sea Research, 31 (3): 209-220



Bijlage 1 Grafieken schuifspanning





Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling Bijlage 1 Definitief rapport

-1-




Bijlage 2 Grafieken residuele debiet door geulen – Meergeulenplan





Locatie cross secties (rode lijn)

Cross sectie noord, bocht van Watum

Cross sectie noord, Oostfriese Gaatje

Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling Bijlage 2 Definitief rapport

-1-


Cross sectie zuid, bocht van Watum

Cross sectie zuid, Oostfriese Gaatje


Bijlage 2 Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling -2-

Definitief rapport

Cumulatieve debieten door cross secties

Cross sectie Noord, Bocht van Watum

Cross sectie Noord, Oostefriese Gaatje



17 oktober 2013

Cross sectie Zuid, Bocht van Watum

Cross sectie Zuid, Oostfriese Gaatje


Bijlage 2 Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling -4-

Definitief rapport

Maatregelstudie Eems-Dollard, Economie en Ecologie in balans Hydrodynamisch berekeningen en effectbepaling herstel maatregelen Eems-Dollard

Recommend Documents