Sedimentverdeling in het Oostgat

Sedimentverdeling in het Oostgat Data analyse Opdrachtgever: ir. C.G. Israël (RWS-RIKZ) Project: K2005*WSmond Analyse en rapportage: dr. R.L. koomans Kwaliteitscontrole: dr. J. Limburg

MEDUSA Explorations BV project: 2001-P-011 Augustus 2001 R.L. Koomans MEDUSA Explorations BV Postbus 623 9700 AP Groningen, the Netherlands www.medusa-online.com

Inhoud

MEDUSA Explorations BV

Inhoud INHOUD

2

SAMENVATTING

3

1 INTRODUCTIE 1.1 Kader 1.2 Doel van de meting, probleemstelling 1.3 Dit rapport 1.4 Leeswijzer

4 4 4 5 5

2 MONSTERANALYSE 2.1 Sedimentmonsters 2.2 Radiometrische analyse 2.3 Korrelgrootte analyse

6 6 6 8

3 ANALYSE 3.1 Fingerprint analyse sedimenten Oostgat 3.2 Onzekerheidsanalyse 3.3 Vergelijking monsters en MEDUSA gegevens

10 10 13 16

4 SEDIMENTVERDELING IN HET OOSTGAT 4.1 D70 verdeling 4.2 Minerale fractie <16 µm 4.3 Geluidsintensiteit

18 18 18 18

5 MAXIMAAL TE DETECTEREN LAAGDIKTE 5.1 Een laagdikte model 5.2 Survey gebied

19 19 21

6

CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN

22

7

REFERENTIES

24

APPENDIX A: FIGUREN

25

APPENDIX B: DETAILKAARTEN SEDIMENT SAMENSTELLING

40

-2-

Samenvatting


Samenvatting Het Rijksinstituut voor Kust en Zee (RIKZ) van Rijkswaterstaat streeft middels het programma KUST*2005 naar kennisontwikkeling over de morfologie van het Nederlandse kustsysteem en naar ervaring met het gebruik van innovatieve meetmethoden en modellen. In het kader van het deelproject K2005*WSmond vindt onderzoek plaats naar de morfologische interactie tussen de monding van Westerschelde en aangrenzende gebieden. Om inzicht te krijgen in de transportrichting van het sediment in een deel van de Westerscheldemonding is voorzien in een tracerproef in het Oostgat. De tracer zal bestaan uit glauconiethoudend zand afkomstig uit de Westerscheldetunnel, en wordt op een locatie in het Oostgat gestort. Doordat deze tracer, naar verwachting, andere radiometrische eigenschappen heeft dan de bodem in het Oostgat is het mogelijk deze te monitoren met de MEDUSA-meettechniek. Monitoring geeft inzicht in de netto sedimenttransportrichting en in de netto transportsnelheid van de tracer. Deze rapportage geeft een beschrijving van de verschillende sedimenttypes in het Oostgat, in het gebied waar glauconiethoudend sediment gestort gaat worden. Hiervoor zijn dertien sedimentmonsters geanalyseerd op radiometrie en sedimentologische eigenschappen. Zowel in radiometrie als in korrelgrootte vertonen de sedimentmonsters voldoende variatie. Hierdoor kan een goed beeld worden verkregen van de relatie tussen korrelgrootte en radiometrie. De sediment analyses laten zien dat er een sterke correlatie bestaat tussen een aantal sedimenteigenschappen en radiometrie. De activiteitsconcentratie van 40K is sterk gecorreleerd aan de mediane korrelgrootte D70 (de grootte van de denkbeeldige zeefopening waar 70% van al het materiaal doorgaat); de activiteitsconcentraties van U en Th zijn sterk gecorreleerd met de massapercentages van de kleinste sedimentfractie (<16 µm). Er zijn – uitgaande van deze correlaties en de MEDUSA-metingen – kaarten gemaakt van de sediment-samenstelling in het Oostgat. Een analyse van de radiometrische verschillen tussen glauconiethoudend materiaal en de bodemsamenstelling van het Oostgat laat zien dat met het MEDUSA-systeem een glauconietafzetting van zo’n 0.8 cm waarschijnlijk nog detecteerbaar is. Op basis van deze informatie kan worden bepaald dat hoe groot het gebied is waarbinnen het transport van een gegeven hoeveelheid gestort glauconiethoudend zand gevolgd kan worden.

-3-

Introductie


1 Introductie 1.1 Kader KUST*2005 is een programma van Rijkswaterstaat-RIKZ. Dit programma probeert kennisontwikkeling over processen in het kustgebied te koppelen aan praktische problemen en advisering. In dit programma wordt enerzijds kennis ontwikkeld ten aanzien van het morfologische kustsysteem, anderzijds wordt ervaring opgedaan met het gebruik van innovatieve meeten modelleermethoden (Dunsbergen, 2001). In het kader van het deelproject K2005*WSmond (Israël, 2001) vindt door het Rijksinstituut voor Kust en Zee (RIKZ) onderzoek plaats naar de morfologische interactie tussen de Westerscheldemonding en aangrenzende gebieden. Om inzicht te krijgen in de transportrichting van het sediment in een deel van de Westerscheldemonding is voorzien in een tracerproef in het Oostgat. De tracer zal bestaan uit glauconiethoudend zand, afkomstig uit boring van de Westerscheldetunnel. Doordat deze tracer naar verwachting andere radiometrische eigenschappen heeft dan de bodem in het Oostgat, is het mogelijk deze te monitoren met de MEDUSA-meettechniek. Dit geeft inzicht in de netto sedimenttransportrichting en in de netto transportsnelheid van de tracer.

1.2 Doel van de meting, probleemstelling Binnen het project K2005 draagt K2005*WSmond bij aan de volgende generieke einddoelen: •

Begrip en voorspelling van zeegatsystemen in delta en wadden.

morfologische

ontwikkeling

van

•

Ontwikkelen van een methodiek om het jaargemiddelde zandtransport te bepalen.

Vanuit deze generieke einddoelen zullen oplossingsrichtingen gedestilleerd worden voor beheersproblemen van de regionale Rijkswaterstaat directies. Voor de beleidsontwikkeling van de Directie Zeeland op het gebied van baggeren, storten en zandwinning is het van belang te weten of het Westerschelde-estuarium op langere termijn zand vast blijft houden. Daartoe is het noodzakelijk om van de verschillende morfologische subsystemen te weten of zij zand- exporterend dan wel importerend zijn. Daarnaast heeft de Directie Zeeland een specifieke beheersvraag met betrekking tot de Westerscheldemond: •

Kan de doorgaande kustversteiling van zuidwest Walcheren middels (innovatieve) grootschalige morfologische ingrepen in de Westerscheldemond worden tegengegaan?

Het probleem is dat de (diepe) geulwand van het Oostgat zich steeds verder richting de kust beweegt, terwijl de positie van de land-water overgang (het strand) gefixeerd blijft door zandsuppleties en harde vooroeverbescherming. Als gevolg van deze processen versteilt de vooroever (Israël, 2001). De

-4-

Introductie

MEDUSA Explorations BV versteiling kan mogelijk worden tegengegaan door geulwandsuppleties met baggerspecie uit de Westerschelde. Het experiment met de glauconiet tracer dient twee doelen: •

•

Vaststellen of het Oostgat een zand exporterend of een importerend systeem is. Bepalen van de effectiviteit van een geulwandsuppletie in het Oostgat.

Om de tracerstudie succesvol te laten verlopen is het van belang dat de radiometrische eigenschappen van de tracer genoeg verschillen van de radiometrische eigenschappen van het sediment in het onderzoeksgebied (met andere woorden: de achtergrondstraling mag niet te hoog zijn). Om de gebieden met lage achtergrondstraling in kaart te brengen is een t0-meting uitgevoerd met het MEDUSA-systeem. Aan de hand van deze resultaten is een gebied aangewezen waar het glauconiethoudend zand gestort kan gaan worden, zie (Tönis, 2001).

