Morfologische effecten

Ministerie van Verkeer en Waterstaat

stuvwxyz Programmadirectie Ontwikkeling Nationale Luchthaven

Morfologische effecten

Morfologische effecten van een kunstmatig eiland voor de kust van Egmond november1999





Morfologische effecten

Morfologische effecten van een kunstmatig eiland voor de kust van Egmond november1999

Rijkswaterstaat/RIKZ in opdracht van Programmadirectie Ontwikkeling Nationale Luchthaven Auteur:

Suzanne Mulder

Inhoudsopgave ..........................................................................................

Inhoudsopgave................................................................................... 3 Voorwoord......................................................................................... 4 Samenvatting ..................................................................................... 7 1. Inleiding ........................................................................................ 9 2. Werkwijze .....................................................................................11 2.1 Egmond en Noordwijk in de huidige situatie .............................................11 2.2 Effecten van een eiland bij Noordwijk ...................................................14 2.2.1 Modelstudies..............................................................................14 2.2.2 Rapporten van deskundigen............................................................14 2.3 Effecten van een eiland bij Egmond......................................................14 3. Huidige situatie ...............................................................................17 3.1 Noordwijk ....................................................................................17 3.2 Egmond ......................................................................................19 3.3 Vergelijking ..................................................................................21 4. Effecten van een eiland bij Noordwijk.....................................................24 4.1 effecten op de kust ........................................................................24 4.1.1 ONL1 en ONL2............................................................................24 4.1.2 ONL3 en ONL4............................................................................27 4.2 Grootschalige effecten.....................................................................30 4.2.1 ONL1 en ONL2............................................................................30 4.2.2 ONL3 en ONL4............................................................................32 5. Effecten van een eiland bij Egmond .......................................................33 5.1 Effecten op de kust ........................................................................33 5.1.1 ONL1 en ONL2............................................................................33 5.1.2 ONL3 en ONL4............................................................................34 5.2 Grootschalige effecten.....................................................................37 5.2.1 ONL1 & ONL2 .............................................................................37 5.2.2 ONL3 & ONL4 .............................................................................38 6. Conclusies.....................................................................................40 Literatuurlijst.....................................................................................42 Bijlage 1. Bepaling van het zandtransport bij Noordwijk en Egmond Bijlage 2. Golfkarakteristieken van Noordwijk en Egmond Bijlage 3. Sedimentatie/erosie bij Noordwijk Bijlage 4. Sedimentatie/erosie bij Egmond Bijlage 5. Veranderingen in waterstanden bij Noordwijk en de Waddenzee bij ONL2

LIJST MET TABELLEN Tabel 2.1. De gehanteerde grenzen bij de horizontale kubatie...........................12 Tabel 2.2. Delen van het profiel waarvoor de sedimentatie/erosie is berekend mbv JARKUS. ..................................................................13 Tabel 3.1. Kustlangs sediment transport bij Noordwijk (Van Rijn, 1994, 1995).........17 Tabel 3.2. Kustdwars sediment transport bij Noordwijk (Van Rijn, 1994, 1995)........18 Tabel 3.3. Trend van sedimentatie/erosie voor verschillende delen van het

Eiland bij Egmond: morfologische effecten

2

profiel bij Noordwijk ...........................................................18 Tabel 3.4. Trend van sedimentatie/erosie in het gehele profiel bij Noordwijk...........19 Tabel 3.5. Kustlangs sediment transport bij Egmond (Van Rijn, 1994, 1995)...........19 Tabel 3.6. Kustdwars sediment transport bij Egmond (Van Rijn, 1994, 1995)..........20 Tabel 3.7. Trend van sedimentatie/erosie voor verschillende delen van het profiel bij Egmond .............................................................20 Tabel 3.8. Trend van sedimentatie/erosie in het gehele profiel bij Egmond. ............21 Tabel 3.9. Vergelijking Noordwijk en Egmond voor diverse parameters .................21 Tabel 4.1. Maximale procentuele verandering in golfparameters voor ONL1 en ONL2 (Jacobse, 1999)........................................................26 Tabel 4.2. Maximale procentuele verandering in golfparameters voor ONL3 en ONL4 (Jacobse, 1999)........................................................28

LIJST MET FIGUREN Figuur 1.1. De locaties Noordwijk en Egmond ................................................ 9 Figuur 2.1. Rijksstrandpalen langs de Hollandse kust. .....................................11 Figuur 3.1. Bodemprofielen voor de kust van Noordwijk en Egmond.....................17 Figuur 3.2. Regressielijn door lijn van opgetelde waardes van inhoudsveranderingen van strand en vooroever bij Noordwijk tussen 1970 en 1996. ........................................................19 Figuur 3.3. Regressielijn door lijn van opgetelde waardes van inhoudsveranderingen van strand en vooroever bij Egmond tussen 1970 en 1996. ........................................................20 Figuur 4.1. Schematische weergave van het stromingspatroon tijdens vloed bij ONL1 en ONL2. Tijdens eb is dit patroon omgekeerd.....................24 Figuur 4.2. Schematische weergave van het luwtegebied tussen eiland en kust bij verschillende windrichtingen bij ONL1 en ONL2. .......................25 Figuur 4.3. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Noordwijk bij de varianten ONL1 en ONL2. ................................................26 Figuur 4.4. Schematische weergave van het stromingspatroon tijdens vloed bij ONL3 en ONL4. Tijdens eb is dit patroon omgekeerd.....................27 Figuur 4.5. Schematische weergave van het luwtegebied tussen eiland en kust bij verschillende windrichtingen bij ONL3 en ONL4. .......................28 Figuur 4.6. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Noordwijk bij de varianten ONL3 en ONL4. ................................................30 Figuur 4.7. Geomorfologie van de zeebodem voor de Nederlandse kust................31 Figuur 5.1. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Egmond als gevolg van ONL1 en ONL2 ...................................................34 Figuur 5.2. Schematische weergaven van sedimentatie/erosie bij Egmond bij ONL3. Het patroon van sedimentatie/erosie bij ONL4 is gelijk, maar bestrijkt een kleiner gebied en heeft een grotere intensiteit.......................................................................36 Figuur 5.3. Verandering van het debiet bij Callantsoog voor een eiland bij Noordwijk bij ONL1t/m ONL4 (Thoolen, 1999). ONL0=++, ONL1= blauw, ONL2=rood, ONL3/4=groen. ..............................37


3


4

Voorwoord In het kader van een stage tijdens de studie Fysische Geografie is onderzoek verricht naar de morfologische effecten van een kunstmatig eiland voor de kust van Egmond. Dit onderzoek is gedaan bij het Rijksinstituut voor Kust en Zee (RIKZ) in Den Haag in de periode augustus tot november 1999. Hierbij wil ik Bas Hoogeboom en Pieter van Vessem bedanken voor hun plezierige en deskundige begeleiding vanuit het RIKZ. Ook wil ik Marion Smit bedanken dat ze mij een kijkje heeft laten nemen in vergaderingen van het project Ontwikkeling Nationale Luchthaven (ONL) en de afdeling Advies en Beleidsanalyse Kust (ABK). Tot slot wil ik Gerben Ruessink bedanken voor het begeleiden van mijn stage vanuit Utrecht.


5


6

Samenvatting In opdracht van de programma-directie Ontwikkeling Nederlandse Luchthaven (ONL) zijn door het Rijksinstituut voor Kust en Zee (RIKZ) in 1998 en 1999 studies verricht naar de morfologische en ecologische effecten van een kunstmatig eiland voor de Nederlandse kust. Dit rapport bevat een onderzoek naar de morfologische effecten van een kunstmatig eiland voor de kust van Egmond. Het onderzoek is gedaan op basis van door het RIKZ eerder verricht onderzoek voor de locatie Noordwijk, in combinatie met gegevens van de huidige kust bij Noordwijk en Egmond. De volgende varianten zijn onderzocht: ONL0 ONL1 ONL2 ONL3 ONL4

huidige situatie ruitvormig eiland van 8500 ha op 20 km van de kust met gedeeltelijk open oeververbinding als ONL1 maar met gesloten dam als ONL1 maar met tunnelverbinding als ONL3 maar op 10 km van de kust

Op basis van de onderzoekingen kunnen de volgende morfologische veranderingen worden verwacht. Uit het onderzoek blijkt dat de varianten ONL1 en ONL2 het meeste effect hebben op de omgeving. Er ontstaat een luwtegebied tussen eiland en kust dat zich uitstrekt tussen IJmuiden en Callantsoog. In dit gebied nemen de golfhoogtes af. In combinatie met de dam die het zandtransport blokkeert, veroorzaakt dit een aanzienlijke sedimentatie in het luwtegebied, vooral in de hoeken tussen dam en vasteland. Een eerste schatting op basis van volledige blokkade van het zandtransport in het gebied tot NAP -20 m geeft een sedimentatie van 3.5 miljoen m3 per jaar. Aangezien het onzeker is of het zandtransport volledig wordt geblokkeerd, moet dit getal als een maximale waarde van sedimentatie in het luwtegebied worden gezien. Door stroomcontractie en –divergentie zal aan de zuidwesten oostkant van het eiland erosie optreden, alsmede in een smalle zone aan weerszijden van de dam. Op grotere afstand van de dam vindt sedimentatie plaats. Ten noorden en ten zuiden van het luwtegebied ontstaat erosie. Deze gebieden ondervinden een vermindering in sedimentaanvoer, doordat tussen IJmuiden en Callantsoog meer sediment is afgezet. Wel blijft sedimentaanvoer vanuit de andere richting bestaan. Het gevolg is dat ter compensatie van de afname van sedimentaanvoer, sediment uit de kustgebieden zelf wordt onttrokken, waardoor daar erosie ontstaat. Dit betekent dat de erosie ten noorden van Callantsoog wordt versterkt, waardoor meer kustonderhoud nodig zal zijn. Een eerste schatting van het nieuwe kustonderhoud geeft een hoeveelheid aan van maximaal 3.800.000 m3 zand per jaar. Ook ten zuiden van IJmuiden ontstaat erosie, echter wel in mindere mate, doordat het zandtransport noordwaarts is gericht. Bovendien is daar de zandbuffer groter om de erosie op te vangen. In het Marsdiep ontstaat als gevolg van ONL1 en ONL2 een toename van de getijamplitude met resp. 9 en 13 cm. Hierdoor bestaat de kans dat het plaatareaal in de Waddenzee kleiner wordt. Ook ontstaat een afname in debiet, hetgeen afname van het intergetijdegebied tot gevolg heeft. Mogelijk is de aanpassingslengte tussen Callantsoog en het Marsdiep te klein om het sedimenttekort te compenseren, zodat een een verkleinde sedimentaanvoer naar de Waddenzee ontstaat. Het is nog onduidelijk hoe de Waddenzee daar op reageert.

De varianten ONL3 en ONL4 hebben minder grote effecten, aangezien er geen blokkade plaatsvindt van het zandtransport. Wel ontstaat er een luwtegebied tussen eiland en kust, welke zich bij ONL3 uitstrekt van IJmuiden tot Callantsoog en bij ONL4 van Wijk aan Zee tot Bergen aan Zee. In de actieve zone (boven –8 m NAP) vindt sedimentatie plaats van 0.5 tot 1 miljoen m3/jaar. Op dieper water vindt erosie plaats als gevolg van stroomcontractie. Dit resulteert in een versteiling van het kustprofiel tussen eiland en kust. Rond het eiland vindt erosie plaats als gevolg van stroomcontractie. Ten noorden en ten zuiden van het luwtegebied wordt sediment uit de kustgebieden opgenomen door onderverzadiging van de sedimentstroom als gevolg van de afname in sedimenttoevoer. Bij ONL3 en ONL4 ontstaat minder erosie dan bij ONL1 en ONL2. Dit komt doordat minder materiaal in het luwtegebied van het eiland is gesedimenteerd, zodat de afname in sediment toevoer kleiner is. Het nieuwe kustonderhoud zal daardoor ook kleiner zijn. Een eerste schatting van het nieuwe


7

kustonderhoud geeft een hoeveelheid zand aan tussen 800.000 en 1.300.000 m3 per jaar. De effecten van de varianten ONL3 en ONL4 gaan door tot het Marsdiep. De getijamplitude en het debiet bij het Marsdiep veranderen nauwelijks, maar er ontstaat wel een afname in zandtoevoer. Dit betekent een kans op verandering van het plaatareaal in de Waddenzee. Echter de verstoring bij ONL3 en ONL4 zijn kleiner dan bij de varianten ONL1 en ONL2. Er kan tenslotte geconcludeerd worden dat, met name door de beïnvloeding van de Waddenzee, de locatie Egmond morfologisch gezien minder gunstig is voor een kunstmatig eiland dan de locatie Noordwijk. De belangrijkste oorzaken zijn de beïnvloeding van de Waddenzee en versterkte erosie in het gebied ten noorden van Callantsoog, waar in de huidige situatie al sterke erosie plaatsvindt.


