Toetsing robuustheid Brielse Meer voor zoetwatervoorziening. Fase 2: definitieve toetsing

Toetsing robuustheid Brielse Meer voor zoetwatervoorziening Fase 2: definitieve toetsing

Toetsing robuustheid Brielse Meer voor zoetwatervoorziening Fase 2: definitieve toetsing

Ies de Vries

1209018-000 1207694-007

© Deltares, 2014, B

Deltares Titel

Toetsing robuustheid Brielse Meer voor zoetwatervoorziening Opdrachtgever

Project

Kenmerk

Pagina's

Rijkswaterstaat Water, Verkeer en Leefomgeving Locatie Lelystad DP zoetwater DP ZWdelta Evides

1209018-000

1209018-000-VEB-0004

60

Trefwoorden Brielse Meer, Bernisse, Inlaatsluis Spijkenisse, Spui, Oude Maas, zoetwatervoorziening, buffercapaciteit, verzilting Samenvatting Het Brielse Meer is een dynamische, op flux gebaseerde zoetwatervoorziening met een grote aanvoercapaciteit vanuit het Spui, die intensief wordt gebruikt voor regionale watervoorziening en industriewatervoorziening. Door het intensieve gebruik is de buffercapaciteit bij een gesloten Bernisse-inlaat erg klein, namelijk niet meer dan enkele dagen voor het gecombineerde watergebruik. Alleen bij reservering van de buffer voor één gebruiker is er een buffervoorraad voor één tot enkele weken. Het Brielse Meer is een kwalitatief hoogwaardige watervoorziening doordat de interne verzilting door zoute kwel verwaarloosbaar is. De Bernisse-inlaat is wel gevoelig voor externe verzilting, door achterwaartse verzilting vanuit de Noordzee, door nalevering van verzilt water vanuit een opgeladen Haringvliet, door langdurig lage rivierafvoeren waardoor de chloriniteit van het rivierwater steeds verder oploopt, en door zoutlekkage vanuit een toekomstig mogelijk zout Volkerak-Zoommeer. Deze vormen van verzilting komen alle (bijna) uitsluitend voor in najaar en winter, en vormen dus geen bedreiging voor regionale watervoorziening. Door klimaatverandering zal de externe verzilting toenemen. Volgens berekeningen met het deltamodel geeft dit pas echt problemen in het zichtjaar 2100 in scenario W+. Tot 2050 blijven de problemen (namelijk frequentere en langere inlaatstops) ook in dit scenario beperkt tot extreem droge jaren met een kans van voorkomen van 1%. Er zijn meerdere mogelijkheden voor optimalisatie van de watervoorziening vanuit het Brielse Meer. Bij langdurige verzilting van de Bernisse-inlaat vanuit het Haringvliet kan de waterinlaat plaatsvinden vanuit de Oude Maas via de Inlaatsluis Spijkenisse en het Voedingskanaal. De buffercapaciteit kan beter worden benut door een sturingsprotocol en automatisering van de polderinlaten. Verdubbeling van de buffercapaciteit is mogelijk door meer peilvariatie, maar die capaciteit blijft te klein voor langdurige inlaatstops. Door tijdelijke normversoepeling kunnen langdurige inlaatstops bij geringe externe verzilting worden voorkómen. De kosten van beheeroptimalisatie worden geschat op 2-6 miljoen euro (bij de huidige buffercapaciteit respectievelijk verdubbeling van de buffercapaciteit). Alternatieve aanvoer met beperkte capaciteit is mogelijk door de aanvoer van drinkwater vanaf de Beerenplaat of door de benutting van Biesboschwater via spaarbekken Beerenplaat. Kosten: tientallen miljoenen euro's tot meer dan 100 miljoen euro. Aanbevolen wordt om (1) Waterinlaat via de Inlaatsluis Spijkenisse, (2) Beheeroptimalisatie binnen de huidige peilmarges en (3) Levering van drinkwater aan industriële gebruikers te programmeren in het adaptatiepad van het deltaprogramma Zoetwater'. Versie Datum nov.2013 feb.2014

Auteur les de Vries les de Vries

Status

definitief

Toetsing robuustheid Brie/se Meer voor zoetwatervoorziening

Paraaf Goedkeurin Rinus Vis Rinus Vis

1209018-000-VEB-0004, 14 februari 2014, definitief

Inhoud 1 Inleiding 1.1 Achtergrond en onderzoeksvragen 1.2 Leeswijzer

1 1 1

2 Zoetwaterbeschikbaarheid en -vraag van het BBM 2.1 Systeembeschrijving 2.2 Waterbalans 2.3 Regionale wateraanvoer naar het beheergebied van WSHD 2.4 Wateraanvoer naar Delfland 2.5 Industriële wateronttrekking 2.6 Spuisluis Rozenburg 2.7 Gecombineerde watervraag en waterbalans 2.8 Buffercapaciteit