1.3 Dit rapport Dit rapport geeft een beschrijving van de verschillende sedimenttypes in het Oostgat. Hiervoor zijn dertien sedimentmonsters, genomen tijdens de t0 survey, geanalyseerd op radiometrie en sedimentologische eigenschappen (hoofdstuk 2). Met de resultaten van deze analyses is een radiometrische “fingerprint” bepaald om de gemeten radionuclideconcentraties te vertalen naar sedimentsamenstelling (hoofdstuk 3). De daaruit afgeleide sedimentverdeling in het Oostgat wordt gepresenteerd in hoofdstuk 4. Op basis van de sedimentkaarten van hoofdstuk 4, wordt in hoofdstuk 5 een berekening gepresenteerd van de minimale dikte van de laag glauconiethoudend zand die – opgebracht op het Oostgatsediment – met behulp van Medusa “gezien”, c.q. gevolgd kan worden. Aan de hand van de resultaten van dit rapport kunnen een aantal conclusies worden getrokken over de natuurlijke sedimenthuishouding in het Oostgat. Deze worden in hoofdstuk 6 gepresenteerd, samen met aanbevelingen voor opvolgende surveys en karteringen in het Oostgat.

1.4 Leeswijzer Een aantal paragrafen in dit rapport zijn nogal technisch van aard en dienen vooral ter validatie van de gevolgde analysemethoden en ter referentie. Deze gedeelten kunnen worden overgeslagen zonder dat daardoor het rapport onleesbaar wordt. Het betreft met name hoofdstuk 3 en paragraaf 5.1. Dr. R.L. Koomans heeft de data geanalyseerd en het rapport geschreven, gebruik makend van de geanalyseerde meetgegevens van de t0 survey (Tönis, 2001). De kwaliteitscontrole is verzorgd door dr. J. Limburg.

-5-

Monsteranalyse


2 Monsteranalyse 2.1 Sedimentmonsters Op basis van de meetgegevens zijn vlak na de MEDUSA-kartering (Tönis, 2001) 13 sedimentmonsters gestoken. Alle sedimenten zijn bemonsterd met een boxcore. Uit de boxcore is met een steekbuis een deelmonster genomen dat op gelaagdheid is beoordeeld. Uit de steekbuis zijn mengmonsters van de bovenste 20 cm genomen. Deze monsters zijn geanalyseerd op korrelgrootte bij het RIKZ te Middelburg en zijn (zonder voorbehandeling) naar het KVI gestuurd voor radiometrische analyse. Ongeveer de helft van de sedimentmonsters is genomen uit een homogene toplaag, de andere sedimentmonsters zijn genomen van een gelaagd sediment bed (Tabel 1). Tabel 1: Beschrijving van de stratificatie van de sedimenten op de monsterlocaties.

Locatie

X

Y

Monsterbeschrijving

MP1 MP2 MP3 MP4 MP5 MP6 MP7 MP8 MP9 MP10 MP11 MP12 MP13

27576 25610 24005 23561 21352 20426 19278 18963 18758 18649 19107 20005 24852

385909 386968 388082 390528 392606 393139 393227 395110 395996 396760 397338 397802 386019

Toplaagje slib, rest zand Homogeen Bovenste 5 cm zand, rest klei Homogeen Toplaagje slib, rest zand Bovenste 2 cm zand, rest klei Homogeen Homogeen Homogeen Homogeen Bovenste 2 cm zand, rest klei Homogeen Homogeen

2.2 Radiometrische analyse De sedimentmonsters zijn door het KVI (Kernfysisch Versneller Instituut) radiometrisch geanalyseerd (van der Graaf and ten Have, 2001). Meetprocedure De sedimentmonsters zijn gedroogd aangeleverd en direkt (16 mei 2001) overgebracht in 100 ml monstercontainers voor de gamma-spectrometrische bepalingen. De containers werden daarna luchtdicht afgesloten ter voorkoming van het ontsnappen van radongas. De tijd tussen afdichten en meting bedroeg meer dan drie weken zodat gedurende de meting de activiteiten van radium, radon, en radondochters nagenoeg gelijk verondersteld mogen worden.

-6-

Monsteranalyse


De metingen van γ-straling met 120 < Eγ < 2700 keV zijn uitgevoerd met een 6 cm ø x 8 cm HPGe-detector in een lage-achtergrond opstelling (een loodkasteel met een wanddikte van 10 cm). De meeten analyseprocedure geschiedt conform de Nederlandse voornorm voor γ-spectrometrische bepalingen NVN 5623 (NEN5623, 1991). De meettijd van de sedimentmonsters varieerde tussen de 6 en 40 uur. Deze meettijden leveren meer dan voldoende meetstatistiek. De natuurlijke radionucliden die verwacht mogen worden zijn 40K, en de nucliden van de 232Th-reeks en 238Ureeks. Alle γ-metingen zijn uitgevoerd in een standaard meetopstelling met een vaste geometrie ten opzichte van de Ge-detector. Het telrendement van deze geometrie is absoluut gekalibreerd met waterige oplossingen van diverse nucliden met bekende activiteiten. Er is gecorrigeerd voor zelfabsorptie in het monster. De activiteit van nucliden uit de 238U reeks wordt bepaald aan de hand van het verval van 214Bi en 214Pb. Indien er geen radon ontsnapt uit de monstermatrix is de activiteitconcentratie van 226Ra gelijk aan die van 214Bi en 214Pb. Indien dit wel mogelijk is zal de activiteitconcentratie van 226Ra hoger zijn dan die van 214Pb en 214Bi. De 232Th activiteit is bepaald m.b.v. enkele γ-lijnen van dochternucliden. De activiteit van 40K is bepaald uit de 1461 keV γ-lijn. In de monsters is geen andere activiteit aangetoond. De inhouden van alle pieken zijn gecorrigeerd voor de achtergrondstraling in de meetopstelling. Resultaten De uit de gemeten piekinhouden berekende activiteitsconcentraties in becquerel per kilogram droog gewicht, zijn vermeld in Tabel 2. De opgegeven onzekerheden geven één standaardafwijking (1 σ) ten gevolge van telstatistiek weer. Systematische onzekerheden, ten gevolge van onzekerheden in de absolute rendementscalibratie, zijn niet opgegeven, maar bedragen ten hoogste 5%. -1

Tabel 2: activiteitsconcentraties in BqKg droog gewicht van de sedimentmonsters.

lokatie

X

Y

K

σ(K)

U

σ(U)

Th

σ(Th)

U+Th

σ U+Th)

MP1 MP2 MP3 MP4 MP5 MP6 MP7 MP8 MP9 MP10 MP11 MP12 MP13

27576 25610 24005 23561 21352 20426 19278 18963 18758 18649 19107 20005 24852

385909 386968 388082 390528 392606 393139 393227 395110 395996 396760 397338 397802 386019

271 114 309 205 185 400 161 131 158 93 360 94 271

17 7 19 13 12 30 10 8 10 6 20 6 17

11.7 5.7 10.6 16.4 5.4 19.8 5.5 31.4 15.1 6.5 22.3 7.6 7.6

0.8 0.3 0.7 1.0 0.3 1.0 0.3 1.7 0.7 0.3 1.3 0.4 0.5

12.3 3.61 9.8 9.4 4.6 24.2 4.2 5.0 7.2 3.3 22 3.9 6.0

0.5 0.17 0.8 0.6 0.3 1.4 0.2 0.4 0.4 0.2 1 0.3 0.3

24.0 9.3 20.4 25.8 10.0 44.0 9.7 36.4 22.3 9.8 44.0 11.5 13.6

0.9 0.3 1.1 1.2 0.4 1.7 0.4 1.8 0.8 0.4 1.6 0.5 0.6

-7-

Monsteranalyse


2.3 Korrelgrootte analyse De sedimentmonsters zijn door het laboratorium van RIKZ in Middelburg geanalyseerd op korrelgrootte via Malvern analyse. Hiervoor zijn de sedimentmonsters eerst bewerkt met waterstofperoxide (om humus deeltjes te verwijderen) en vervolgens aangezuurd met zoutzuur (om schelpresten te verwijderen). Bij de aanzuring met zoutzuur gaat een deel van de massa van het sedimentmonster verloren. De resultaten van deze monsteranalyse zijn in Tabel 3 gepresenteerd.

-8-

Monsteranalyse


Tabel 3: Sedimentologische parameters van 13 sediment monsters.