8

1. Inleiding Voor de lange termijn heeft het kabinet gekozen voor beheerste groei van de luchtvaart. Dit betekent 70 miljoen passagiers in 2020/2025. Het huidige Schiphol kan deze groei niet opvangen. De grens ligt bij 550.000 à 600.000 vliegbewegingen per jaar. Voor de lange termijn acht het kabinet slechts twee locaties mogelijk om ruimte te geven aan verdere groei. Op Schiphol met een ingrijpend gewijzigd banenstelsel en op een eiland in de Noordzee. Het kabinet acht de oplossing van een eiland in de Noordzee nog met veel onzekerheden omgeven. Nader onderzoek van deze optie is dan ook noodzakelijk. De regering heeft de programma directie Ontwikkeling Nationale Luchthaven (ONL) in het leven geroepen die de opties onderzoekt van uitbreiding van het huidige Schiphol en van een luchthaven op een eiland. Deze directie heeft het Rijks Instituut voor Kust en Zee (RIKZ) opdracht gegeven om onder andere morfologische effecten van een eiland in zee te onderzoeken. In de strategische beleidskeuze toekomst luchtvaart is aangegeven dat het kabinet eind 1999 een besluit zal nemen met welke locatie(s) en met welke varianten de procedure wordt voortgezet: het zogenaamde eerste moment van afweging (EMA). De finale go/no go beslissing (inclusief financieringsbesluit) is voor eind 2005 gepland. In oktober 1999 is de startnotitie voor de locatie-MER verschenen. Deze MER is geschreven ten behoeve van een Planologische Kernbeslissing over de locatie van de nationale luchthaven. In deze startnotitie zijn een aantal alternatieven beschreven. Voor de mogelijke locatie van een eiland is een zoekgebied gedefinieerd. Dit zoekgebied is aan de oostzijde begrensd op 10 km uit de kust en aan de westzijde op 40 km. De plaatsen Egmond aan Zee en Den Haag zijn de noorden zuidgrens van het zoekgebied. Dit rapport bevat een onderzoek vanuit het RIKZ ten behoeve van het EMA. In het afgelopen jaar (1998-1999) heeft het RIKZ modelstudies uitgevoerd en zijn rapporten van deskundigen gemaakt over het effect van een eiland in zee op de morfologie van Noordwijk. Echter recent zijn ook stemmen opgegaan voor de locatie Egmond (figuur 1.1). In dit rapport wordt een onderzoek gepresenteerd naar de effecten van een eiland op de morfologie van de kust bij Egmond. Het onderzoek wordt gedaan op basis van het eerder verrichte onderzoek voor de locatie Noordwijk in combinatie met gegevens van de huidige morfologie in Egmond en Noordwijk. Het doel van het onderzoek is om ten behoeve van het EMA een zo goed mogelijke voorspelling te doen van de morfologische effecten van een eiland voor de kust van Egmond De volgende varianten zullen worden onderzocht: ONL0 huidige situatie ONL1 ruitvormig eiland van 8500 ha op 20 km van de kust met gedeeltelijk open oeververbinding ONL2 als ONL1 maar met gesloten dam ONL3 als ONL1 maar met een tunnelverbinding ONL4 als ONL3 maar op 10 km van de kust Er zal zowel naar effecten op het achterliggende kustsysteem als naar meer grootschalige effecten worden gekeken. Voor grootschalige effecten zal worden gekeken naar effecten op diep water en op de Waddenzee. Figuur 1.1. De locaties Noordwijk en Egmond


9

Het rapport heeft de volgende opbouw. Hoofdstuk 2 bevat de werkwijze van het onderzoek. In hoofdstuk 3 staan de hydrodynamiek, het zandtransport en de trend van sedimentatie/erosie in de huidige situatie beschreven voor beide locaties, alsmede enkele opvallende verschillen. In hoofdstuk 4 worden resultaten van eerdere studies voor Noordwijk behandeld, waarbij zowel de effecten op de kust als grootschalige effecten worden genoemd. In hoofdstuk 5 worden de effecten van een eiland voor de kust van Egmond voorspeld, zowel op de kust als grootschalig. Hoofdstuk 6 bevat tenslotte de conclusies.


10

2. Werkwijze Zoals in hoofdstuk 1 is vermeld, zijn voor dit rapport de effecten van een eiland voor de kust van Egmond op de kustmorfologie onderzocht. Voor de locatie Noordwijk is een eerste verkenning gemaakt met behulp van modelstudies en rapporten van deskundigen over de invloed van een eiland op de kust. De resultaten van deze onderzoeken worden in dit rapport geëxtrapoleerd naar de locatie Egmond. De huidige kustsystemen van Noordwijk en Egmond worden onderzocht om eventuele verschillen in kustprocessen door te rekenen in de extrapolatie. De globale werkwijze in het onderzoek is als volgt. Allereerst zal worden gekeken naar hydrodynamiek, zandtransport en trends in sedimentatie/erosie voor beide locaties in de huidige situatie, waarna ze met elkaar worden vergeleken. Op basis van de verschillen zullen de reeds voorspelde effecten voor Noordwijk worden vertaald naar Egmond. In dit hoofdstuk staat stap voor stap beschreven hoe het onderzoek is verricht.

2.1

Egmond en Noordwijk in de huidige situatie

Om een goed beeld te krijgen van de kustsystemen van Egmond en Noordwijk zijn voor beide gebieden de hydrodynamische condities, het zandtransport en de trend in sedimentatie/erosie bepaald. Hydrodynamische condities Hydrodynamische condities zijn golf- en stromingscondities, die de morfologie van een kustsysteem mede bepalen. In dit onderzoek zijn voor beide kustsystemen de meest voorkomende significante golfhoogte en golfrichting bepaald, alsmede de maximale eben vloed-snelheden. Percentages van voorkomen van significante golfhoogtes voor beide gebieden zijn verkregen uit tabellen van een modelstudie van Van Rijn (1994) over het gemiddeld jaarlijkse zandtransport langs de Nederlandse kust. Ook de percentages van voorkomen van golfrichtingen zijn daaruit verkregen. Voor Egmond zijn de golfhoogtes en -richtingen genomen bij RSP 40.00, voor Noordwijk bij RSP 76.00, waarbij RSP staat voor Rijks Strand Paal (figuur 2.1). De maximale eben vloedstroomsnelheden voor de locatie Noordwijk zijn verkregen uit een rapport ten bate van het EMA van Van Rijn (1999). Op basis van Van Rijn (1994) wordt aangenomen dat er geen significant verschil is in maximale stroomsnelheden voor de kust van Noordwijk en Egmond. Zandtransport Voor beide locaties zijn de waardes van het netto zandtransport en totale zandtransport verkregen van Van Rijn (1994, 1995). Deze waardes zijn gegeven in m3/m/jaar. Het sediment transport is ook berekend in totale hoeveelheden (m3/jaar) binnen twee zones: nl. van 0 tot -8 m NAP en van -8 m NAP tot -20 m NAP. De berekening hiervan staat in bijlage 2. Voor de locatie Egmond zijn de waardes voor RSP 40.00 genomen en voor Noordwijk de waardes van RSP 76.00 (figuur 2.1).

Figuur 2.1. Rijksstrandpalen langs de Hollandse kust.


11

0

Den Helder 5

10

Callantsoog 15 20

H.B. zeewering 25 30

Bergen aan Zee

35

Egmond aan Zee

40

45 50

Wijk aan Zee 55

IJgeul

IJmuiden 60

65 70 75 80

Noordwijk 85 90 95 100Scheveningen 105

110

Den Haag 110 115

Strandpaal (RSP) Strekdammen duinen

Hoek van Holland

Trend sedimentatie/erosie De trend van sedimentatie/erosie van Noordwijk en Egmond is bepaald voor de periode 1963, toen begonnen is met de huidige profielmetingen, tot 1998. De gebieden waarvoor de trends zijn bepaald hebben een kustlangse lengte van 10 kilometer om locale effecten in sedimentatie/erosie, zoals het passeren van een kleinschalige zandgolf of stormafslag, weg te middelen. Aangezien de trend over langere termijn wordt bepaald, zijn locale effecten niet belangrijk. De kustdwarse breedte van de gebieden is ongeveer 1 kilometer. De ligging van de gebieden is: Egmond: RSP 39.00 t/m 49.00 Noordwijk: RSP 77.00 t/m 87.00 Voor de locatie Egmond is gekozen voor het gebied dat loopt van Egmond tot 10 km zuidwaarts, aangezien de programma-directie ONL Egmond als meest noordelijk gelegen optie heeft gegeven. Omdat voor Noordwijk een dergelijke begrenzing niet geldt, is gekozen voor een gebied dat loopt van 5 km ten noorden tot 5 km ten zuiden van Noordwijk. Voor de bepaling van de sedimentatie/erosie over beide gebieden is gebruik gemaakt van zogenaamde JARKUS-profielen (JAaRlijkse KUStlijnmetingen). Deze kustdwarse profielen hebben een onderlinge afstand van 250 meter en worden sinds 1963 jaarlijks ingemeten langs de gehele Nederlandse Noordzeekust. De sedimentatie/erosie is vervolgens bepaald met behulp van horizontale kubering. Bij deze methode wordt de hoeveelheid zand bepaald tussen horizontale grenzen. In dit geval zijn de grenzen gesteld als: duinvoet, GHW, GLW en ondergrens. De hoogtes van deze grenzen ten opzichte van NAP zijn weergegeven in tabel 2.1. Vervolgens zijn de jaarlijkse inhoudsverandering bepaald. Bij een positieve inhoudsverandering is in het afgelopen jaar sedimentatie opgetreden , bij een negatieve inhoudsverandering erosie. Tabel 2.1. De gehanteerde grenzen bij de horizontale kubatie.

Beschrijving grens Duinvoet


Grenswaarde +3 m NAP

12

GHW GLW Ondergrens

+0.98 m NAP -0.72 m NAP -5 m NAP

Voor de hoogte van de duinvoet wordt standaard +3 m NAP genomen. Er is voor de duidelijkheid voor Egmond en Noordwijk dezelfde waardes voor het GHW en GLW genomen, hoewel deze bij Noordwijk en Egmond niet exact gelijk zijn (tabel 2.1). Echter berekeningen hebben aangetoond dat dit geen invloed heeft op de algemene trend in sedimentatie/erosie. Absoluut is er wel verschil, in de orde van grootte van enkele 10.000 m3, maar in de trend van inhoudsveranderingen ten opzichte van 1990 is geen verschil te zien. Als ondergrens is –5 m NAP genomen, omdat, met uitzondering van de laatste jaren, de JARKUS-profielen tot ongeveer die diepte zijn ingemeten. De inhoudsveranderingen zijn dus bepaald voor de delen van het profiel tussen de grenzen. In tabel 2.2 zijn deze delen weergegeven. Tabel 2.2. Delen van het profiel waarvoor de sedimentatie/erosie is berekend mbv JARKUS.

Deel van het profiel Droge strand Natte strand Gehele strand Vooroever

Beschrijving grenzen Duinvoet tot GHW GHW tot GLW Duinvoet tot GLW GLW tot -5 m NAP

De resulterende inhoudsveranderingen van de profieldelen zijn vervolgens in een grafiek gezet als inhoudsveranderingen ten opzichte van 1990 tegenover de tijd. Daarna is voor elk deel van het profiel een regressielijn is berekend. Deze regressielijn geeft per deel de gemiddelde inhoudsverandering per jaar, oftewel de sedimentatie/erosie. Een ondergrens van –5 m NAP, wat ongeveer 800 meter uit de kust is, betekent dat het bankengebied nog niet is verlaten (figuur 3.1). Dit geeft zeer variabele waardes van sedimentatie/erosie op de vooroever. Betere waardes van inhoudsveranderingen voor de vooroever kunnen berekend worden met behulp van doorlodingen: profielen die verder in zee zijn gemeten. Vanaf 1970 zijn deze doorlodingen naast de JARKUSmetingen om de kilometer ingemeten langs de hele Nederlandse Noordzee-kust tot ongeveer twee kilometer uit de kust. Van 1970 tot 1990 gebeurde dit elke vijf jaar, na 1990 elke drie jaar. Voor dit onderzoek zijn doorlodingen gebruikt van 1970 tot 1996, waarin met behulp van horizontale kubatie de inhoudsveranderingen van het gebied van -5 m NAP tot -8 m NAP is berekend. Deze ondergrens is genomen, omdat op die diepte het bankengebied is verlaten en daardoor een goede schatting kan worden gemaakt van inhoudsveranderingen van de vooroever, dus GLW tot -8 m NAP. De berekeningen zijn uiteraard voor dezelfde gebieden verricht als bij de JARKUSprofielen. Om tot een waarde te komen van sedimentatie/erosie van GLW tot-8 m NAP, zijn de inhoudsveranderingen van de zone van -5 m NAP tot -8 m NAP opgeteld bij de waarden uit dezelfde jaren van GLW tot -5 m NAP, die in het kader van JARKUS zijn ingemeten. Door de resulterende lijn van waarden is een regressielijn berekend, waaruit de gemiddelde sedimentatie/erosie per jaar is berekend. Er is niet gecorrigeerd voor eventuele suppleties, aangezien deze een deel zijn van het huidige kustbeleid. De effecten van een eiland worden voorspeld op basis van het huidige kustbeleid en niet op basis van de oorspronkelijke natuurlijke trends. Beseft dient te worden dat deze waarde van gemiddelde sedimentatie/erosie van de vooroever minder nauwkeurig is dan dezelfde waarde voor het strand. Dit komt doordat in minder jaren gemeten is en omdat de doorlodingen om de kilometer zijn ingemeten, waardoor fluctuaties en meetfouten zwaarder meewegen. Tenslotte is de trend van sedimentatie/erosie van het gehele profiel berekend. Dit is niet gedaan door de trendwaardes van het gehele strand en de vooroever op te tellen, aangezien in dat geval fluctuaties tussen strand en vooroever twee maal worden uitgewist, doordat de sedimentuitwisseling tussen strand en vooroever niet wordt meegenomen. In plaats daarvan zijn vanaf 1970 om de vijf jaar de inhoudsveranderingen van het strand en de vooroever voor elk jaar opgeteld. Door de resulterende lijn is een regressielijn berekend, waarin de trend van het gehele


13

profiel is bepaald.

2.2

Effecten van een eiland bij Noordwijk

Er zijn verschillende studies verricht naar de effecten van een eiland voor de kust van Noordwijk op de achterliggende kust, zowel in locale als in grootschalige zin. Deze studies zijn op te delen in twee soorten: 1. Modelstudies, waarin een eiland voor de kust in een model wordt gesimuleerd. 2. Rapporten van deskundigen, waarin door een aantal gerenommeerde specialisten in de morfologie en stromingsleer de effecten van een eiland worden geschat op basis van kennis en ervaring. 2.2.1

Modelstudies

Er zijn in totaal drie modelstudies gedaan naar de effecten van een eiland voor de kust van Noordwijk. Deze zijn gedaan voor effecten op golfgedrag, waterstanden en stroomsnelheden, en zandtransport. Effecten op golfgedrag Met behulp van het golvenmodel SWAN (Simulating WAves Nearshore) zijn golfberekeningen gemaakt door Jacobse (1999-concept). Onder andere de significante golfhoogte, de golfrichting en de gemiddelde orbitaalsnelheid zijn berekend voor een 21-tal uitvoerpunten liggend vlak voor de kust van Noordwijk tot 5 km zeewaarts van het eiland. Het model toont locale effecten van een eiland voor de kust, tussen kust en eiland en om het eiland heen. Alle varianten, dus ONL0 t/m ONL4 (zie hoofdstuk 1) zijn gemodelleerd, met echter voor het eiland op 10 km uit de kust (ONL4) een oppervlak van 12000 ha in plaats van 8500 ha. Er zijn twee condities gesimuleerd: een zuidwesten wind met een snelheid van 8 m/s en een noordwesten wind van 11 m/s. Deze condities zijn gekozen, aangezien het de zwaarste condities zijn die jaarlijks een paar keer voorkomen.

Effecten op waterstanden en stroomsnelheden Het Kuststrookmodel is gebruikt om effecten van een eiland te bepalen op waterstanden en stroomsnelheden. Het rekenrooster van het model beslaat voor dit onderzoek een gebied tot circa 70 km uit de kust voor het gebied tussen Hoek van Holland en midden-Texel. Groen (1999) heeft berekeningen uitgevoerd voor alle ONLvarianten. Effecten op zandtransport Het zandtransport langs de Nederlandse kust is gemodelleerd met het PONTOS model. Dit model is het ontwikkelingsstadium nog maar net gepasseerd en de resultaten van berekeningen zijn niet volledig gekalibreerd, maar geven wel een goede indicatie van het transport. Het gebruikte model beslaat een gebied tot circa 70 km uit de kust voor het gebied tussen Hoek van Holland en Den Helder. Er zijn berekeningen gedaan door de Steetzel (1999) voor de varianten ONL0 t/m ONL4. 2.2.2

Rapporten van deskundigen

Er zijn rapportages door een zestal deskundigen gemaakt over de effecten van een eiland voor de kust van Noordwijk. Deze deskundigen zijn: Ir. W.Th. Bakker ............................................ Waterloopkundig Laboratorium Ir. B. Bliek...........................................................Svasek ingenieursbureau Dr. J. van de Graaff ...........................................Technische Universiteit Delft Prof. Dr. L.C. van Rijn................................................... Universiteit Utrecht Ir. R. Steijn ......................................................... Alkyon ingenieursbureau Prof. M.J.F. Stive ........................................... Waterloopkundig Laboratorium De deskundigen zijn onder andere ingegaan op het vraagstuk van kustveiligheid, waarbij aandacht is besteed aan veranderingen in belasting (hydrodynamiek), sterkte (zandbalans, sedimentatie/erosie), kustlijnhandhaving (zandtransport, zandbalans, ligging kustlijn) en veerkracht (zandinhoud en morfologische dynamiek). Ook is specifiek naar de invloed op de Waddenzee gekeken.

2.3

Effecten van een eiland bij Egmond

De locale en grootschalige effecten van een eiland bij Egmond worden afgeleid uit de locale en grootschalige effecten van een eiland bij Noordwijk. De verschillen tussen


14

Noordwijk en Egmond in hydrodynamische condities en sediment transport zullen de basis zijn voor de extrapolatie van de effecten van Noordwijk naar Egmond.


15


16

3. Huidige situatie

3.1

Noordwijk

Noordwijk ligt aan de Zuid-Hollandse Noordzeekust tussen Den Haag en IJmuiden. Het kustsysteem bij Noordwijk bestaat uit een smalle duinenrij van circa 100 meter, een strand van 60 meter en een lange, flauwe vooroever van circa 4000 meter (figuur 3.1) (Geomorfologie van de Nederlandse kustwateren, 1988). De steilheid van het bodemprofiel tussen NAP -1 m en -8 m is 0.005 (Van Rijn, 1995). De kustoriëntatie is 31° ten opzichte van het noorden. De gemiddelde jaarlijkse getij-amplitude is 162 cm met een GHW van NAP +94 cm en een GLW van NAP –68 cm. De gemiddelde jaarlijkse waterstand is NAP –1 cm (Getijtafels voor Nederland 2000). Figuur 3.1. Bodemprofielen voor de kust van Noordwijk en Egmond

20 egmond 44.00 noordwijk 82.00

15

niveau [m]

10

5

0

-5

-10

-15

-20 0

2000

4000 6000 afstand t.o.v. R.S.P. [m]

8000

10000

De overheersende significante golfhoogte in Noordwijk is 0.5 tot 1 m. Deze golfhoogte komt 36% per jaar voor. De overheersende windrichting is ZW (210-240 graden). Bijlage 2 toont de percentages van voorkomen van golfhoogtes en golfrichtingen. De maximale snelheid van de vloedstroom is ongeveer 0.6 tot 0.7 m/s op een diepte van 20 meter. De maximale snelheid van de ebstroom wordt geschat op 0.5-0.6 m/s. Hoeveelheden van kustlangs en kustdwars zandtransport bij Noordwijk worden getoond in tabel 3.1, tabel 3.2 en bijlage 1. Waardes van kustdwars transport voor de zone boven NAP -8 m zijn niet bekend. In de actieve zone, de zone boven de NAP -8 meter, wordt per strekkende meter het meeste sediment verplaatst. Dit komt doordat dichter bij de kust het water ondieper is waardoor golven sediment kunnen opwoelen van de bodem, wat vervolgens wordt getransporteerd door de golfgedreven stroming in deze zone. In de diepere zone tussen NAP -8 m en NAP -20 m is de waterdiepte te groot, waardoor golven de bodem niet kunnen raken. In deze zone wordt per strekkende meter minder sediment getransporteerd. Echter aangezien deze zone breder is dan de actieve zone, wordt er in deze zone absoluut gezien wel meer zand getransporteerd. De kustdwarse getransporteerde zandhoeveelheden in de zone van -8 m NAP tot -20 m NAP zijn ondanks de hoge standaard deviatie op korte termijn te verwaarlozen. Op langere termijn is dit transport wel van belang voor de opbouw van de kust. Tabel 3.1. Kustlangs sediment transport bij Noordwijk (Van Rijn, 1994, 1995)


17

Kustlangs sediment transport boven NAP -8 m NAP -8 tot -20 m

Netto (m3/m/jaar) 187 (+/-50%) 34 (+/- 60%)

Netto (m3/jaar) 150.000 (+/- 50%) 490.000 (+/- 60%)

Noordwaarts (m3/jaar) 300.000

Zuidwaarts (m3/jaar) -150.000

Totaal (m3/jaar) 450.000

1.110.000

-620.000

1.730.000

Tabel 3.2. Kustdwars sediment transport bij Noordwijk (Van Rijn, 1994, 1995)

Kustdwars sediment transport in 1 km kustdwarse breedte NAP -8 tot -20 m

Netto (m3/m/jaar) 3 (+/- 100%)

Netto (m3/jaar) 6.600 (+/- 100%)

landwaarts (m3/jaar) 15.700

zeewaarts (m3/jaar) -9.100


De sedimentatie/erosie rondom Noordwijk in de periode 1963 t/m 1998 is te zien in bijlage 3 en tabel 3.3. In deze periode zijn bij Noordwijk geen suppleties uitgevoerd. Tabel 3.3. Trend van sedimentatie/erosie voor verschillende delen van het profiel bij Noordwijk

Deel van het profiel

Grenzen

Droge strand Natte strand Gehele strand Vooroever

Duinvoet-GHW GHW-GLW Duinvoet-GLW GLW- NAP -8 m

Trend sedimentatie (104 m3/jaar) +5.8 +9.7 +15.5 +138

Periode van trend 1963-1998 1963-1998 1963-1998 1970-1998

Op het strand is een trend van sedimentatie aanwezig van 155.000 m3/jaar in de afgelopen 35 jaar. In bijlage 3 is te zien dat er slechts kleine fluctuaties in de trend voorkomen. De trend van de vooroever toont aanzienlijke sedimentatie tussen 1970 en 1996. Deze trendwaarde wordt sterk beïnvloed door een uitschieter naar beneden in 1975. De uitschieter zorgt ervoor dat de trendlijn veel steiler wordt dan zonder deze waarde (bijlage 3). Als deze uitschieter een natuurlijke oorzaak heeft, is de trendwaarde van 1,38 miljoen m3 sedimentatie per jaar terecht. Echter als de uitschieter wordt veroorzaakt door een menselijke ingreep in het kustsysteem zoals de bouw van een dam in de buurt, of door een meetfout, dan dient deze waarde niet meegerekend te worden en zou de trend van sedimentatie/erosie bij Noordwijk een veel minder hoge jaarlijkse sedimentatie vertonen. Nadere bestudering leert dat een meetfout onwaarschijnlijk is, aangezien zowel de JARKUS-profielen als de doorlodingen deze uitschieter aangeven. Bovendien tonen de JARKUS-gegevens dat er tussen 1970 en 1980 een geleidelijke toe- en afname van erosie is met de laagste waarde in 1975. Een meetfout zou eerder een eenmalige piek in een jaar vertonen. Ook de mogelijkheid van een menselijke ingreep in het kustsysteem is onwaarschijnlijk. Profielen laten zien dat het gehele bodemprofiel verlaagd is, hetgeen alleen zou kunnen worden veroorzaakt door een grote ingreep in het kustsysteem. Echter de periode van erosie van 10 jaar is te kort om deze gevolgen aan te duiden. Bij een grote ingreep, bijvoorbeeld de uitbreiding van de havenhoofden bij IJmuiden, zouden de gevolgen tientallen jaren langer te merken zijn. De waarde van de uitschieter ligt dus waarschijnlijk binnen de natuurlijke fluctuaties. Een grootschalige zandgolf zou eventueel een oorzaak kunnen zijn. Seizoensinvloeden zijn uitgesloten, aangezien de doorlodingsprofielen in 1970, 1975 en 1980 allemaal tussen mei en september zijn ingemeten. Voor het gehele profiel zijn de opgetelde inhoudsveranderingen per meetjaar alsmede de er doorheen gefitte regressielijn weergegeven in figuur 3.2. De trend van de regressielijn staat gegeven in tabel 3.4. Hieruit blijkt dat de jaarlijkse sedimentatie in het gehele profiel tussen NAP +3m en NAP -8 m de afgelopen 35 jaar ongeveer 2,27 miljoen m3/jaar is geweest.


18

1000 500

strand

0 vooroever

-500 -1000

gehele profiel

-1500

1996

1993

1990

1985

1980

-2500

1975

-2000 1970

zandinhoud tov 1990 (10^4 m3/jaar)

Figuur 3.2. Regressielijn door lijn van opgetelde waardes van inhoudsveranderingen van strand en vooroever bij Noordwijk tussen 1970 en 1996.

y = 227.38x - 1039.2 2

jaar

R = 0.2508

Tabel 3.4. T rend van sedimentatie/erosie in het gehele profiel bij Noordwijk.

Deel van profiel

Trend sedimentatie (104 m3/jaar) +227

Gehele profiel

Periode van trend 1970-1996

Bij de trend van de vooroever en van het gehele profiel dient in het achterhoofd gehouden te worden dat de trendgegevens zijn berekend met minder gegevens dan bij het strand. Dit maakt de waarden van de vooroever en het gehele profiel onnauwkeuriger dan die van het strand.

3.2

Egmond

Egmond is zo’n 20 km gelegen ten noorden van IJmuiden aan de Noord-Hollandse Noordzeekust. Het kustsysteem bestaat uit een brede duinenrij van 500 tot 1000 meter, een smal strand van ongeveer 40 meter en een korte en steile vooroever van ongeveer 2600 meter (figuur 3.1) (Geomorfologie van de Nederlandse kustwateren, 1988). De steilheid van het bodemprofiel tussen NAP -1 m en -8 m is 0.008 (Van Rijn, 1995). De kustoriëntatie is 9° ten opzichte van het noorden. De gemiddeld jaarlijkse getij-amplitude is 166 cm met een GHW van 89 cm +NAP en een GLW van –77 cm +NAP. De gemiddelde jaarlijkse waterstand is –1 cm +NAP (getijtafels voor Nederland 2000).

Net als bij Noordwijk is de meest voorkomende significante golfhoogte 0.5 tot 1 m. Deze golfhoogte komt 33% per jaar voor. De overheersende windrichting is ZW (210240 graden). In bijlage 2 zijn de percentages van voorkomen van alle golfhoogtes en golfrichtingen gegeven. Volgens Van Rijn (1994) bestaat er geen significant verschil in dieptegemiddelde stroomsnelheden voor de kust van Noordwijk en Egmond. De maximale snelheid van de vloedstroom is dus bij Egmond ook ongeveer 0.6 tot 0.7 m/s op een diepte van 20 meter. De maximale snelheid van de ebstroom wordt geschat op 0.5-0.6 m/s. De waardes van het sediment transport zijn te zien in tabel 3.5,

tabel 3.6

en bijlage 1.