MP11

MP10

MP9

MP8

MP7

MP6

MP5

MP4

MP3

MP2

MP1

0

0

0

0

0

0

0

0.3

0.3

0.1

0.3

0.1

0

6

21.6 24.2

13.3 0.5

18.9 8.1

21.1 2.5

12.9 1.5

13.7 23.3

7

1.5

14.1 0.8

16.5 14.8

12.1 6.1

10.6 0.5

92.4

85.1

54.3

86.2

72.1

76.1

85.5

62.7

90.5

68.6

81.4

88.7

0

0

0

0

0.8

0.3

0

0

0

0

0

0

162

236

52

280

220

208

211

136

251

83

129

292

182

277

90

323

263

249

238

188

280

123

152

328

197

310

119

355

291

280

260

223

301

158

167

355

212

339

141

385

315

307

281

252

321

191

180

381

227

371

161

417

338

335

302

280

340

227

192

408

244

407

181

452

365

366

326

309

362

267

206

439

264

452

204

495

397

405

353

343

388

315

222

478

295

516

235

559

439

461

391

387

426

379

243

536

343

623

287

661

515

553

460

459

492

483

279

632

0

0

10

0

1

0

0

4

0

4

0

0

0

0

13

0

1

0

0

4

0

6

0

0

77.21

164.1

90.7

162.93

127.08

146.26

105.66

133.92

104.36

165.42

63.7

148.45

1.16

1.27

0.69

1.27

0.89

1.26

1.21

0.67

1.24

1.2

0.86

1.37

1.92

2.05

0.57

2.24

2.01

2.23

2.22

1.09

2.56

1.76

1.56

2.6

219

343

177

404

331

329

297

301

333

256

191

390

0

0

0

0

21

0

0

42

0

0

0

0

Monster H2O21 HCL2 <16µm3 16-2000µm3 >2000µm3 D104 D204 D304 D404 D504 D604 D704 D804 D904 16-53 um5 16-63 um5 Sortering5 Skewness5 Kurtosis5 Modus 15 Modus 25 % % % % % % µm µm µm µm µm µm µm µm µm % µm µm µm 11 12 76.9 0 150 185 213 240 269 300 337 385 464 1 1 130.24 0.99 1.35 274 36

MP12

2.2

MP13

1 Waterstofperoxide oxideerbaar (humus gehalte) 2 Zoutzuuroplosbaar (kalkgehalte) 3 Korrelgrootte fractie van minerale delen (% van het totale onbehandelde monster) Percentueel mediane korrelgrootte van de minerale fractie >16 µm van minerale fractie > 16 µm 4

5

-9-

Analyse


3 Analyse 3.1 Fingerprint analyse sedimenten Oostgat Om de radiometrische fingerprint van de sedimenten in het Oostgat te bepalen, zijn de radiometrische gegevens uit van de sedimentmonsters (tabel 2) vergeleken met de sedimentologische parameters uit tabel 3 (appendix A figuren 7-12). De analyse laat bijvoorbeeld zien dat de activiteitsconcentratie van K gecorreleerd is aan een gemiddelde korrelgrootte parameter zoals de korrelgrootte D706 (zie figuur 1). De activiteitsconcentraties van U en Th lijken niet sterk gecorreleerd te zijn aan een korrelgrootteparameter, maar laten een correlatie zien met het percentage van minerale delen kleiner dan 16 µm. In de grafieken met de correlatie tussen de K concentratie en effectieve korrelgroottes valt op dat één datapunt (met een activiteitsconcentratie van 400BqKg-1) afwijkt. Dit sedimentmonster (monster MP6) is afkomstig uit een gebied dat in de rapportage van de kartering (Tönis, 2001) als afwijkend is beschreven. De hoge U, Th en K concentraties duiden op het voorkomen van klei. Het sedimentmonster heeft een hoge concentratie minerale delen <16 µm (wat duidt op grotere concentraties klei), maar de mediane korrelgrootte is veel grover dan verwacht kan worden op basis van de trend in de radiometrische gegevens van de sediment monsters. Het sedimentmonster is een mengsel van klei en grof zand. Om deze redenen is besloten dat dit sedimentmonster en het afwijkende gebied in de data-analyse buiten beschouwing te laten. De activiteitsconcentraties van U en Th laten een sterke correlatie zien met de fractie minerale delen <16 µm. In de grafiek van U staat echter een datapunt (U= 31.4 BqKg-1) dat volledige afwijkt van de algemene trend, terwijl dit datapunt in de Th concentratie geen afwijking van de trend vertoond. Dit sedimentmonster is afkomstig van monsterlocatie MP8, liggend in voornoemd “afwijkende” gebied. In dit gebied zijn alleen activiteitsconcentraties van U verhoogd. Er zijn gerede vermoedens dat in het “afwijkende” gebied slakken7 liggen. De afwijkende activiteitsconcentratie kan daarom waarschijnlijk aan slakken worden toegeschreven. Tabel 4: activiteitsconcentraties van K, U en Th en de U/Th verhouding voor twee afwijkende sedimentmonsters.

Monsterlocatie MP6 MP8

K (BqKg-1)) 400 (30) 131 (8)

U (BqKg-1) 20 (1) 31.4 (1.7)

Th (BqKg-1) 24.2 (1.4) 5.0 (0.4)

U/Th 0.82 (0.05) 6.28 (0.09)

Gezien de afwijkende radiometrische metingen in het veld en de afwijkende resultaten van de monsteranalyses, zullen de monsterresultaten MP6 en MP8 niet in de verdere analyse worden meegenomen.

De parameter D70 duidt op de denkbeeldige zeefgrootte waarbij 70% van het totale monster een zeef passeert. 7 Slakken afkomstig uit de metaalindustrie worden vaak als underlayment voor asfaltering gebruikt. Ze bevatten i.h.a. verhoogde concentraties 238U. 6

-10-

Analyse


Tabel 5: Correlatiecoëfficiënten tussen sedimentologische parameters en radionuclidengehalten bij weglating van de monsterpunten MP6 en MP8. De dik gedrukte waarden geven de hoogste correlatiecoëfficiënten.

Parameter D10 D20 D30 D40 D50 D60 D70 D80 D90 Minerale delen <16um Minerale delen 16-2000um Minerale delen >2000um

K -0.85 -0.88 -0.90 -0.92 -0.93 -0.95 -0.95 -0.95 -0.94 0.70 -0.52 -0.16

U -0.80 -0.75 -0.71 -0.69 -0.66 -0.62 -0.59 -0.55 -0.49 0.95 -0.97 0.28

Th -0.84 -0.82 -0.80 -0.79 -0.77 -0.76 -0.74 -0.71 -0.68 0.95 -0.87 -0.04

U+Th -0.85 -0.81 -0.78 -0.76 -0.74 -0.71 -0.68 -0.65 -0.60 0.98 -0.95 0.13

40

Meting van korrelgrootte met K Zoals uit de grafieken in Appendix A figuur 7 en Appendix A figuur 8 blijkt is het K gehalte sterk gecorreleerd aan de gemiddelde korrelgrootte van het sediment. Welke effectieve korrelgrootteparameter echter de beste correlatie geeft met de K concentratie is op basis van de grafieken niet duidelijk te zien. In Tabel 5 en Figuur 1 zijn de correlatiecoëfficiënt tussen het K gehalte en de effectieve korrelgrootte uitgezet als functie van de effectieve korrelgrootte (D10-D90). Deze gegevens laten zien K het minst correleert aan D10 en D20 (correlatiecoëfficiënt=-0.85), het K correleert het best met effectieve korrelgrootte D60-D80 (correlatiecoëfficiënt = -0.95).

-0.94 -0.92 -0.9 -0.88

90

80

D

D

70

D

60

D

50

D

40

D

D

D

30

K 10

-0.84

D

-0.86

20

Correlatiecoefficient

-0.96

Figuur 1: Correlatiecoëfficiënten tussen activiteitsconcentraties van K en korrelgrootte verdeling.

De korrelgrootte van het sediment is negatief gecorreleerd aan de K concentratie in het sediment. Deze correlatie kan worden beschreven met een lineaire functie met een R2 waarde (een veelgebruikte kwaliteitsmaat voor de fit; 1=optimaal) van 0.90 (Figuur 2):

-11-

Analyse


D70 = −αK + β

( 1)

met α=-1.04 (0.11) en β=566 (25).

500

D70 (µm)

400 300 200 100 0

100

200

300 Activiteitsconcentratie K (Bqkg-1)

400

Figuur 2: D70 waarde als functie van de activiteitsconcentratie van K. De lijn representeert een “best fit”.

Minerale fractie <16 µm uit U+Th De activiteitsconcentraties van U en Th zijn sterk gecorreleerd aan de fijnste fractie in het sediment: hoe groter de minerale fractie <16 µm hoe groter de activiteitsconcentratie van U en Th. Om de statistische variatie in de activiteitsconcentraties te verkleinen worden de activiteitsconcentraties van U en Th (die meestal gecorreleerd zijn) vaak opgeteld. Door U en Th op te tellen, verbetert de correlatiecoëfficiënt met de “fractie minerale delen <16 µm” van 0.95 voor de afzonderlijk nucliden tot 0.98 voor de activiteitsconcentratie van U+Th. De relatie tussen U+Th en de minerale fractie < 16 µm kan worden beschreven met een lineaire functie ( 1) met een R2 waarde van 0.98. De waardes van de fitparameters α en β zijn respectievelijk: 0.71 (0.05) en –6.3 (1.0).

-12-

Analyse


Minerale delen <16 µm

25 20 15 10 5 0 0

10

20

30

40 Activiteitsconcentratie U+Th (Bqkg-1 )

50

Figuur 3: Fractie van de minerale delen <16 µm (in %) als functie van de activiteitsconcentratie van U+Th. De lijn presenteert de “best fit”.

Geluidsintensiteit In voorgaand onderzoek is aangetoond dat de geluidsintensiteit van de wrijving tussen de MEDUSA detector en de waterbodem een maat is voor de korrelgrootte van de toplaag van het sediment (Koomans, 2000; Koomans et al., 2001). Grove sedimenten veroorzaken een grote geluidsintensiteit, fijne sedimenten veroorzaken lage geluidsintensiteiten. De toegevoegde waarde van de geluidmeting is dat kwalitatieve informatie wordt verkregen over de sortering van de bovenste centimeters van het sediment, terwijl de radiometrie een gemiddelde levert over de bovenste 30 cm. In recent onderzoek op de Bovenrijn (Koomans et al., 2001) is gebleken dat er significante verschillen tussen deze domeinen kunnen bestaan in de sortering van het sediment. Er zijn helaas nog geen methoden om de geluidsintensiteiten in het laboratorium te meten, waardoor een calibratie van de geluidsintensiteiten aan de hand van de genomen sedimentmonsters niet mogelijk is. Op basis van voorgaand onderzoek en voorgaande metingen, kunnen we echter aannemen dat de geluidsintensiteiten een kwalitatieve maat zijn voor de korrelgrootte van het sediment. De geluidsintensiteiten zijn dan ook als een kwalitatieve korrelgroottekaart gepresenteerd in Appendix B.

3.2 Onzekerheidsanalyse De onzekerheid in de kaarten met sedimentverdeling is het gevolg van twee typen onzekerheden: toevallige onzekerheden en systematische onzekerheden. Toevallige onzekerheden De toevallige onzekerheden in de kaarten met sedimentverdeling worden beschreven door de interpolatiefout. Deze fout in de datapunten is het resultaat van: •

Statistische onzekerheden in de gemeten activiteitsconcentraties.

•

Statistische onzekerheden in de calibratiecurve -13-

Analyse


•

Ruimtelijke variatie

De statistische fout in de activiteitsconcentraties en de onzekerheid van de calibratiecurve leiden tot stochastische variaties in de meetgegevens die gebruikt zijn in de semivariantie-analyse. De analyse van semivariantie geeft aan dat de gemiddelde variantie in de D70 35 µm bedraagt; in de sedimentfractie <16 µm bedraagt de variantie 5% (absoluut). Tabel 6: Fit parameters van een exponentieel variogrammodel (zie Figuur 4)

Nugget Scale Length

D70 1200 3500 900 m

Geluidsintensiteit 15 50 300 m

% < 16µm 25 54.5 700 m

De nuggetparameter uit de semivariantie-analyse is een maat voor de onzekerheid van de (interpolatie)waarde op een punt uit de kaart. Deze waarde presenteert de gemiddelde variantie in het kwadraat en is samengesteld uit de stochastische variatie (volgend uit de MEDUSA metingen en de calibratiecurve) en ruimtelijke variatie op een schaal kleiner dan de raai-afstand die gekozen is bij de meting. De lengthparameter geeft aan vanaf welke afstand de datapunten geen correlatie meer vertonen. Als de afstand tussen twee datapunten groter is dan de lengthparameter, zullen deze gegevens geen zinvolle informatie geven bij de interpolatie van de meetgegevens (zie bijvoorbeeld Burrough, 1986). Tijdens de meting was de afstand tussen de raaien 500 m. De lengthparameters van de sedimentologische parameters (Tabel 6) duiden dan ook op een té grof meetgrid. Het strekt dan ook tot aanbeveling om in toekomstige kartingen in het Oostgat een grid te varen met kleinere raaiafstanden. De Scaleparameter is simpelweg een schaalfactor in het variogram tussen de minimale variatie die gevonden wordt in de datapunten (gelijk aan de nuggetparameter), en de variogramwaarde waarop de datapunten ongecorreleerd zijn (daar waar de getrokken lijn in de figuren 4 en 5 vlak gaat lopen). De Scaleparameter is afhankelijk van het aantal datapunten dat in het variogram wordt meegenomen. De som van de nuggetparameter en de scaleparameter is ongeveer gelijk aan de variantie van de totale dataset. Nemen we het voorbeeld van de geluidsintensiteit: de scaleparameter is in dit geval 50, hetgeen betekent dat – over het gehele bemeten gebied – de spreiding in het geluidssignaal ongeveer

50 =7% bedraagt.

Bij de interpolatie van de meetgegevens worden toevallige onzekerheden gemiddeld. Hierdoor zullen de onzekerheden in de gridpunten kleiner zijn dan de waarde die door de nuggetparameter gegeven wordt. De data zijn met behulp van Kriging [Cressie 1991] geïnterpoleerd. Hierbij zijn de gegevens uit het semivariogram meegenomen. De onzekerheden uit de Kriging procedure (Appendix A figuur 5 en Appendix A figuur 6) geven waarden die vergelijkbaar zijn met de resultaten uit de semivariantie-analyse. Er zijn echter duidelijke raaipatronen in de foutenkaarten te ontdekken. Tussen de raaipatronen zijn de onzekerheden groter. Ook dit resultaat duidt op een té grote raaiafstand om de variatie in het gebied te beschrijven. Het is dan ook belangrijk om in

-14-

Analyse

MEDUSA Explorations BV toekomstige karteringen in dit gebied de raaiafstanden kleiner te kiezen – ideaal zou een raaiafstand van 50 m zijn. Korrelgrootte D70 Direction: 0.0 Tolerance: 90.0

Sedimentfractie <0.016 mm Direction: 0.0 Tolerance: 90.0

5000

4500

80

4000

70

3500

60

Variogram

Variogram

3000

2500

50

40

2000 30

1500 20

1000

10

500

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0

5000

Lag Distance

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Lag Distance

Figuur 4: Semivariogrammen van de D70 en de sedimentfractie <16 µm. Geluidsintensiteit Direction: 0.0 Tolerance: 90.0 70

60

Variogram

50

40

30

20

10

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Lag Distance

Figuur 5: Semivariogram van geluidsintensiteit.