Tabel 3.5. Kustlangs sediment transport bij Egmond (Van Rijn, 1994, 1995)

Kustlangs sediment transport boven NAP -8 m NAP -8 tot -20 m


Netto (m3/m/jaar) 200 (+/-100%) 58 (+/- 50%)

19

Netto (m3/jaar) 180.000 (+/- 100%) 1.190.000 (+/- 50%)

Noordwaarts (m3/jaar) 360.000

Zuidwaarts (m3/jaar) -180.000


2.080.000

-890.000

2.970.000

Tabel 3.6. Kustdwars sediment transport bij Egmond (Van Rijn, 1994, 1995)

Kustdwars sediment transport in 1 km kustdwarse breedte NAP -8 tot -20 m

Netto (m3/m/jaar)

Netto (m3/jaar)

landwaarts (m3/jaar)

zeewaarts (m3/jaar)

Totaal (m3/jaar)

5 (+/- 50%)

9.000 (+/- 100%)

22.200

-13.200

35.400

Net als bij Noordwijk wordt kustlangs per strekkende meter het meeste sediment verplaatst in de actieve zone, circa 200 m3/m/jaar. In de zone tussen NAP –8 m en NAP –20 m wordt per strekkende meter minder sediment getransporteerd, namelijk ongeveer 58 m3/m/jaar. Echter aangezien deze zone breder is dan de actieve zone, wordt er in deze zone absoluut gezien wel meer zand getransporteerd. De kustdwarse getransporteerde zandhoeveelheden in de zone van -8 m NAP tot -20 m NAP zijn ondanks de hoge standaard deviatie op korte termijn te verwaarlozen. Op langere termijn is dit transport wel van belang voor de opbouw van de kust. De trend van sedimentatie/erosie van het strand en de vooroever in het gebied direct ten zuiden van Egmond staan getoond in bijlage 4 en tabel 3.7.

Tabel 3.7. Trend van sedimentatie/erosie voor verschillende delen van het profiel bij Egmond

Deel van het profiel Droge strand Natte strand Gehele strand Vooroever

Grenzen Duinvoet-GHW GHW-GLW Duinvoet-GLW GLW- NAP -8 m

Trend sedimentatie (104 m3/jaar) -2.9 +1.0 -1.9 -36

Periode van trend 1963-1998 1963-1998 1963-1998 1970-1998

Op het strand heeft de afgelopen 35 jaar erosie plaatsgevonden van 19.000 m3/jaar. Ook de vooroever heeft erosie ondervonden, namelijk 360.000 m3/jaar. De trends van de vooroever en het strand zijn tussen 1990 en 1998 beïnvloed door strandsuppleties ten noorden van het onderzoeksgebied. In deze periode is er in de raaien 37.00 t/m 38.75 jaarlijks ongeveer 180.000 m3 zand gesuppleerd. Zonder de suppleties zou de jaarlijkse erosie veel groter zijn geweest. Er wordt in dit onderzoek echter niet gecorrigeerd voor de suppleties, aangezien deze een deel zijn van het huidige kustbeleid. De effecten van een eiland worden voorspeld op basis van het huidige kustbeleid en niet op basis van de oorspronkelijke natuurlijke trends. De sedimentatie/erosie is ook voor het gehele profiel berekend voor de locatie Egmond. In figuur 3.3 wordt de resulterende grafiek getoond van de opgetelde inhoudsveranderingen van het strand en de vooroever. Een regressielijn is daar doorheen berekend. Tabel 3.8 toont de trend van sedimentatie/erosie bij Egmond, die is berekend uit de regressielijn. Figuur 3.3. Regressielijn door lijn van opgetelde waardes van inhoudsveranderingen van strand en vooroever bij Egmond tussen 1970 en 1996.


20

2500 2000 1500 1000

vooroever

jaar

1996

1993

1990

1985

1980

gehele profiel

1975

500 0 -500

strand

1970

zandinhoud tov 1990 (10^4 m3)

3500 3000

y = -40.314x + 1528.4 2

R = 0.0069

Tabel 3.8. Tre nd van sedimentatie/erosie in het gehele profiel bij Egmond.

Deel van profiel

Trend sedimentatie (104 m3/jaar) -40

Gehele profiel

Periode van trend 1970-1996

De resultaten tonen dat er bij Egmond sprake is van een jaarlijkse erosie van ongeveer 400.000 m3/jaar in het gehele profiel. Ook nu dient men bedacht te zijn op het feit dat de berekende trendwaardes van het strand nauwkeuriger zijn dan die van de vooroever en het gehele profiel.

3.3

Vergelijking

In tabel 3.9 staan alle behandelde parameters nog eens op een rijtje. Tabel 3.9. Vergelijking Noordwijk en Egmond voor diverse parameters

NOORDWIJK

EGMOND

Morfologie kustorientatie (° tov noorden) steilheid profiel NAP -1 tot -8 m (-)

31 0.005

9 0.008

Getij condities getij-amplitude (cm) gemiddelde jaarlijkse waterstand (cm t.o.v. NAP )

162 -1

166 -1

0.5-1 m (36%)

0.5-1 (33%)

210-240° (17%)

210-240° (16%)

Maximale stroomsnelheid eb (m/s)

0.6-0.7 0.5-0.6

0.6-0.7 0.5-0.6

Netto kustlangs sediment transport (m 3/m/jaar) boven -8 m NAP

187

200

Hydrodynamische condities Meest voorkomende jaarlijkse significante golfhoogte (incl. % van voorkomen) Meest jaarlijks voorkomende golfrichting ( incl. % van voorkomen) Maximale stroomsnelheid vloed (m/s)


21

-8 tot –20 m NAP Netto kustdwars sediment transport (m3/m/jaar) -8 tot -20 m NAP Trend in sedimentatie/erosie (m3/jaar) Strand (duinvoet tot GLW) Vooroever (GLW tot -8 m NAP) Gehele profiel (duinvoet tot -8 m NAP)

35

58

3

5

+ 155.000 + 1.380.000 + 2.270.000

- 19.000 - 360.000 - 400.000

Tussen Noordwijk en Egmond bestaan duidelijke verschillen qua morfologie. Noordwijk heeft een smalle duinenrij, een breed strand en een lange, flauw hellende vooroever. Bij Egmond is het precies andersom: een brede duinenrij, een smal strand en een korte steile vooroever. Dit geeft aan dat het kustsysteem bij Noordwijk kleinere fluctuaties ondervindt dan bij Egmond en dus een stabieler systeem is. Een smal strand en een steile, korte vooroever indiceert erosie door golfwerking, terwijl een breed strand met een flauwe, lange vooroever een evenwichtig systeem aanduidt. Er bestaan nauwelijks aanwijsbare verschillen in hydrodynamische condities tussen Noordwijk en Egmond. De getij-amplitude scheelt 4 centimeter, maar de gemiddelde jaarlijkse waterstand is voor beide locaties -1 cm NAP. De meest voorkomende significante golfhoogte in beide gebieden is die van 0.5 tot 1 m. In Noordwijk is dat in 37% van de gevallen en in Egmond 33%. In Noordwijk komen de kleinere golfhoogtes iets vaker voor dan in Egmond, waar grotere golfhoogtes iets vaker voorkomen (verschillen in orde van grote van 1%). De

dominante golfrichting voor beide gebieden is zuidwest (210-240° ). Er bestaat tussen Noordwijk en Egmond geen significant verschil in dieptegemiddelde stroomsnelheden voor de kust (Van Rijn, 1994). Er bestaan wel duidelijke verschillen in de hoeveelheid zandtransport voor de kust van Noordwijk en Egmond. Het kustlangs transport in de actieve zone (boven –8 m NAP) is voor beide gebieden ongeveer gelijk, voor Noordwijk is dit netto 188 m3/m/jaar en voor Egmond ongeveer 200 m3/m/jaar. Echter in de dieper zone van –8 m NAP tot –20 m NAP is het netto kustlangse en het kustdwarse sediment transport veel groter bij Egmond als bij Noordwijk (tabel 3.9). Dit verschil indiceert een grotere transportcapaciteit op dieper water bij Egmond Dat kan een gevolg zijn van de steilere helling van de vooroever van Egmond, wat leidt tot grotere energetische condities voor de kust, waardoor meer sediment kan worden getransporteerd. Ook kan het grotere zandtransport bij Egmond worden veroorzaakt door de kleinere expositie van de kustlijn ten opzichte van het noorden. De getijstroom hoeft minder af te buigen, waardoor een iets hogere stroomsnelheid op dieper water ontstaat en er meer sediment kan worden getransporteerd. Ook kan een verschil in getij-amplitude en periode tussen de twee gebieden meespelen. Er moet echter rekening worden gehouden met de grote standaard deviaties. Het is ook mogelijk dat op beide locaties het zandtransport ongeveer gelijk is, of dat het verschil nog groter blijkt dan nu wordt gesuggereerd. In dit onderzoek echter worden de waardes in de tabel als uitgangspunt genomen. Er bestaat een groot verschil in de jaarlijkse sedimentatie tussen Noordwijk en Egmond in de afgelopen 35 jaar. In het gebied tussen de duinvoet en de -8 m NAP-lijn vindt bij Noordwijk jaarlijks sedimentatie plaats van ruim 2 miljoen m3 per jaar. Bij Egmond vind jaarlijks erosie plaats van ongeveer 400.000 m3 per jaar. Deze waarde is inclusief de invloed van suppleties die ten noorden van Egmond zijn uitgevoerd, dus in de natuurlijke situatie zou nog meer erosie plaatsvinden bij Egmond. Het grootste deel van de sedimentatie/erosie vindt plaats op de vooroever. Voor Egmond is dit circa 360.000 m3 per jaar erosie, en voor Noordwijk is dat een sedimentatie van circa 1.380.000 m3 per jaar.


22


23

4. Effecten van een eiland bij Noordwijk In dit hoofdstuk staat een samenvatting van eerdere studies naar morfologische effecten van een eiland voor de kust van Noordwijk. Modelberekeningen van Groen (1999), Jacobse (1999) en Steetzel (1999) (hoofdstuk 2.2.1) en het werkdocument van Van Vessem (1999) over de rapporten van deskundigen, zijn hierbij als uitgangspunt genomen. In paragraaf 4.1 worden de effecten op de kust van een eiland bij Noordwijk behandeld. In paragraaf 4.2 worden de voorspellingen van effecten op diep water bij het eiland en op de Waddenzee beschreven. De effecten worden voor de varianten met (half open) dam (ONL1&2) samen behandeld en ook de effecten voor de varianten zonder dam (ONL3&4).

4.1

Effecten op de kust

4.1.1

ONL1 en ONL2

Hydrodynamiek Voor de effecten van een eiland op de hydrodynamiek zijn voorspellingen gedaan over de waterstanden, stromingen en golven na aanleg van het eiland. In het algemeen kan worden gezegd dat het hydrodynamisch invloedsgebied groter wordt als de afstand van het eiland uit de kust groter wordt. Voor de varianten ONL1 en ONL2 geldt dat hydrodynamische condities aan de kust veranderen voor een gebied van 30 km dwars op de kust, en 150 tot 200 km langs de kust, zeg van Texel tot Goeree. Een dam hindert de getijgolf, zodat deze wordt gedwongen in zeewaartse richting te stromen. Het gevolg is dat de getij-amplitude ten zuiden van de dam groter en ten noorden van de dam kleiner wordt. Geschat wordt dat bij ONL1 de gemiddelde getij-amplitude ten zuiden van de dam zal toenemen met circa 20 cm en bij ONL2 met circa 30 cm (Groen, 1999) (bijlage 5). Tijdens noordwester en zuidwester storm zal er extra opstuwing ontstaan aan de noord- respectievelijk zuidkant van de dam. Deze opstuwing zal niet significant verschillen voor ONL1 en ONL2. Getij;

Stroming;

De grootte en richting van de kustlangse stroming langs de Nederlandse kust wordt veroorzaakt door een combinatie van het getij en de wind. Windgedreven stroming is onder gemiddelde omstandigheden ondergeschikt aan de getijstroming. Alleen tijdens stormen speelt de windgedreven stroming een rol. Hier is echter nauwelijks onderzoek naar gedaan. Er zijn wel voorspellingen gedaan over het effect op de getij-gedreven stromingen. De dam hindert de getijstroom, waardoor de stroomsnelheid aan weerszijden van de dam afneemt. De richting van de getijstroom buigt daarbij zeewaarts af (figuur 4.1). Hierdoor ontstaat een aanzienlijke toename van de kustdwarse component van de getijstroom. Ten westen van het eiland ontstaat grote stroomcontractie (figuur 4.1), waardoor de stroomsnelheid sterk toeneemt. Ten zuiden en ten noorden van het eiland ontstaat een kleinere vorm van stroomcontractie, zodat daar een kleinere toename van de stroomsnelheid ontstaat. Bij ONL1 gaat een deel van het water (circa 30%) door de dam heen. Als gevolg hiervan ontstaat in de damopening een sterke stroming. Dit heeft echter weinig effect op het grotere stromingspatroon rondom het eiland en de dam. Ook de kustdwarse stroming wordt beïnvloed. Dit geldt met name voor de reststroom, die wordt veroorzaakt door dichtheidsgradienten van het water voor de Nederlandse kust, als gevolg van de uitstroom van rivieren in zee. Hierbij ontstaat een netto bodemstroom in kustwaartse richting. Doordat de dam de reststroom blokkeert, bestaat er de kans dat de netto kustwaartse bodemstroom gaat veranderen. Zoals hier boven is uitgelegd zal de kustdwarse component van de getijstroom juist toenemen. Wat het netto effect is voor de kustdwarse stroming is nog onduidelijk. Voor de varianten ONL1 en ONL2 bestaat geen verschil wat betreft de invloed op kustdwarse stroming. Figuur 4.1. Schematische weergave van het stromingspatroon tijdens vloed bij ONL1 en ONL2. Tijdens eb is dit patroon omgekeerd


24

Een dam beïnvloedt de golfwerking op twee manieren. Ten eerste zal er een luwtegebied tussen eiland en kust ontstaan met lagere golfenergie, doordat het eiland inkomende golfenergie tegenhoudt. Ten tweede veranderen de golfhoogtes bij de kust als gevolg van reflectie van golven door de dam. De schatting is dat netto de golfafschermende werking dominant is, zodat in het schaduwgebied achter het eiland een verlaging plaatsvindt van golfhoogte, golfperiode en orbitaalsnelheid. De precieze locatie van het luwtegebied is afhankelijk van de overheersende windrichting (figuur 4.2). De grootte van het luwtegebied is voor ONL1 en ONL2 ongeveer 35-40 km langs de kust (Jacobse, 1999). Er bestaat geen onderscheid tussen ONL1 en ONL2 wat betreft de invloed van het eiland op golven. Doordat de opening in de ONL1 variant in bestaat uit meerdere kleinere openingen, gescheiden door pijlers in de vorm van turbines, zal de dam vrijwel dicht zijn voor golven, zodat beide varianten hetzelfde reageren. Golven;

De maximale verlaging van golfcondities ontstaat tijdens harde wind. De invloed van een eiland bij Noordwijk op golven tijdens grote windkracht is onderzocht door Jacobse (1999) (hoofdstuk 2.2.1). Tabel 4.1 toont de uit modelberekeningen verkregen maximale procentuele veranderingen in significante golfhoogte, golfperiode en orbitaalsnelheid tijdens een noordwester storm van 11 m/s en een krachtige zuidwesten wind van 8 m/s.