Systematische onzekerheden Systematische onzekerheden kunnen alleen bepaald worden door onafhankelijke observaties (bijvoorbeeld een Medusa meting en een monstername op de meetlocatie) te vergelijken. Bij de huidige survey zijn dertien sedimentmonsters genomen. Deze monsterlocaties zijn echter niet exact gelijk aan de locaties waar met MEDUSA gemeten is. Door de ruimtelijke variatie in de sedimentsamenstelling kunnen we niet spreken van twee identieke onafhankelijke observaties en kunnen de resultaten niet kwantitatief worden vergeleken. Een kwalitatieve interpretatie van de meetgegevens (§3.3) geeft echter aan dat de MEDUSA waarden overeenstemmen met de monsteranalyses. In voorgaande meetcampagnes in het Haringvliet en in de Rijn (Koomans et al., 2001; Venema et al., 2000) is aandacht besteed aan de validatie van de resultaten van een MEDUSA meting. In het Haringvliet (Venema et al., 2000) zijn door duikers op 7 locaties sedimentmonsters gestoken direct naast de detectorkop. Deze monsters zijn in het laboratorium geanalyseerd en vergeleken met de resultaten van de MEDUSA meting. De resultaten van dit -15-

Analyse

MEDUSA Explorations BV onderzoek laten zien dat voor sedimenten met een slibgehalte <60%, de MEDUSA metingen en de monsteranalyse dezelfde radioactiviteitsconcentraties te zien geven. Tijdens metingen in de Rijn nabij Pannerdensche Kop (Koomans et al., 2001), zijn ongeveer 100 sedimentmonsters van de toplaag van het sediment gestoken. Alhoewel de locaties van deze 100 monsterpunten niet identiek zijn aan de MEDUSA metingen, zal het grote aantal sedimentmonsters de ruimtelijke variatie uitmiddelen en geeft de gemiddelde afwijking van de sedimentmonsters en de MEDUSA metingen een maat voor de systematische onzekerheid van de MEDUSA meting. Deze analyse toont aan dat de systematische onnauwkeurigheid verwaarloosbaar is.

3.3 Vergelijking monsters en MEDUSA gegevens Om de MEDUSA resultaten te valideren zijn de activiteitsconcentraties van de sedimentmonsters getekend op de nuclidenkaarten gemeten met MEDUSA (zie figuren 1 t/m 4 uit appendix A). Om een beeld te geven van de (kleinschalige) ruimtelijke variatie is zijn de activiteitsconcentraties van de MEDUSA metingen op een continue schaal getekend; de activiteitsconcentraties van de sedimentmonsters worden gepresenteerd op een discrete schaal. De verschillen in kleurnuance tussen de waarden van de sedimentmonsters en de MEDUSA metingen zijn het gevolg van een technische beperking van het softwarepakket8 gebruikt voor de presentatie van de gegevens: het pakket kan geen kleurenspectrum als schaal gebruiken voor (discrete) puntmetingen, wel voor geïnterpoleerde kaarten. Activiteitsconcentratie K Een vergelijk tussen de K concentraties van sedimentmonsters en MEDUSA metingen laat over het algemeen een goed vergelijk zien. Alleen de monsterpunten MP11 en MP7 wijken af. De afwijking van monsterpunt MP13 is schijn: de 40K concentratie van dit punt ligt binnen de foutenmarge van de omringende MEDUSA meetpunten. Activiteitsconcentratie Th De activiteitsconcentraties van Th gemeten aan de sedimentmonsters laten over het algemeen een goede overeenkomst zien met de activiteitsconcentraties die met MEDUSA gemeten zijn. Alleen punt MP9 lijkt door de MEDUSA metingen onderschat te zijn. Activiteitsconcentratie U De activiteitsconcentraties van U laten voor de monsterpunten en de MEDUSA metingen een grote overeenkomst zien, alleen monsterpunt MP9 vertoont wederom een afwijking. Monsterpunten MP9 en MP11 liggen beide in de buurt van Westkapelle, langs de westpunt van Walcheren. Er zijn twee plausibele redenen aan te geven waarom deze punten afwijken van de geïnterpoleerde gegevens: 1. Er zijn (te) weinig raaien gevaren in dit gebied (het meetsysteem begaf het na ettelijke botsingen met obstakels op de bodem). De interpolatiefout is derhalve relatief groot in dit gebied.

8

De kaarten zijn gemaakt in Surfer, versie 7.

-16-

Analyse

MEDUSA Explorations BV 2. In het gebied “rondom” Westkapelle ligt een hoop grof materiaal op de bodem (puin, steenslag, slakken). Deze materialen kunnen lokaal tot grote afwijkingen in de radiometrie leiden.

-17-

Sedimentverdeling in het Oostgat


4 Sedimentverdeling in het Oostgat De analyses van sedimentmonsters uit het Oostgat geven aan dat met behulp van de activiteitsconcentraties van U+Th en K twee verschillende sedimentologische parameters bepaald kunnen worden. Vanuit de activiteitsconcentratie van U+Th kan het percentage van de minerale fractie <16 µm worden bepaald; de activiteitsconcentratie van K geeft de korrelgrootte parameter D70. Daarnaast zijn de gemeten geluidsintensiteiten een maat voor de korrelgrootte van het sediment. De kaarten met de sedimentverdeling in het Oostgat worden gepresenteerd in Appendix B figuren 1, 2 en 3. De monsteranalyses tonen aan dat naast de sedimenten waarvan de sedimentologische parameters door U+Th en K worden beschreven, ook andere materialen in het gebied voorkomen. Deze sedimenten worden gekarakteriseerd door scheve verhoudingen van U/Th of hoge (>350 BqKg-1) activiteitsconcentraties van K. Deze gebieden worden vooral gevonden in het noordelijke deel van het Oostgat voor de kust van Westkapelle (zie Appendix A figuur 4). Uit deze figuur valt af te leiden dat het zuidoostelijke gedeelte van het zeegat relatief weinig afwijkende patronen bevat. Daarnaast richt tracerstudie zich op het zuidoostelijke deel van het Oostgat. Derhalve zal het vervolg van de analyse zich richten op dit gebied.

4.1 D70 verdeling De verdeling van de mediane korrelgrootte D70 in het zuidoostelijke deel van het Oostgat, is gepresenteerd in Appendix B figuur 1. Deze kaart laat voor de kust van Dishoek grote variatie zien in de korrelgrootteverdeling van het sediment. Grof sediment vinden we in het diepe gedeelte van het Oostgat ten zuidoosten van de geplande stortlocatie (aangegeven met een blauw vierkantje). Ten noordwesten van de geplande stortlocatie zijn de sedimenten fijner. Dwars op de geul laat de korrelgrootte een verfijning zien in zuidwestelijke richting.

4.2 Minerale fractie <16 µm De minerale fractie <16 µm is hoog in het noordwestelijke deel van het gebied. Hier komen in de geul concentraties tot 25% van sedimenten kleiner dan 16 µm voor. De geplande stortlocatie lijkt precies op een overgangsgebied te liggen: ten noordwesten van de locatie komen percentages minerale delen kleiner dan 16 µm voor van ongeveer 10%; ten zuidwesten van de locatie zijn de concentraties niet hoger dan 5%. Dwars op de geul nemen de gehalten fijn materiaal toe in zuidwestelijke richting (zie Appendix B figuur 2)

4.3 Geluidsintensiteit De geluidsintensiteit nabij de beoogde stortlocatie duiden op de aanwezigheid van grof sediment in het diepe deel van de geul, net ten zuidwesten van de stortlocatie. Voor het hele gebied geldt dat de geluidsintensiteit het hoogst is op de as van de geul. Dit bevestigt het beeld geschetst in §4.1; echter de variatie in geluid is lokaler van aard (Appendix B figuur 3)

-18-

Maximaal te detecteren laagdikte


5 Maximaal te detecteren laagdikte De maximale laagdikte van glauconiethoudend zand die gedetecteerd kan worden met het MEDUSA systeem is afhankelijk van het verschil tussen de activiteitsconcentraties van het onderliggende zand en het tracerzand en de statistische onzekerheden waarmee activiteitsconcentraties aangetoond kunnen worden. Om deze laagdikte te kwantificeren moet het transport van gammastraling in een niet homogeen zandbed worden beschouwd. Een volledige afleiding van de vergelijkingen wordt in dit rapport niet gegeven, maar kan worden gevonden in Koomans, 2000 en Thummerer and Jacob, 1998.