Figuur 4.2. Schematische weergave van het luwtegebied tussen eiland en kust bij verschillende windrichtingen bij ONL1 en ONL2.


25

Tabel 4.1. Maximale procentuele verandering in golfparameters voor ONL1 en ONL2 (Jacobse, 1999)

Maximale procentuele verandering (%) Noordwesten wind (11 m/s)

Sign. Golfhoogte Golfperiode

Orbitaalsnelheid

-62

-55

-85

Zuidwesten wind (8 m/s)

-38

-10

-45

Volgens de modelberekeningen neemt als gevolg van de grote windsnelheden de significante golfhoogte in de luwtezone van het eiland aanzienlijk af met 38% tot 62%.

De gemiddelde jaarlijkse golfrichting zal ook veranderen, waarbij een draaiing van 20° mogelijk wordt geacht. Zandtransport Ongeveer 80% van het kustlangse zandtransport langs de Nederlandse kust loopt door de brandingzone als golfgedreven langstransport. In Noordwijk is dit transport netto circa 187 m3/m/jaar in de zone boven NAP –8 m. De variant ONL1 zorgt voor een bijna volledige blokkade van het langstransport voor de kust van Noordwijk, en ONL2 voor een volledige blokkade. Het zandtransport wordt hierdoor verlaagd in een groot gebied. Volgens verkennende berekeningen van Steetzel (1999) met behulp van het PONTOS model is over 50 jaar een duidelijke verlaging van het zandtransport merkbaar in een gebied van Scheveningen tot IJmuiden. Door de blokkade van de reststroming, zoals eerder is gemeld, bestaat de kans dat het netto kustwaarts bodemtransport gaat veranderen. In welke mate is nog onbekend. ONL1 en ONL2: sedimentatie/erosie bij Noordwijk De kust van Noordwijk heeft de afgelopen 35 jaar jaarlijks ruim 2 miljoen m3 sedimentatie ondervonden. Bij de plaatsing van een eiland met (gedeeltelijk open) dam verandert deze trend. Doordat een schaduwgebied tussen eiland en kust ontstaat met daarin lagere stroomsnelheden en golfhoogtes, wordt de transportcapaciteit van het zandtransport verlaagd, waardoor sediment bezinkt. Er ontstaat een sedimentatiegebied direct ten noorden en ten zuiden van de dam. De meeste sedimentatie vindt plaats in de hoeken van de dam met de kust, doordat daar de laagste stroomsnelheid en turbulentie plaatsvindt. Een eerste schatting van de hoeveelheid sedimentatie bij ONL1 en ONL2 kan worden voorspeld op basis van het zandtransport. Het totale jaarlijkse zandtransport bij Noordwijk tot een diepte van NAP -20 m is ongeveer 450.000 + 1.730.000 = 2.180.000 m3 (bijlage 1). In de situatie van een dam zal de gehele sedimentstroom geblokkeerd worden. Ruw geschat zal er dus in de beginjaren ruim 2 miljoen m3 zand per jaar sedimenteren. Later zal deze waarde verminderen. Voor deze waarde geldt de aanname dat de sedimentstroom volledig geblokkeerd wordt. Er bestaat ook een mogelijkheid dat het sediment voor een deel met de stroming om het eiland heen gaat stromen. Dan zal er minder sedimentatie optreden. Deze waarde moet dus worden gezien als een maximale waarde van sedimentatie in het luwtegebied. Door de toename in sedimentatie tussen eiland en kust wordt het bodemprofiel bij Noordwijk flauwer. Het gebied van sedimentatie strekt zich binnen een periode van 50 jaar uit tussen Scheveningen en IJmuiden. Ten noorden van IJmuiden is geen directe invloed van het eiland op het sediment transport. Dit gebied ondervind wel een vermindering van sedimentaanvoer vanuit het zuiden, doordat tussen Scheveningen en IJmuiden meer sediment is afgezet. Er blijft wel aanvoer vanuit het noorden. Het gevolg is dat ter compensatie van de afname van sedimentaanvoer, sediment uit het kustsysteem zelf wordt onttrokken. Hierdoor zal versterkte erosie ontstaan in het kustsysteem ten noorden van IJmuiden, hetgeen een toename zal betekenen in het kustonderhoud. Op dezelfde wijze zal in het kustsysteem ten zuiden van IJmuiden erosie ontstaan. De erosie hier zal echter een factor kleiner zijn, doordat jaarlijks minder sediment zuidwaarts wordt getransporteerd. Figuur 4.3. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Noordw ijk bij de varianten ONL1 en ONL2.


26

IJgeul

Sedimentatie Geringe sedimentatie Erosie Geringe erosie Sterke erosie

IJmuiden -20

-10

Noordwijk

Scheveningen -10m NAP

Eurogeul

-20m NAP

Hoek van Holland

0

5

10 km

Er is weinig verschil in effect tussen ONL1 en ONL2. Bij ONL1 ontstaat een kleinere blokkade van het zandtransport, maar daar tegenover staat dat bij de opening een hogere stroomsnelheid en turbulentie voorkomt. Dit leidt tot erosie vlak achter de opening. Netto zal er weinig verschil zijn in sedimentatie tussen ONL1 en ONL2. Figuur 4.3 toont plaatsen van sedimentatie/erosie. 4.1.2

ONL3 en ONL4

Hydrodynamiek De varianten ONL3 en ONL4 veroorzaken veranderingen in hydrodynamische condities in een gebied van 50 tot 60 km langs de kust achter het eiland. Kustdwars is de invloed merkbaar in een gebied van 30 km. De getijgolf kan bij de varianten ONL3 en ONL4 tussen het eiland en de kust doorstromen. Bij ONL4 wordt ontstaat enige demping van de getijgolf, zodat de getijamplitude enkele centimeters kleiner wordt (Groen, 1999). Er wordt geen extra opstuwing aan de kust verwacht tijdens stormen. Getij;

De grootte en richting van de kustlangse stroming wordt veroorzaakt door een combinatie van het getij en de wind. Over het effect van van een eiland op windgedreven stroming is weinig bekend. Wel kunnen voorspellingen worden gedaan wat betreft getij-gedreven stromingen. Tussen eiland en kust ontstaat stroomcontractie, hetgeen leidt tot grotere stroomsnelheden. Doordat de variant ONL4 dichter bij de kust ligt, ontstaat er een grotere contractie tussen eiland en kust, waardoor de stroomsnelheden ook groter worden vergeleken met ONL3 (figuur 4.4). Bij ONL3 zal tijdens vloed een stijging van de stroomsnelheid optreden van ongeveer 0.1 m/s en bij ONL4 van circa 0.2 m/s. Tijdens eb blijven de stroomsnelheden ongeveer gelijk (Groen, 1999). De toename in stroomsnelheid komt alleen voor in het gebied tussen het eiland en de actieve zone. In de actieve zone overheerst golfenergie over de stroming. Stroming;

Figuur 4.4. Schematische weergave van het stromingspatroon tijdens vloed bij ONL3 en ONL4. Tijdens eb is dit patroon omgekeerd.


27

Als het eiland dicht bij de kust komt te liggen bestaat er de kans dat de getijdestroom om het eiland heen zal gaan stromen doordat de ruimte tussen eiland en kust te klein is. In dat geval zal de stroomsnelheid tussen eiland en kust sterk afnemen. Er bestaat een kans dat de gradiëntgedreven reststroming bij het eiland gaat veranderen, waardoor de kustdwarse stroming voor de kust verandert. De mate van verandering is nog onzeker. Het mogelijke effect op het kustdwarse stroming zal bij ONL3 en ONL4 echter minder groot zijn dan bij ONL1 en ONL2. Voor de golven ontstaat er een luwtezone tussen het eiland en de kust. De locatie van deze zone is afhankelijk van de windrichting, dus bij noordwesten wind ligt de luwtezone ten zuidoosten van het eiland, bij zuidwesten wind ligt het ten noordoosten van het eiland (figuur 4.5). In de luwtezone bestaat een lagere golfenergie, doordat de golven door het eiland worden gebroken. De golven in de luwtezone bestaan uit gerefracteerde en gediffracteerde golven die om het eiland heen zijn gelopen en uit geregenereerde windgolven. Golven;

De maximale verandering in golfkarakteristieken vinden plaats tijdens harde wind. Jacobse (1999) heeft met behulp van modelberekeningen onderzocht wat de maximale verlaging van de significante golfhoogte, golfperiode en orbitaalsnelheid is tijdens een gemiddeld 1 à 2 maal per jaar voorkomende harde tot stormachtige wind uit het noordwesten en zuidwesten (zie ook hoofdstuk 2.2.1). Tabel 4.2 toont de resultaten voor de varianten ONL3 en ONL4. Figuur 4.5. Schematische weergave van het luwtegebied tussen eiland en kust bij verschillende windrichtingen bij ONL3 en ONL4.

Tabel 4.2. Maximale procentuele verandering in golfparameters voor ONL3 en ONL4 (Jacobse, 1999)


28

Maximale procentuele verandering (%) Sign. Golfhoogte ONL3 en ONL4 Zuidwesten wind (8 m/s) -13 en -20

Golfperiode

Orbitaalsnelheid

-7 en -8

-17 en –25

Noordwesten wind (11 m/s)

-2 en -8

-8 en –20

-6 en -15

De golfhoogtes blijken minder te worden gereduceerd bij variant ONL3 dan bij variant ONL4. Dit komt doordat bij een eiland dat verder uit de kust ligt, er meer ruimte is voor het opnieuw ontstaan van windgolven tussen eiland en kust, waardoor de golfhoogtes bij de kust groter zijn. Ook is er meer ruimte voor richtingsspreiding van golven om het eiland heen. De reductie van de golfparameters bij deze varianten is veel minder groot dan bij de varianten ONL1 en ONL2 (tabel 4.1). Uit Jacobse (1999) blijkt dat de kustlangse lengte van het luwtegebied voor ONL3 ongeveer 30 km is en voor ONL4 ongeveer 25 km. De golfrichting van de inkomende energieflux draait bij de varianten ONL3 en ONL4 met 5 tot 10 graden naar het westen. Zandtransport Een eiland voor de kust van Noordwijk verandert het zandtransport in die omgeving. Hoewel het zandtransport niet volledig wordt geblokkeerd zoals bij ONL1 en ONL2, wordt het zandtransport wel beïnvloed. De actieve zone (boven –8 m NAP) en het diepere water tussen eiland en kust reageren hierbij verschillend. In de actieve zone ontstaat een afname van het kustlangse golfgedreven langstransport. De verlaagde golfenergie zorgt ervoor dat in de actieve zone minder zand kan worden getransporteerd door het golfgedreven langstransport. In het diepere water veroorzaakt de toename in stroomsnelheid juist een groter kustlangs zandtransport. De verlaging van de golfenergie speelt hier een ondergeschikte rol, aangezien de golven hier de bodem niet raken. De grootte van het zandtransport is rechtevenredig met de stroomsnelheid tot de macht vier (Steijn, 1999). Er bestaat een kans dat de reststroom verandert, waardoor de nu kustwaarts gerichte bodemstroom verandert, en dus het kustdwarse bodemtransport. Over de precieze effecten moet meer onderzoek worden verricht. Bij ONL3 is de afname van het zandtransport minder groot dan bij ONL4. Het gebied waarin het zandtransport vermindert, is bij ONL3 echter groter dan bij ONL4. Volgens berekeningen van Steetzel (1999) met het PONTOS-model, is de verlaging van het sediment transport in de actieve zone als gevolg van ONL3 over 50 jaar merkbaar in het gebied tussen Scheveningen en IJmuiden. Bij ONL4 ligt dit gebied over 50 jaar ongeveer tussen Katwijk en Zandvoort. Indien een eiland te dicht bij de kust ligt, bestaat de kans dat de getijstroom om het eiland heen gaat stromen, waardoor de stroomsnelheid tussen kust en eiland sterk wordt verlaagd en het zandtransport wordt geminimaliseerd. ONL3 en ONL4: sedimentatie/erosie bij Noordwijk De kust van Noordwijk heeft de afgelopen 35 jaar jaarlijks circa 2 miljoen m3 sedimentatie ondervonden. Bij de plaatsing van een eiland voor de kust wordt deze trend verstoord. Als gevolg van de afname van het golfgedreven zandtransport in de actieve zone, zal aan de kust sedimentatie plaatsvinden. Geschat wordt een jaarlijkse sedimentatie van 0,5 tot 1 miljoen m³ per jaar. Dit geldt voor beide varianten. De locatie waar het sediment zal bezinken is voor beide varianten verschillend. Voor ONL3 zal sedimentatie plaatsvinden tussen Scheveningen en IJmuiden. Bij ONL4 is dit ongeveer tussen Katwijk en Zandvoort. Bij ONL4 zal echter een grotere toename van de strandbreedte plaatsvinden, aangezien het sediment transport in de actieve zone bij ONL4 sterker vermindert dan bij ONL3. Op dieper water zal als gevolg van de toename in sediment transport erosie plaatsvinden. De sedimentatie aan de kust enerzijds en de erosie op dieper water tussen eiland en kust anderzijds, veroorzaken een versteiling van het bodemprofiel in het invloedsgebied van het eiland. Over het effect van het kustdwarse transport is weinig bekend. Er bestaat een kans dat het kustdwarse bodemtransport verandert als gevolg van veranderingen in de reststroming. Hiervoor is nog meer onderzoek nodig.