5.1 Een laagdikte model De telsnelheid aan de oppervlakte van een niet homogeen bed (N in Figuur 5) is een functie van de telsnelheid die aan het oppervlakte van de onderste laag zou worden gemeten (N2), de verzwakking van deze telsnelheid in de bovenste laag (z1) en de telsnelheid die aan het oppervlak van alleen de bovenste laag zou worden gemeten:

N = [N 2 ]e − µ1ρ1 z1 + N 1 .

(2) −µ ρ z

In vergelijking (2) geeft de functie e 1 1 1 de verzwakking in de bovenste laag weer. Hierin is µ1 de effectieve massieke verzwakkingscoëfficiënt (Debertin and Helmer, 1988) (in cm2g-1), ρ1 is de dichtheid in gcm-1 en z1 de dikte van de laag (in cm).

N N1

N2

z1

z2

Figuur 5: Schematische weergave van de oppervlaktestraling N op een gestratificeerd bed met “oppervlakte straling” N1 en N2.

De telsnelheid die aan het oppervlak van laag 1 of laag 2 zou worden gemeten is afhankelijk van de effectieve activiteitsconcentratie van een bepaald nuclide in het sediment C, de effectieve massieke verzwakkingscoëfficiënt µ, de dichtheid ρ de laagdikte z en een efficiency term ε (Figuur 6 en vergelijking (3)). De effectieve activiteitsconcentratie C is niet precies gelijk aan de activiteitsconcentraties van de nucliden zoals die bijvoorbeeld in Tabel 2 zijn gerapporteerd, maar neemt de “branching ratio” en effecten als “build-up” (Debertin and Helmer, 1988; Evans, 1969) mee. De efficiency term ε beschrijft de detector efficiency, de geometrie waarin gemeten wordt en het -19-



effectieve oppervlak van de detector. De term ε moet experimenteel worden bepaald.

N C1, µ1, ρ1

C2, µ2, ρ2

z1

z2

Figuur 6: Schematische weergave van de oppervlaktestraling N op een gestratificeerd bed met activiteitsconcentraties C1 en C2, massieke verzwakkingscoëfficiënten µ1 en µ2, dichtheden ρ1 en ρ2 en diktes z1 en z2.

De gemeten straling aan het sedimentoppervlak kan worden beschreven door: •

De uitgezonden straling in laag 2 (term 1 in vergelijking (3))

•

Zelfabsorptie van straling in laag 2 (term 2 in vergelijking (3))

•

Absorptie van straling in laag 1 (term 3 in vergelijking (3))

•

Uitgezonden straling in laag 1 (term 4 in vergelijking (3))

•

Zelfabsorptie van straling in laag 1 (term 5 in vergelijking (3))

ρ  ρ  N = [εC 2 ρ 2 ] 2 (1 − e − µ 2 ρ 2 z2 ) e − µ1ρ1 z1 + [εC1 ρ1 ] 1 (1 − e − µ1 ρ1 z1 ) K NLN M KLM µ K NLN M µ2 1  N 3 1 4 KNN NLNNN M K NLNNM

[

]

2

(3)

5

De aanwezigheid van glauconiethoudend zand kan worden vastgesteld als het verschil tussen de straling aan het oppervlak N en de achtergrond straling (N2) groter is dan de onzekerheid in de gemeten stralingsintensiteit (dN):

N − N 2 > dN

(4)

Uit de analyse van één glauconiethoudend sedimentmonster en uit de MEDUSA metingen in het gebied rond de stort blijkt dat de activiteitsconcentratie van K het sterkst verschilt (Tabel 7). Bij benadering is de onzekerheid in de activiteitsconcentratie van K gemeten met MEDUSA 15%. Met de volgende aannames kan de relatie tussen N-N2 en de glauconietlaagdikte en bijbehorende onzekerheden worden berekend (Figuur 7):

-20-



1. de dichtheid van het glauconiethoudende materiaal is gelijk aan kwarts, 2. de gemeten straling is alleen van K afkomstig 3. µ=0.071 (Alam et al., 2001; Koomans et al., 2001), De resultaten van deze oefening als geschetst in figuur 8 laten zien dat een glauconietlaagje van 0.8 cm net detecteerbaar is (dat is het snijpunt tussen N-N2 en dN). Er dient opgemerkt te worden dat deze laagdikte natuurlijk afhangt van de activiteit van het te storten materiaal, en wel zodanig dat ze toeneemt met afnemende activiteit. -1

Tabel 7: Activiteitsconcentraties (BqKg ) van K, U en Th voor een glauconiethoudend sedimentmonster uit het tunneltracé onder de Everingen en gemiddelde activiteitsconcentraties van sedimenten rond de stort. 40K

238U

232Th

Glauconiethoudend zand

1000

30

10

Sedimenten rond stort

300

10

7.5

12000

Counts (a.u.)

10000 8000 6000 4000 2000 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Glauconietlaagdikte (cm) N-N2

d(N-N2)

Figuur 7: Relatie tussen verschil in telsnelheid (in willekeurige eenheden) en glauconietlaagdikte.

5.2 Survey gebied Voor de geulwandsuppletie zal 10.000 m3 glauconiethoudend zand worden gestort. Als we aannemen dat het sediment zich in de geul zal verplaatsen (met een maximum breedte van 500 m) is het glauconiethoudende materiaal in geul-parallelle richting tot maximaal 2.5 km vanaf de stort te volgen. De omvang van dit gebied is aangegeven in Appendix A figuur 13 en Appendix A figuur 14.

-21-

Conclusies en aanbevelingen


6 Conclusies en aanbevelingen De concentraties K, U en Th gevonden in de monsters en de korrelgroottes van de sedimentmonsters vertonen een zodanige spreiding dat daarmee de meetresultaten van het MEDUSA systeem worden omvat. Verder is de spreiding in korrelgroottes dusdanig, dat met succes een tweetal relaties gelegd kunnen worden tussen korrelgrootte en radioactiviteit. Daarmee is het mogelijk de met MEDUSA gemeten radionuclidenkaarten om te zetten in een tweetal sedimentkaarten. Met name de geringen raaidichtheid in het noordwesten van het surveygebied heeft ertoe geleid dat een drietal monsters significant afwijken van de door interpolatie van MEDUSA-data verkregen waarden. De sedimentanalyses laten zien dat er een sterke correlatie bestaat tussen een aantal sedimenteigenschappen en radiometrie. De activiteitsconcentratie van 40K is het sterkst gecorreleerd aan de mediane korrelgroottefractie (D70); de activiteitsconcentraties van U en Th zijn sterk gecorreleerd met de massapercentages van de kleinste sedimentfractie (16 µm). Met behulp van deze correlaties kunnen een tweetal “fingerprints”, (De Meijer, 1998)) worden bepaald. De resultaten zijn weergegeven in de vorm van kaarten van de fracties mineralen kleiner dan 16 µm en de D70 fractie. Een analyse van de onzekerheden in de MEDUSA metingen, de calibratie en de ruimtelijke variatie in het gebied toont aan dat de D70 in het gebied binnen een gemiddelde marge van 35 µm in kaart gebracht kan worden. De onzekerheid in de sedimentfractie <16 µm is ongeveer 5% (absoluut). Het doel van de radiometrische kartering was om een geschikte stortlocatie te bepalen. In de datarapportage (Tönis, 2001) is reeds indicatief een gebied aangegeven waar het glauconiethoudend zand gestort kan worden. In de komende studies naar de verspreiding van het tracermateriaal (Israël, 2001) zal slechts op een klein gebied rond de stort “ingezoomd” worden (zie Appendix A figuur 13 en Appendix A figuur 14). De semivariantie-analyse van de ruimtelijk variatie van de D70 en de minerale fractie <16 µm (Tabel 6) laat zien dat de sterkste variatie in bodemsamenstelling plaatsvindt op een schaal kleiner dan de gevaren raaiafstand. Een raaiafstand van 500 m is dan ook niet voldoende om alle kleinschalige variaties goed in kaart te brengen; het verdient aanbeveling om de raaiafstand te verkorten tot 50m. Om een goede vergelijking te kunnen maken tussen de “natuurlijke” bodemsamenstelling en de verspreiding van het glauconiethoudend materiaal, zal een meer gedetailleerde t0 kaart gemaakt moeten worden. Ten tijde van het schrijven dezes wordt gewerkt aan een raaienpatroon voor een ingezoomde t0 meting. Om de glauconietgehalten correct te bepalen is het van belang dat de “fingerprint” van de glauconiethoudende zanden bekend is en radiometrisch voldoende afwijkt van de omliggende sedimenten. Daarnaast mag de samenstelling van het gestorte sediment niet sterk variëren. Vooralsnog is nog niets bekend over de homogeniteit van het aangeboorde materiaal en de radiometrische eigenschappen van de aan te boren sedimenten. Het monster dat uit het tunneltracé onder de Everingen afkomstig is, en zeker glauconiet bevat heeft echter wel een radiometrische karakteristiek die sterk afwijkt van de sedimenten in het Oostgat. Om de kwaliteit van de tracerstudie te garanderen moet meer bekend zijn over de eigenschappen van het te storten materiaal. Het is dan ook van groot belang dat voldoende sedimentmonsters