29

Door de extra sedimentatie in de luwtezone van het eiland, zal de sedimentaanvoer naar het noorden afnemen. Dit heeft tot gevolg dat voor ONL3 ten noorden van IJmuiden en voor ONL4 ten noorden van Zandvoort een tekort aan sediment in het kustsysteem ontstaat. Dit, in combinatie met de gelijkblijvende transportcapaciteit van het golfgedreven langstransport ter plekke, zal erosie veroorzaken in de kustsystemen ten noorden van de invloedsgebieden van ONL3 en ONL4. Hetzelfde geldt voor de gebieden ten zuiden van Scheveningen respectievelijk Katwijk. Figuur 4.6 toont de gevolgen voor sedimentatie/erosie aan de kust voor ONL3 en ONL4. ONL4 heeft een groter effect op de kustmorfologie dan ONL3. Door de nabijere ligging van het eiland treedt er in de luwte van het eiland meer sedimentatie op. Als het eiland te dicht bij de kust wordt aangelegd, zal het uiteindelijk aan de kust vastgroeien en een zogenaamde tombolo vormen. Dan zullen dezelfde effecten optreden die bij de varianten ONL1 en ONL2 plaatsvinden. Een afstand van minimaal 10 km uit de kust wordt aanbevolen om de vorming van een tombolo uit te sluiten. Figuur 4.6. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Noordwijk bij de varianten ONL3 en ONL4.

IJgeul


IJmuiden -20

-10

Noordwijk

Scheveningen -10m NAP Eurogeul -20m NAP

Hoek van Holland

4.2

Grootschalige effecten

4.2.1

ONL1 en ONL2

0

5

10 km

Effecten op dieper water Behalve aan de kust ontstaan ook veranderingen in sedimentatie op dieper water rond het eiland als gevolg van de aanleg van een eiland voor de kust van Noordwijk. Vlakbij het eiland zijn de veranderingen het grootst, doordat daar de stroomsnelheden het meest veranderen. Door divergentie en contractie van de stroming rond het eiland neemt de stroomsnelheid rond het eiland toe, zodat ontgrondingsgebieden ontstaan ten zuiden, westen en noorden van het eiland (figuur 4.3). De totale omvang van dit gebied is ongeveer 100 km², waarbij bij aanwezigheid van voldoende eroderende lagen kuildieptes van 50 meter mogelijk worden geacht.

Ook langs de dam zal erosie optreden. Hierdoor zal bodemverlaging plaatsvinden in een gebied van enkele kilometers ter weerszijde van de dam. De diepte van dit erosiegebied is echter veel lager dan de erosiekuilen rondom het eiland, doordat daar


30

de stroomcontractie minder sterk is. De erosie in het diepere water rond het eiland heeft ook gevolgen voor de morfologie van de zeebodem. Door de verandering in hydrodynamiek rond het eiland zal het evenwicht van waterbeweging en grootschalige bodemvormen, zoals zandbanken en zandgolven, worden verstoord. Aangezien deze vormen zich ver uitstrekken langs de Nederlandse kust, zal de bodemmorfologie van de zeebodem in een groot gebied veranderen langs de Nederlandse kust. Figuur 4.7 toont de zeebodemmorfologie voor de Nederlandse kust. Op welke wijze de bodemmorfologie zal veranderen is nog onduidelijk, aangezien er nog onvoldoende kennis bestaat voor het maken van modelberekeningen van bodemvormen op diep water. Figuur 4.7. Geomorfologie van de zeebodem voor de Nederlandse kust. -20 -10

Den Helder 5

10

Callantsoog 15

20

H.B. zeewering 25 -20

30 -10

Bergen aan Zee 35

40

Egmond aan Zee

45 50

Wijk aan Zee

IJgeul

IJmuiden 60

65 -10 70 75

80

Noordwijk 85 90 95 100 105

Scheveningen

110 Eurogeul 115

110

Strandpaal (RSP) Strekdammen duinen

Hoek van Holland

Effecten op de Waddenzee De Waddenzee is een zeer complex kustsysteem. Een kleine verandering in dit systeem kan grote morfologische en ecologische gevolgen hebben. Daarom is het belangrijk om te kijken naar effecten op de Waddenzee als gevolg van de aanleg van een eiland in zee. Berekeningen van het RIKZ tonen aan dat het debiet en de stroomsnelheden bij het Marsdiep niet significant zullen veranderen als gevolg van de aanleg van de varianten ONL1 en ONL2. De getij-amplitude in de Waddenzee verandert wel. Er wordt geschat dat bij ONL1 de getij-amplitude toeneemt met 2 cm en bij ONL2 met 5 cm. De verandering in getij-amplitude bij ONL2 staat weergegeven in bijlage 5. Het onveranderde debiet en hydrodynamische condities, samen met de iets grotere getij-amplitude zullen geen significante veranderingen in de Waddenzee tot stand kunnen brengen. Voor een verdieping van de geulen in de Waddenzee is naast een verhoging van de getij-amplitude normaalgesproken ook een verandering in het debiet nodig. Ook het zandtransport zal waarschijnlijk niet significant veranderen, doordat het debiet en de hydrodynamische condities niet worden beïnvloed bij het Marsdiep. Dit is echter nog niet met zekerheid te zeggen, aangezien er nog meer gedetailleerde berekeningen nodig zijn over processen rond zeegaten.


31

4.2.2

ONL3 en ONL4

Effecten op diep water Het patroon van sedimentatie/erosie op dieper water verandert het meest rondom het eiland. Dat komt doordat direct rondom het eiland de stroomsnelheden het meest toenemen als gevolg van contractie en divergentie. Het gevolg is dat er een erosiegebied rondom het eiland ontstaat. Behalve rondom het eiland ontstaat ook tussen de kust en het eiland een erosiegebied, alsmede ten westen van het eiland (figuur 4.4). Ook de erosie in deze gebieden wordt veroorzaakt door toename in stroomsnelheid als gevolg van stroomcontractie. Door de veranderingen in hydrodynamiek rond het eiland zal de morfologie op de zeebodem worden beïnvloed. Deze invloed kan verder gaan dan alleen voor de kust van Noordwijk, aangezien zandgolven en zandbanken zich verder uitstrekken langs de Nederlandse kust. ONL4 ligt voor een groter gedeelte in het gebied met zandgolven en zandbanken dan ONL3 (figuur 4.3). Daardoor zal bij ONL4 een groter effect op de bodemmorfologie plaatsvinden dan bij ONL3. De wijze waarop de bodemmorfologie zal veranderen is nog onduidelijk door een gebrek aan kennis. Effecten op de Waddenzee Uit berekeningen van het RIKZ blijkt dat bij het Marsdiep geen meetbare veranderingen optreden in getij-amplitude en in debiet. Hierdoor zal waarschijnlijk ook niks veranderen in grootte en richting van het zandtransport in de zeegaten. Dit geldt zowel voor de variant ONL3 als ONL4.


32

5. Effecten van een eiland bij Egmond In dit hoofdstuk staan voorspellingen beschreven van effecten van een eiland voor de kust van Egmond. Eerst worden de verschillen tussen Noordwijk en Egmond in de huidige situatie behandeld, waarna de effecten van een eiland op Noordwijk worden vertaald naar Egmond. In paragraaf 5.1 worden de effecten op de kust behandeld. In paragraaf 5.2 worden op dezelfde manier de voorspellingen van grootschalige effecten op diep water bij het eiland en op de Waddenzee beschreven. De effecten worden voor de varianten ONL1&2 en voor ONL3&4 samen uiteengezet.

5.1

Effecten op de kust

5.1.1 ONL1 en ONL2 Hydrodynamiek Aangezien in hoofdstuk 3 gebleken is dat de hydrodynamische condities van Noordwijk en Egmond in de huidige situatie vrijwel gelijk zijn, zullen de hydrodynamische condities als gevolg van een eiland bij Egmond in dezelfde orde van grootte veranderen als bij Noordwijk. De invloed van een eiland op getij, stroming en golven bij Noordwijk staat beschreven in hoofdstuk 4.1. Zandtransport Er blijken wel verschillen te bestaan in de grootte van het zandtransport tussen Noordwijk en Egmond. Het golfgedreven zandtransport in de actieve zone is voor beide locaties ongeveer gelijk (tabel 3.9). Net als bij Noordwijk zal het sediment transport in deze zone verminderen in het luwtegebied van het eiland doordat de golfenergie wordt gereduceerd. Echter in de zone van -8 m NAP tot -20 m NAP is het kustlangs zandtransport bij Egmond veel groter dan bij Noordwijk: bij Noordwijk is dit jaarlijks netto ongeveer 35 m3/m/jaar, wat neerkomt op circa 490.000 m3, en bij Egmond ongeveer 58 m3/m/jaar, wat in totaal neerkomt op circa 1,19 miljoen m3 per jaar (bijlage 4). Wetende dat op beide locaties de dam helemaal in deze zone ligt, betekent dit dat de dam voor het eiland bij Egmond een groter sediment transport zal blokkeren dan bij Noordwijk. Op basis van het vorige kan voorspeld worden dat er per jaar ruim 1 miljoen m3 zand sedimenteert bij Egmond als gevolg van ONL1 en ONL2. Dit zal na een aantal jaren afvlakken. De grootte van het gebied waarin het zandtransport wordt verlaagd is ongeveer gelijk bij Egmond en Noordwijk. Dat komt doordat de luwtezone van de hydrodynamische condities op beide locaties ongeveer even groot is. Dit betekent dat het zandtransport wordt verlaagd in een gebied dat zich uitstrekt van IJmuiden tot ongeveer Callantsoog. De veranderingen in het dwarstransport zullen voor Egmond iets groter zijn dan voor Noordwijk, aangezien in Noordwijk netto circa 3 m3/m/jaar kustdwars transport optreedt naar de kust toe (ongeveer 6600 m3/jaar per kilometer kustdwars) en bij Egmond jaarlijks netto circa 5 m3/m/jaar (ongeveer 9000 m3/jaar per kilometer kustdwars). In hoeverre dit dwarstransport verandert valt nog moeilijk te zeggen. Wel kan gezegd worden dat het dwarstransport, vergeleken met het langstransport in de actieve zone en op dieper water, qua grootte op korte termijn een minder grote rol speelt in het zandtransport. ONL1 en ONL2: sedimentatie/erosie bij Egmond De kust van Egmond heeft de afgelopen 35 jaar jaarlijks circa 400.000 m3 erosie ondervonden inclusief bovenstroomse suppleties. Bij plaatsing van een eiland met (gedeeltelijk open) dam voor de kust wordt deze trend verstoord. De hydrodynamische condities bij Noordwijk en Egmond zijn hetzelfde (tabel 3.9), wat betekent dat het luwtegebied tussen eiland en kust bij Egmond van dezelfde orde van grootte is als bij Noordwijk. Er zal dus sedimentatie plaatsvinden in het kustgebied tussen ongeveer IJmuiden en Callantsoog. Het kustgebied aan beide zijden van de dam zal de meeste sedimentatie ondervinden, aangezien daar de laagste stroomsnelheden en turbulentie voorkomen. Verder bij de dam vandaan ontstaat sedimentatie. Doordat bij Egmond een grotere transportcapaciteit bestaat dan bij Noordwijk zal bij Egmond het sediment transport sterker worden afgeremd, zodat meer sediment zal bezinken vergeleken bij Noordwijk. Een eerste schatting van de


33

hoeveelheid sedimentatie bij kan worden voorspeld op basis van het zandtransport. Het totale jaarlijkse zandtransport bij Egmond tot een diepte van NAP -20 m is ongeveer 540.000 + 2.970.000 = 3.510.000 m3 per jaar (bijlage 1). Aangenomen wordt dat bij de situatie ONL1 en ONL2 de gehele sedimentstroom geblokkeerd wordt. Ruw geschat zal er dus in de beginjaren ongeveer 3.5 miljoen m3 zand per jaar sedimenteren. Deze waarde moet wel als een maximale waarde worden gezien. Er bestaat ook de mogelijkheid dat een deel van het sediment met de sedimentstroom om het eiland heen gaat stromen, waardoor minder sedimentatie zal optreden in het luwtegebied. De huidige eroderende kust bij Egmond gaat dus over in een sedimenterend kustsysteem. Figuur 5.1 toont de gevolgen van ONL1 en ONL2 wat betreft sedimentatie/erosie bij Egmond. Figuur 5.1. Schematische weergave van sedimentatie/erosie bij Egmond als gevolg van ONL1 en ONL2 -20

ONL-2

-10

Den Helder 5


10

Callantsoog 15

20

H.B. zeewering -20

25 -10 30

Bergen aan Zee

35

Egmond aan Zee 40

45 50 -10m NAP IJgeul -20m NAP 0

5

Wijk aan Zee IJmuiden

10 km

Ten noorden van Callantsoog is geen directe invloed van het eiland op het sediment transport. Dit gebied ondervind wel een vermindering van sedimentaanvoer vanuit het zuiden, doordat tussen IJmuiden en Callantsoog meer sediment is afgezet. Er blijft wel aanvoer vanuit het noorden. Het gevolg is dat ter compensatie van de afname van sedimentaanvoer, sediment uit het kustsysteem zelf wordt onttrokken. Hierdoor zal versterkte erosie ontstaan in het kustsysteem ten noorden van Callantsoog, hetgeen een toename zal betekenen in het kustonderhoud. Het nieuwe kustonderhoud kan ruwweg worden geschat door de huidige suppletiehoeveelheid op te tellen bij het tekort aan sedimentaanvoer, oftewel de hoeveelheid sedimentatie in het luwtegebied. Het huidige suppletie-onderhoud ten noorden van het Zwanenwater (RSP 18) is ongeveer 300.000 m3 per jaar. De eerste schatting van de sedimentatie in het luwtegebied bij Egmond bij ONL1 en ONL2 is maximaal 3.500.000 m3 per jaar. Als eerste schatting kan dus worden gegeven dat het nieuwe onderhoud in het gebied ten noorden van Callantsoog maximaal 3.800.000 m3 per jaar is. Het kustonderhoud zal kleiner blijken te zijn als er minder sedimentatie in het luwtegebied plaatsvindt. Ook bestaat de mogelijkheid dat de aanpassingslengte tussen Callantsoog en het Marsdiep te klein is, waardoor minder erosie in het gebied voorkomt en dus minder kustonderhoud nodig is. Ook in het kustsysteem ten zuiden van IJmuiden zal erosie ontstaan. De erosie hier zal echter een factor kleiner zijn, doordat jaarlijks minder sediment zuidwaarts wordt getransporteerd. Net als bij Noordwijk zal er weinig verschillen zijn in de effecten van ONL1 en ONL2. 5.1.2

ONL3 en ONL4

Hydrodynamiek Aangezien in hoofdstuk 3 gebleken is dat de hydrodynamische condities van Noordwijk


34

en Egmond in de huidige situatie vrijwel gelijk zijn, zullen de hydrodynamische condities als gevolg van een eiland bij Egmond in dezelfde orde van grootte veranderen als bij Noordwijk. De invloed van een eiland op getij, stroming en golven bij Noordwijk staat beschreven in hoofdstuk 4.1. Zandtransport De varianten ONL3 en ONL4 veranderen het sediment transport in mindere mate dan de varianten ONL1 en ONL2, doordat het sediment transport niet wordt geblokkeerd. In de actieve zone neemt het golfgedreven transport af als gevolg van de afname in golfenergie in de schaduwzone van de kust. Aangezien er maar een klein verschil is in grootte van het sediment transport in de actieve zone tussen Egmond en Noordwijk, zal dit zandtransport bij Egmond in dezelfde orde van grootte afnemen als bij Noordwijk Op dieper water neemt als gevolg van stroomcontractie de stroomsnelheid tussen eiland en kust toe, waardoor het zandtransport toe toeneemt. Op basis van de gelijke hydrodynamische condities bij Noordwijk en Egmond kan worden voorspeld dat de toename in stroomsnelheid op dieper water tussen eiland en kust even groot is op beide locaties. Aangezien het zandtransport rechtevenredig is met de stroomsnelheid tot de macht vier (Steijn, 1999), bereikt het zandtransport in de luwtezone van beide locaties ongeveer dezelfde grootte. Het is nog onduidelijk waardoor het huidige zandtransport, aangedreven door stroming en golven, op dieper water bij Egmond veel groter is dan bij Noordwijk. Het kan veroorzaakt worden door de steilere helling van het bodemprofiel, door de kleinere hoek van de kustlijn van Egmond ten opzicht van het noorden of door een verschil in het getij. Om de oorzaken te achterhalen is eerst meer onderzoek nodig.

Het is ook mogelijk dat bij Egmond de stroomsnelheden op dieper water toch iets groter zijn dan bij Noordwijk, waardoor het zandtransport tussen eiland en kust bij Egmond groter zou kunnen worden bij de varianten ONL3 en ONL4 dan bij Noordwijk. Voor ONL3 zal het luwtegebied waarin de afname van het golfgedreven transport plaatsvindt en de toename van het zandtransport op dieper water te merken zijn in een gebied tussen IJmuiden en Callantsoog. Voor ONL4 zal dit gebied kleiner zijn, van ongeveer Wijk aan Zee tot ongeveer Bergen aan Zee (figuur 5.2). De intensiteit van de veranderingen zijn bij ONL4 echter groter dan bij ONL3. Kortom, bij ONL4 ontstaat een sterkere afname in het golfgedreven langstransport en een sterkere toename in het zandtransport op dieper water vergeleken met ONL3. De veranderingen in het dwarstransport zullen voor Egmond iets groter zijn dan voor Noordwijk, aangezien in Noordwijk netto circa 3 m3/m/jaar kustdwars transport optreedt (jaarlijks ongeveer 6600 m3/jaar per kilometer breedte) en bij Egmond netto circa 5 m3/m/jaar (ongeveer 9000 m3/jaar per kilometer breedte). In hoeverre dit dwarstransport verandert valt nog moeilijk te zeggen. Wel kan gezegd worden dat het, vergeleken met het langstransport in de actieve zone en op dieper water, op korte termijn een minder grote rol speelt in het zandtransport. ONL3 & ONL4: sedimentatie/erosie bij Egmond De kust van Egmond heeft de afgelopen 35 jaar jaarlijks circa 400.000 m3 erosie ondervonden. Bij plaatsing van een eiland voor de kust wordt deze trend verstoord. Net als bij Noordwijk zal als gevolg van de afname van het golfgedreven langstransport in de actieve zone sedimentatie optreden langs de kust (figuur 5.2). De hoeveelheid sedimentatie is ongeveer gelijk, aangezien de grootte van het golfgedreven langstransport bij Noordwijk en Egmond ongeveer gelijk is, dus 0.5 tot 1 miljoen m3 per jaar. Dit geldt voor beide varianten. Op dieper water zal tussen eiland en kust als gevolg van de toename in sediment transport erosie plaatsvinden (figuur 5.2). Als gevolg van de gelijke heersende hydrodynamische condities bij Noordwijk en Egmond worden de stroomsnelheden tussen eiland en kust bij Egmond evenveel vergroot als bij Noordwijk, zodat de erosie op beide locaties ongeveer gelijk is. Deze voorspelling is echter nog niet genoeg gefundeerd, aangezien er nog geen verklaringen zijn voor de grotere hoeveelheid zandtransport bij Egmond.


35

Figuur 5.2. Schematische weergaven van sedimentatie/erosie bij Egmond bij ONL3. Het patroon van sedimentatie/erosie bij ONL4 is gelijk, maar bestrijkt een kleiner gebied en heeft een grotere intensiteit.

ONL-3

-20

-10

Den Helder 5


10

Callantsoog 15

20

H.B. zeewering -20

25 -10 30

Bergen aan Zee

35

Egmond aan Zee 40

45 50 -10m NAP IJgeul -20m NAP 0

5

Wijk aan Zee IJmuiden

10 km

Door de toename van sedimentatie aan de kust en de toename van erosie op dieper water zal het bodemprofiel tussen kust en eiland versteilen, zodat het bodemprofiel bij Egmond nog steiler wordt dan het nu is. Bij ONL3 zullen de hierboven genoemde veranderingen plaatsvinden tussen IJmuiden en Callantsoog. Bij ONL4 zal dat ongeveer tussen Wijk aan Zee en Bergen aan Zee zijn. Aangezien bij ONL3 het invloedsgebied van het langstransport groter is zal de toename in sedimentatie aan de kust en toename van erosie op dieper water kleiner zijn dan bij ONL4. Ten noorden van Callantsoog (ONL3) en Bergen aan Zee (ONL4) ontstaat een tekort aan sedimentaanvoer uit het noorden, doordat meer sediment bij Egmond is bezonken. Alleen het zuidwaartse zandtransport blijft intact. Hierdoor zal sediment uit het kustsysteem zelf worden onttrokken, zodat in deze gebieden een toename van erosie plaatsvindt. De toename in erosie is echter minder groot dan bij de varianten ONL1 en ONL2. Doordat wordt voorspeld dat bij Noordwijk bij de varianten ONL3 en ONL4 waarschijnlijk ongeveer dezelfde hoeveelheid sediment wordt afgezet (0.5-1 miljoen m3/jaar) en de hydrodynamische condities en het golfgedreven langstransport in deze gebieden ongeveer gelijk is, kan worden gezegd dat bij Egmond sedimentatie plaats zal vinden in dezelfde orde van grote. Hierdoor zal de toename van erosie in de genoemde kustsystemen ook ongeveer gelijk zijn. Door de toename in erosie zal het kustonderhoud ook toenemen. Een ruwe schatting van het nieuwe kustonderhoud kan worden gemaakt door het huidige kustonderhoud op te tellen met de te verwachten erosie, oftewel de sedimentatie in het luwtegebied. Het huidige kustonderhoud in het gebied ten noorden van het Zwanenwater (RSP 18) is 300.000 m3/jaar. De verwachte sedimentatie in het luwtegebied bij Egmond voor de varianten ONL3 en ONL4 is 500.000 tot 1.000.000 m3/jaar. Het verwachte kustonderhoud als gevolg van ONL3 en ONL4 ligt dus tussen 800.000 m3/jaar en 1.300.000 m3/jaar. Ook ten zuiden van IJmuiden (ONL3) en Wijk aan Zee (ONL4) zal het kustonderhoud toenemen. De


36

toename is wel kleiner, doordat minder erosie optreed als gevolg een kleinere invloed bij het netto noordwaarts gerichte zandtransport en een grotere zandbuffer. Indien blijkt dat meer erosie bij Egmond optreedt dan bij Noordwijk, zal ten noorden en ten zuiden van het luwtegebied minder erosie optreden. Dit komt doordat er een grotere aanvoer ontstaat van geërodeerd sediment vanuit dieper water tussen het eiland en de kust.

5.2

Grootschalige effecten

5.2.1

ONL1 & ONL2

Effecten op diep water Doordat de hydrodynamische condities bij Egmond en Noordwijk ongeveer gelijk zijn, zullen de effecten van ONL1 en ONL2 op diep water rond het eiland ook ongeveer gelijk zijn. De invloed van de varianten ONL1 en ONL2 op diep water bij Noordwijk staan beschreven in hoofdstuk 4.2. Effecten op de Waddenzee De locatie Egmond ligt dichter bij de Waddenzee dan de locatie Noordwijk. Dit betekent dat een eiland bij Egmond meer invloed op de Waddenzee zal hebben dan een eiland bij Noordwijk. De belangrijkste veranderingen zullen ontstaan in de getij-amplitude, het debiet en de hoeveelheid zandimport in het Marsdiep. De varianten ONL1 en ONL2 veroorzaken een vergroting van de getij-amplitude bij het Marsdiep en in de Waddenzee. Een schatting van de toename van de getij-amplitude kan als volgt worden gemaakt: bij een eiland voor de kust van Noordwijk is de toename voor ONL1 en ONL2 +20 cm resp. +30 cm. Bij de Waddenzee wordt geschat dat de vergroting nog circa +2 cm resp. +5 cm is (bijlage 5). Er is uitgegaan dat de getij-amplitude lineair af zal nemen van Noordwijk naar het Marsdiep. Het Marsdiep ligt circa 40 km ten noorden van Egmond. Op 40 km ten noorden van Noordwijk is de getijamplitude voor ONL1 circa. 9 cm en voor ONL2 circa 13 cm. Door extrapolatie van deze waardes naar een eiland bij Egmond kan de verhoging van de getij-amplitude in de Waddenzee worden geschat. Voor ONL1 is dit ongeveer 9 cm is en voor ONL2 ongeveer 13 cm. Als gevolg van de toegenomen getij-amplitude in de Waddenzee bestaat de mogelijkheid dat het plaatareaal in de Waddenzee afneemt. Ook het debiet bij het Marsdiep gaat veranderen als gevolg van een eiland voor de kust van Egmond. Berekeningen van het RIKZ tonen aan dat in het geval van een eiland voor de kust van Noordwijk, het debiet bij Callantsoog tijdens hoog- en laagwater wordt verlaagd met circa 50.000 m3 per seconde als gevolg van de varianten ONL1 en ONL2 (figuur 5.3). Aangenomen dat de hydrodynamische condities bij Noordwijk en Egmond ongeveer gelijk zijn, kan deze afstand worden geëxtrapoleerd. Vertaald naar Egmond ligt de locatie Callantsoog ongeveer bij het Eierlandse gat tussen Texel en Vlieland. Er kan dus worden gesteld dat minimaal het Marsdiep en het Eierlandse gat verlagingen van het debiet zullen ondervinden als gevolg van de varianten ONL1 en ONL2. Een verlaging in debiet veroorzaakt een verlaging in oppervlakte van het kombergingsgebied in de westelijke Waddenzee. Hierdoor wordt het intergetijdegebied in dit deel van de Waddenzee verlaagd (Eysink & Biegel, 1992). Oftewel het plaatareaal in de Waddenzee wordt kleiner.