-22-

Conclusies en aanbevelingen


uit de te storten sedimenten worden genomen – minimaal zo’n 5 maar beter nog 10 mengmonsters verspreid over de aanvoer van stortmateriaal. Een gedetailleerde analyse van de veronderstelde radiometrische verschillen tussen glauconiethoudend materiaal en de natuurlijke bodemsamenstelling in het Oostgat laat zien dat met het MEDUSA systeem een glauconietlaagje van 0.8 cm detecteerbaar is. Op basis van deze informatie kan de grootte van het gebied geschat worden waarover de aanwezigheid van het glauconiethoudend zand met MEDUSA aangetoond kan worden. Deze grootte bedraagt – uitgaande van 10,000 m3 stortmateriaal, zo’n 1,2500,000 m2 (bijvoorbeeld een strook van 500m x 2500 m) Met behulp van deze gegevens is in figuren 13 en 14 van Appendix A een gebied aangegeven waarop toekomstige karteringen geconcentreerd moeten worden.

-23-

Referenties


7 Referenties Alam, M. N., Miah, M. M. H., Chowdurry, M. I., Kamal, M., Ghose, S. and Rahman, R. (2001) Attenuation coefficients of soils and some building materials of Bangladesh in the energy range 276-1332 keV. Applied Radiation and Isotopes, 54, pp. 973-976 Burrough, P. A. (1986) Principles of geographical information systems for land resources assesment. Oxford Science Publications. 1985. De Meijer, R. J. (1998) Heavy minerals: from 'Edelstein' to Einstein. Journal of Geochemical Exploration, 62(1-3), pp. 81-103 Debertin, K. and Helmer, R. G. (1988) Gamma and x-ray spectrometry with semiconductor detectors. Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam. 399 pp, ISBN: 0444871071. Dunsbergen, D. W. (2001) Programmaplan Kust2005. Deel 1: Productomschrijving voor het jaar 2001. RIKZ, onderafdeling OSFM, Den Haag; Report : RIKZ/OS/2001.106X. Evans, R. D. (1969) The atomic nucleus. McGraw-Hill, New York, Israël, C. G. (2001) Kust 2005 - Definitiestudie Westerscheldemond. RIKZ, den Haag; Report : 2001.102x. Koomans, R. L. (2000) Sand in motion: effects of density and grain size. Phd thesis, RUG, Groningen. Koomans, R. L., Limburg, J. and de Meijer, B. A. (2001) Grain size variations in the river Rhine: data report and analysis. Medusa Explorations BV, Groningen; Report 2001-P-001. NEN5623. (1991) Dutch Normative, Radioactivity measurements- Determination of the activity of gamma-ray emitting nuclides in a sample using semi-conductor spectrometry (in Dutch). Thummerer, S. and Jacob, P. (1998) Determination of depth distributions of natural radionuclides with in situ gamma-ray spetrometry. Nuclear instruments and methods in physics research A, 416, pp. 161-178 Tönis, R. (2001) T0 metingen Oostgat m.b.v. Medusa. Medusa Explorations BV, Groningen; Report : 2000-P-008. Van der Graaf, E. R. and ten Have, R. (2001) Bepaling van de radioactiviteit in 13 sedimentmonsters en in een glauconietmonster (datarapport). NGD/ KVI, Groningen; Report S82. Venema, L. B., Limburg, J., de Meijer, R. J., van Os, B., Gieske, J. M. J. and van Wijngaarden, M. (2000) Radiometric characterisation of 'Haringvliet' sediment. NGD/KVI, Groningen; Report Z-99. Cressie, N. A. C. (1991), Statistics for Spatial Data, John Wiley and Sons, Inc., New York.

-24-

Appendix A

Appendix A: Figuren


Appendix A figuur 1: Activiteitsconcentraties van K in sedimentmonsters en MEDUSA metingen................................................................................. 26

Appendix A figuur 2: Activiteitsconcentraties van U in sedimentmonsters en MEDUSA metingen. ............................................................................... 27

Appendix A figuur 3: Activiteitsconcentraties van Th in sedimentmonsters en MEDUSA metingen............................................................................... 28

Appendix A figuur 4: Verhouding van de activiteitsconcentraties van U en Th in sedimentmonsters en MEDUSA metingen......................................... 29

Appendix A figuur 5: Onzekerheden na interpolatie in de minerale fractie < 16µm. ..................................................................................................... 30

Appendix A figuur 6: Onzekerheden na interpolatie in de D70. ................................................................................................................................... 31

Appendix A figuur 7: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters als functie van de activiteitsconcentratie van 40K.............. 32

Appendix A figuur 8: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters als functie van de activiteitsconcentratie van 40K.............. 33

Appendix A figuur 9: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters als functie van de activiteitsconcentratie van 238U. .......... 34

Appendix A figuur 10: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters als functie van de activiteitsconcentratie van 238U. ......... 35

Appendix A figuur 11: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters als functie van de activiteitsconcentratie van 232Th......... 36

Appendix A figuur 12: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters als functie van de activiteitsconcentratie van 232Th......... 37

Appendix A figuur 13: Kaart van de D70 verdeling in het gebied rondom de stort met omlijning van het aanbevolen surveygebied. ............................ 38

Appendix A figuur 14: Kaart van de minerale fractie <16 µm rondom de geplande stortlocatie met omlijning van het aanbevolen surveygebied.......... 39

25

Appendix A

398000

397000

396000

395000

394000

393000

392000

391000

390000

389000

388000

387000

386000

385000

384000 18000

MP11 MP10 MP9

MP12

20000

MP7

21000

MP6

MP8 Westkapelle

19000

MP5

22000

23000

MP4

26000

MP2

Dishoek

MP13

25000

MP3

24000

X (RD; m)

MP1

28000

30000

Vlissingen

29000

31000


27000

26

32000

Appendix A figuur 1: Activiteitsconcentraties van K in sedimentmonsters en MEDUSA metingen.

Y (RD; m)

K concentratie (Bq/kg)

400

350

300

250

200

150

100

Medusa meting

1000

2000

100 175 225 275 325

to to to to to

175 225 275 325 400

4000

Sediment monsters

3000

K2005*WSmond Februari 2001

0

Appendix A

398000

397000

396000

395000

394000

393000

392000

391000

390000

389000

388000

387000

386000

385000

384000 18000

MP11 MP10 MP9

MP12

20000

MP7

21000

MP6

MP8 Westkapelle

19000

MP5

22000

23000

MP4

26000

MP2

Dishoek

MP13

25000

MP3

24000

X (RD; m)

MP1

28000

30000

Vlissingen

29000

31000


27000

27

32000

Appendix A figuur 2: Activiteitsconcentraties van U in sedimentmonsters en MEDUSA metingen.

Y (RD; m)

U concentratie (Bq/kg)

20

15

10

5

0

Medusa meting

1000

2000

0 to 5 5 to 7.5 7.5 to 12.5 12.5 to 15 15 to 20

4000

Sediment monsters

3000


0

Appendix A

398000

397000

396000

395000

394000

393000

392000

391000

390000

389000

388000

387000

386000

385000

384000 18000

MP11 MP10 MP9

MP12

20000

MP7

21000

MP6

MP8 Westkapelle

19000

MP5

22000

23000

MP4

26000

MP2

Dishoek

MP13

25000

MP3

24000

X (RD; m)

MP1

28000

30000

Vlissingen

29000

31000


27000

28

32000

Appendix A figuur 3: Activiteitsconcentraties van Th in sedimentmonsters en MEDUSA metingen.

Y (RD; m)

2000

0 to 5 5 to 7.5 7.5 to 12.5 12.5 to 15 15 to 20

3000

4000

Sediment monsters

Th concentratie (Bq/kg)

20

15

10

5

0

Medusa meting

1000


0

Appendix A

398000

397000

396000

395000

394000

393000

392000

391000

390000

389000

388000

387000

386000

385000

384000 18000

MP11 MP10 MP9

MP12

20000

MP7

21000

MP6

MP8 Westkapelle

19000

MP5

22000

23000

MP4

26000

MP2

Dishoek

MP13

25000

MP3

24000

X (RD; m)

MP1

28000

30000

Vlissingen

29000

31000


27000

29

32000

2000

3000

0 to 0.5 0.5 to 3 3 to 10

4000

Sediment monsters

U/Th verhouding

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Medusa meting

1000


0

Appendix A figuur 4: Verhouding van de activiteitsconcentraties van U en Th in sedimentmonsters en MEDUSA metingen.

Y (RD; m)

Appendix A

394000

393000

392000

391000

390000

389000

388000

387000

386000

385000

384000 18000

19000

20000

21000

22000

23000

27000

28000

29000

30000

Vlissingen


26000

Dishoek

25000

X (RD; m)

24000

30

Appendix A figuur 5: Onzekerheden na interpolatie in de minerale fractie < 16µm.

Y (RD; m)

31000

2000

3000

4000

Onzekerheden minerale fractie < 16 µ m (in %, absoluut) 9.5 9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 5.5

Medusa meting

1000


0

Appendix A

394000

393000

392000

391000

390000

389000

388000

387000

386000

385000

384000 18000

19000

20000

21000

22000

23000

27000

31

28000

29000

30000

Vlissingen


26000

Dishoek

25000

X (RD; m)

24000

Appendix A figuur 6: Onzekerheden na interpolatie in de D70.

Y (RD; m)

31000

2000

3000

Onzekerheden D70 (µ m)

65

60

55

50

45

40

Medusa meting

1000


0

4000

10 8 6 4 2 0 100

200

300

Activiteitsconcentratie K (Bqkg-1 )

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0

100

200

300


350 300 250 200 150 100

200

300

120 80 40 0

100

200

300

400

100

200

300

400

120

160

200

240

Activiteitsconcentratie K (Bqkg-1)

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

Modus 2 minerale fractie >16µm

400


160

400

450

0

200

400

Kurtosis minerale fractie >16 µ m

Skewness minerale fractie >16µ m

0



Sortering minerale fractie >16µ m

16-53 µ m minerale fractie>16µm

Appendix A


0.8 0.7 0.6 0.5 0.4

400

80


Appendix A figuur 7: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters 40 als functie van de activiteitsconcentratie van K.

32

Appendix A

MEDUSA Explorations BV 25 Minerale delen <16 µm

24

Zoutoplosbaar

20 16 12 8

20 15 10 5

4

0 100

200

300


400

0

100

300

90

250

80

200

D10

Minerale delen 16-2000 µm

0

70

100

50

50 100

200

300


400

0

400

300

400

100

200

300

400

100

200

300

400

100

200

300

400


500

350

400 D50

300 D30

200

150

60

0

100


250 200

300 200

150 100

100 0

100

200

300


400

0

500


700 600

D70

D90

400

300

500 400 300

200

200 0

100

200

300


400

0


Appendix A figuur 8: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters 40 als functie van de activiteitsconcentratie van K.

33

Appendix A


Sortering minerale fractie >16µm

16-53 µm minerale fractie

10 8 6 4 2 0 20

30

120

1.2 1 0.8 0.6 10

20

30

Activiteitsconcentratie U (Bqkg-1 )

0

350 300 250 200 150 10

20

30

40

10

20

30

40

10

20

30

40


3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

Modus 2 minerale fractie >16 µ m

400


40

40

450

0

80

40

1.4

0


10


160

Kurtosis minerale fractie >16µm

Skewness minerale fractie >16 µm

0

200


0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 5

10

15

20

25

30


Appendix A figuur 9: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters 238 als functie van de activiteitsconcentratie van U.

34

35

Appendix A

MEDUSA Explorations BV 25 Minerale delen <16 µ m

24

Zoutoplosbaar

20 16 12 8

20 15 10 5

4

0 10

20

30


40

0

100

300

90

250

80

200

D10


0

70

100

50

50 10

20

30


40

0

30

40

10

20

30

40

10

20

30

40

10

20

30

40


500

400 350

400 D50

300 D30

20

150

60

0

10


250 200

300 200

150 100

100 0

10

20

30


40

0

500


700 600

D70

D90

400

300

500 400 300

200

200 0

10

20

30


40

0


Appendix A figuur 10: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters 238 als functie van de activiteitsconcentratie van U.

35

Appendix A


Sortering minerale fractie >16 µm

16-53 µ m minerale fractie

10 8 6 4 2 0 10

15

20 -1 Activiteitsconcentratie Th (Bqkg )

120

1.2 1 0.8 0.6 5

10

15

20

Activiteitsconcentratie Th (Bqkg-1 )

0

350 300 250 200 150 5

10

15

20

25

5

10

15

20 -1 Activiteitsconcentratie Th (Bqkg )

5

10

15

2.5 2 1.5 1 0.5 20


25

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 2

4

6

8


Appendix A figuur 11: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters 232 als functie van de activiteitsconcentratie van Th.

36

25

3

0

Modus 2 minerale fractie >16µ m

400


40

25

450

0

80

25

1.4

0

Modus 1 minerale fractie >16µ m

5

160

Kurtosis minerale fractie >16µ m

Skewness minerale fractie >16 µm

0

200

10

Appendix A

MEDUSA Explorations BV 25 Minerale delen <16 µm

24

Zoutoplosbaar

20 16 12 8

20 15 10 5

4

0 5

10

15

20


25

0

100

300

90

250

80

200

D10


0

70

100

50

50 5

10

15

20


25

0

15

20

25

5

10

15

20

25

5

10

15

20

25

5

10

15

20

25


500

400 350

400 D50

300 D30

10

150

60

0

5


250 200

300 200

150 100

100 0

5

10

15

20


25

0

500


700 600

D70

D90

400

300

500 400 300

200

200 0

5

10

15

20


25

0


Appendix A figuur 12: Verschillende sedimentologische parameters van sedimentmonsters 232 als functie van de activiteitsconcentratie van Th.

37

Appendix A

391000

390500

390000

389500

389000

388500

388000

387500

387000

386500

386000

385500

385000 23000

23500

24000

24500

25500

Dishoek

25000

X (RD; m)

26500

27000


26000

38

D70 (µ m)

400

350

300

250

200

150

Interpolatie

250

500

750 1000


0

Appendix A figuur 13: Kaart van de D70 verdeling in het gebied rondom de stort met omlijning van het aanbevolen surveygebied.

Y (RD; m)

Appendix A

391000

390500

390000

389500

389000

388500

388000

387500

387000

386500

386000

385500

385000 23000

23500

24000

24500

25500

Dishoek

25000

X (RD; m)

26500

27000


26000

39

Puntmetingen

Minerale delen < 16µ m

25

20

15

10

5

0

Interpolatie

250

500

750 1000


0

Appendix A figuur 14: Kaart van de minerale fractie <16 µm rondom de geplande stortlocatie met omlijning van het aanbevolen surveygebied.

Y (RD; m)

Appendix B


Appendix B: Detailkaarten sediment samenstelling Appendix B figuur 1: D70 (µm) in het surveygebied (inzet: D70 sedimentmonsters). Appendix B figuur 2: Percentage minerale delen <16 µm. Appendix B figuur 3: Geluidsintensiteit (in procenten van het maximale geluidsniveau).

40

Sedimentverdeling in het Oostgat

Recommend Documents