Figuur 5.3. Verandering van het debiet bij Callantsoog voor een eiland bij Noordwijk bij ONL1t/m ONL4 (Thoolen, 1999). ONL0=++, ONL1= blauw, ONL2=rood, ONL3/4=groen.


37

Alhoewel een vergroting van de getij-amplitude en een verkleining van het debiet op het eerste gezicht niet te verenigen is, kan er toch iets voor gezegd worden. Als gevolg van het eiland met dam verandert de vorm van de getij-golf in een minder symmetrische golf met een grotere amplitude. Deze golf heeft een na-ijl effect dat te merken is tot bij de Waddenzee (bijlage 5). Tegelijkertijd wordt het debiet verlaagd als gevolg van het eiland met dam (figuur 5.3). Aangenomen dat de modelresultaten goed zijn, zou een mogelijke oorzaak van het kleinere debiet kunnen zijn een andere aanstroomrichting van het water in het Marsdiep. Het debiet heeft ook invloed op het zand dat via het zeegat wordt geimporteerd en geëxporteerd. Bij een groter debiet tijdens hoogwater kan meer zand in de Waddenzee terecht komen, terwijl bij een hoger debiet tijdens laagwater meer zand uit de Waddenzee wordt onttrokken. Figuur 5.3 toont dat de verlaging van het debiet bij hoogwater bij ONL1 en ONL2 iets kleiner is dan bij laagwater. Dit betekent dat als gevolg van veranderingen in debiet er netto meer sediment in de Waddenzee terecht zal komen. Een ander effect is dat de transportcapaciteit in het gebied ten noorden van Callantsoog gelijk blijft ten opzichte van de huidige situatie, terwijl de sedimentaanvoer sterk wordt verkleind als gevolg van de blokkering van de sedimentstroom door de verbindingsdam. De aanpassingslengte tussen Callantsoog en het Marsdiep is mogelijk te klein om het sedimenttekort in het water te compenseren. Hierdoor bestaat de kans dat minder sediment het Marsdiep en het Eijerlandse gat bereikt, waardoor minder sediment in de Waddenzee terecht zal komen. Een direct effect van ONL1 en ONL2 voor de Waddenzee is de toename van de getijamplitude. Dit kan leiden tot een verandering van het plaatareaal in de Waddenzee. De verlaging van het debiet bij tenminste het Marsdiep en het Eijerlandse gat kan leiden tot een daling van de oppervlakte van het kombergingsgebied, zodat een afname ontstaat van het intergetijdegebied. Ook is het mogelijk dat de zandimport wordt verkleind als gevolg van een te kleine aanpassingslengte tussen Callantsoog en het Marsdiep. Over de omvang van de effecten bestaat nog veel onzekerheid door gebrek aan gedetailleerde berekeningen in zeegaten. In ieder geval bestaat de kans dat het morfologisch evenwicht in de Waddenzee zou kunnen veranderen. Door de trage reactietijd zou een nieuwe stabiele situatie in de komende eeuw nog niet ontstaan. 5.2.2

ONL3 & ONL4

Effecten op diep water Doordat de hydrodynamische condities bij Egmond en Noordwijk ongeveer gelijk zijn, zullen de effecten van ONL3 en ONL4 op diep water rond het eiland ook ongeveer gelijk zijn. De invloed van de varianten ONL3 en ONL4 op diep water bij Noordwijk staan beschreven in hoofdstuk 4.2. Effecten op de Waddenzee Doordat de hydrodynamische condities bij Noordwijk en Egmond ongeveer gelijk zijn kunnen veranderingen in debiet bij het Eijerlandse gat in geval van een eiland voor de kust van Egmond, ongeveer gelijk worden verondersteld aan veranderingen in debiet bij Callantsoog in geval van een eiland voor de kust van Noordwijk. Figuur 5.3 toont dat het debiet bij Callantsoog niet verandert in geval van een eiland voor de kust van Noordwijk. Dus verandert het debiet bij het Eierlandse gat ook niet bij een eiland voor de kust van Egmond. Het Marsdiep zal misschien een lichte verkleining van het debiet kunnen gaan ondervinden. Wel zal er een vermindering van de zandaanvoer plaatsvinden bij het Marsdiep,


38

doordat veel sediment is gesedimenteerd in het luwtegebied van het eiland. De grootte van de vermindering van de zandtoevoer is maximaal 0.5 tot 1 miljoen m3 per jaar, hetgeen is gesedimenteerd in het luwtegebied. Echter waarschijnlijk is dit getal kleiner, aangezien de kustsystemen tussen Callantsoog en het Marsdiep dit tekort enigszins zullen verkleinen door aanlevering van zand. Er vindt echter een kleinere vermindering van zandimport plaats dan bij ONL1 en ONL2, aangezien het tekort aan zandaanvoer bij ONL3 en ONL4 kleiner is dan bij ONL1 en ONL2. Concluderend kan er gezegd worden dat de effecten van ONL3 en ONL4 op de Waddenzee kleiner zijn dan ONl1 en ONL2. Er treden geen veranderingen op in het debiet bij het Marsdiep. Wel ontstaat er een verkleining van de sedimentimport in de Waddenzee als gevolg van een kleinere sedimenttoevoer naar het Marsdiep. Er bestaat nog onzekerheid over de grootte van de effecten hiervan op de Waddenzee.


39

6. Conclusies Er is onderzoek verricht naar de morfologische effecten van een kunstmatig eiland voor de kust van Egmond. Het onderzoek is gebaseerd op beschrijvingen van de effecten bij Noordwijk in combinatie met een morfologische vergelijking tussen Noordwijk en Egmond. De belangrijkste ondervindingen staan hieronder beschreven. Een eiland veroorzaakt een luwtegebied voor golven tussen eiland en kust. De varianten ONL1 en ONL2 hebben het grootste luwtegebied als gevolg van de damverbinding. De variant ONL3 heeft een groter luwtegebied dan ONL4 als gevolg van de grotere afstand van het eiland uit de kust. Het luwtegebied van ONL1 en ONL2 is ongeveer 35-40 km langs de kust en ligt ongeveer tussen IJmuiden en Callantsoog. Het luwtegebied van ONL 3 is iets kleiner, circa 30 km. Het luwtegebied van ONL4 is ongeveer 25 km en ligt ongeveer tussen Wijk aan Zee en Bergen aan Zee. In dit luwtegebied vindt sedimentatie plaats. Doordat de varianten met dam het sediment transport meer hinderen dan de varianten zonder dam, ontstaat bij ONL1 en ONL2 een grotere sedimentatie dan bij ONL3 en ONL4. Bij vergelijking van de locaties blijkt dat bij ONL1 en ONL2 meer sediment bij Egmond wordt afgezet dan bij Noordwijk doordat in de huidige situatie op dieper water bij Egmond meer zand wordt getransporteerd dan bij Noordwijk. Een eerste schatting op basis van volledige blokkade van het zandtransport in het gebied tot NAP -20 m geeft in de beginfase voor Noordwijk een sedimentatie van ruim 2 miljoen m3 per jaar en voor Egmond een sedimentatie van 3.5 miljoen m3 per jaar. Dit is een maximale waarde, aangezien ook de mogelijkheid bestaat dat een deel van het sediment met de stroming om het eiland heen zal worden vervoerd. Het meeste zand sedimenteert in de hoeken tussen eiland en dam. Bij de varianten ONL3 en ONL4 is de hoeveelheid sedimentatie boven NAP -8 m bij Egmond ongeveer gelijk als bij Noordwijk, ongeveer 0.5 tot 1 miljoen m3 per jaar. Op dieper water vindt erosie plaats. Bij alle varianten zal het kustsysteem bij Egmond veranderen van een eroderend in een sedimenterend kustsysteem. Ten noorden en ten zuiden van het luwtegebied zal bij gelijkblijvende transportcapaciteit als gevolg van de extra sedimentatie in het luwtegebied minder sediment in de verticaal voorkomen. Hierdoor zal uit deze gebieden sediment opgenomen worden tot een evenwichtsconcentratie is bereikt. Het kustsysteem ten noorden van Callantsoog respectievelijk Bergen aan Zee is tegenwoordig al onderhevig aan sterke erosie. De erosie zal dus worden versterkt, hetgeen tot een toename van het kustonderhoud zal leiden. Een eerste schatting van het nieuwe kustonderhoud is voor ONL1 en ONL2 maximaal 3.800.000 m3 zand per jaar en voor ONL3 en ONL4 tussen 800.000 en 1.300.000 m3 zand per jaar. De effecten op dieper water bij het eiland zijn voor Egmond en Noordwijk ongeveer gelijk. Dit betekent dat bij de varianten ONL1 en ONL2 erosie ontstaat ten zuiden, westen en noorden van het eiland en een smalle zone aan weerszijden van de dam. Op grotere afstand van de dam ontstaat sedimentatie. Bij ONL3 en ONL4 ontstaat een erosiegebied om het eiland heen. Als het eiland bij Egmond wordt aangelegd zijn de effecten van het eiland op de Waddenzee veel groter in vergelijking met Noordwijk. Bij ONL1 en ONL2 neemt de getij-amplitude toe met 9 resp. 13 cm en het debiet neemt af. Hierdoor ontstaat de kans dat het plaatareaal gaat veranderen. Bij ONL3 en ONL4 worden geen veranderingen in getij-amplitude en debiet voorspeld, dus bij deze varianten ontstaat een kleinere kans op veranderingen van het plaatareaal. Een ander effect is een verkleining van de hoeveelheid zandimport door het Marsdiep de Waddenzee in. De aanpassingslengte tussen Callantsoog en het Marsdiep is mogelijk te klein om het sedimenttekort in het water te compenseren. Dit is het gevolg van de verminderde zandconcentratie in het water ten noorden van Callantsoog. Wat de reactie van de Waddenzee is op het tekort aan zand is nog onduidelijk. Er kan worden geconcludeerd dat de varianten ONL1 en ONL2 bij Egmond minder aantrekkelijk zijn dan bij Noordwijk. Dit komt ten eerste doordat ten noorden en ten zuiden van het luwtegebied meer erosie van de kustlijn zal optreden. Ten tweede bestaat er de kans dat het morfologisch evenwicht in de Waddenzee wordt wordt verstoord bij deze varianten. De effecten op dieper water bij het eiland zijn niet anders vergeleken met Noordwijk.


40

Ook voor de varianten ONL3 en ONL4 zijn de effecten bij locatie Egmond minder gunstig dan bij locatie Noordwijk. Dit komt doordat de Waddenzee wordt beïnvloed, alhoewel in veel mindere mate dan bij ONL1 en ONL2. De mate van erosie ten noorden en ten zuiden van het luwtegebied, alsmede de effecten bij het eiland op dieper water, verschillen niet.


41

Literatuurlijst Eysink, W.D. & Biegel, E.J. (1992) Impact of sea level rise on the morphology of the Wadden Sea in the scope of its ecological function. H1300, Waterloopkundig Laboratorium. Geomorfologie van de Nederlandse kustwateren (1988) Middenblad. Schaal 1:250.000. Directie Noordzee en Meetkundige dienst. Rijkswaterstaat. Groen, M. (1999) Eiland in zee. Een onderzoek naar de effecten op waterstanden en stroomsnelheden (concept). Rijkswaterstaat. Jacobse, J.J. (1999) Golfberekeningen eiland in zee t.b.v. studie naar de effecten van een eiland in de Noordzee op de morfologie -concept-. Werkdocument RIKZ/OS99.134X, Rijkswaterstaat. RIKZ (1999) Getijtafels voor Nederland 2000. Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Den Haag. Rijn, L. C. Van (1994) Yearly-averaged sand transport at the –20 m and –8 m NAP depth contours of JARKUS-profiles 14, 40, 76 and 103. Draft 3. H 1887. Delft Hydraulics. Rijn, L. C. Van (1995) Dynamics of the closed coastal system of Holland. H 2129. Delft Hydraulics. Rijn, L.C. van (1999) Expertmening EMA-morfologie. Z2738. Delft Hydraulics Steetzel, H. J. (1999) PonTos-berekeningen t.b.v. vliegveld in zee. Analyse resultaten voor een tunnel- en een damverbinding (concept). A501R1 Alkyon/Delft Hydraulics Steijn, R. C. (1999) Morfologische effecten van een vliegveld in zee: EMA-morfologie. A510R1r0. Alkyon. Vessem, P. van (1999) De morfologische effecten van een vliegveld in zee; advies opgesteld t.b.v. het eerste moment van afweging (EMA). RIKZ/AB-99-140x. Rijkswaterstaat.


42


43

Colofon ©

december 1999

Dit rapport maakt onderdeel uit van de onderzoeken die in het kader de nota ‘Toekomst van de nationale luchthaven” zijn verricht. De nota is een uitgave van het ministerie van Verkeer en Waterstaat in samenwerking met de ministeries van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer en van Economische Zaken.


Drukwerk omslag:

Kwak, Van Daalen & Ronday

Drukwerk binnenwerk:

Reprografische Dienst, ministerie van Verkeer en Waterstaat

Bestelnummer:

RLD 153

Bestellen:

Ministerie van Verkeer en Waterstaat telefoon: 070 - 351 7086 telefax: 070 - 351 6111

44

Morfologische effecten

Recommend Documents