3 3 4 7 8 9 10 11 11

3 Verzilting 3.1 Interne verzilting 3.2 Externe verzilting 3.3 Gemeten debieten en chloriniteit in Rijn en Maas 3.4 Chloriniteit en geleidbaarheid 3.5 Verschijningsvormen van externe verzilting 3.6 Externe verziltingcasus 2003 3.7 Externe verziltingscasus 2005-2006 3.8 Externe verziltingscasus 2011 3.9 Sint Nicolaasstorm 2013 3.9.1 Effecten verzilting door Sint Nicolaasstorm in het Brielse Meer 3.10 Synthese casuïstiek externe verzilting 3.11 Modelonderzoek: verificatiesom 2003 en effect zoutlekkage vanuit een zout VZM 3.12 Modelonderzoek: invloed van klimaatverandering

15 15 16 17 19 21 25 27 28 31 33 34 35 37

4 Invloeden bellenpluim en verdieping Nieuwe Waterweg 4.1 Ten geleide 4.2 Effect van bellenpluim Nieuwe Waterweg op verzilting Spui / Bernisse-inlaat 4.3 Invloed verdieping Nieuwe Waterweg op verzilting Spui / Bernisse-inlaat

41 41 41 42

5 Mogelijkheden voor optimalisatie 5.1 Waterinlaat via de Inlaatsluis Spijkenisse tijdens type 2 verzilting 5.2 Optimalisatie van het beheer van het BBM systeem door WSHD 5.3 Gebruik van het drinkwater- / ruwwatersysteem van Evides 5.4 Wateraanvoer naar het Brielse Meer via de Brielse-Meerleiding 5.5 Grootschalige alternatieve aanvoer 5.6 Adaptatiepad

43 43 44 45 46 46 46

6 Conclusies

47

7 Referenties

51

Toetsing robuustheid Brielse Meer voor zoetwatervoorziening

i


Bijlage(n) A Optimalisatie van het beheer van het Brielse Meer A.1 Huidige situatie A.2 De maatregel A.3 Kostenraming

53 53 53 57

B Gebruik van drinkwater- / ruwwatersysteem van Evides B.1 Inleiding B.2 Vraagstelling B.3 Korte toelichting ruwwater- en drinkwatersysteem Evides B.4 Overzichtstabel B.5 Conclusie

59 59 59 59 60 60

ii



Inleiding 1.1

Achtergrond en onderzoeksvragen Dit rapport betreft de tweede fase van de robuustheidstoetsing van het Bernisse- BrielseMeersysteem, BBM (of kortweg: Brielse Meer) voor de zoetwatervoorziening van (1) VoornePutten, (2) Delfland via de Brielse-Meerleiding en (3) de industrie in het Rijnmondgebied. Het onderzoek is uitgevoerd in opdracht van RWS-WVL namens DP Zoetwater (zaaknummer 31087156), Alterra namens DP ZWdelta en het waterbedrijf Evides. Dit definitieve rapport vervangt het rapport van fase 1 (de quick scan) en geeft antwoord op de volgende vragen uit de opdrachtomschrijving: 1 Wat is de maximale watervraag van de verschillende gebruikers van het BBM en wat zijn de periodes en de omstandigheden waaronder deze piekvraag, al dan niet gecombineerd, optreedt? 2 Welke toekomstige ontwikkelingen zijn te verwachten met betrekking tot de watervraag vanuit het BBM en hoe verhoudt zich dat tot het aanbod? 3 Wat is de mogelijke onderschatting van de verzilting ten gevolge van langdurig lage rivierafvoeren en daarbij gaandeweg oplopend chloridegehalte van het rivierwater, in combinatie met (1) na-ijlen van hoge piekwaarden, (2) effect van een mogelijk zout Volkerak-Zoommeer en (3) verdieping van de Nieuwe Waterweg? 4 In hoeverre is op dit moment al sprake van inname van water met een zoutgehalte hoger dan 150 mg/l? 5 Wat zijn de gevolgen van eventueel (langdurig) inlaten van water met een licht verhoogd zoutgehalte als gevolg van normversoepeling? 6 Wat zijn de effecten van een bellenpluim in de Nieuwe Waterweg op de robuustheid van het innamepunt Bernisse? 7 Welke optimalisaties zijn kansrijk? Werk deze zo concreet mogelijk uit. 8 Welke kosten zijn globaal gemoeid met de verschillende optimalisaties?

1.2

Leeswijzer Op basis van bestaande informatie zijn beschikbaarheid en vraag van zoetwater in beeld gebracht, en is de buffercapaciteit van het BBM gekwantificeerd (hoofdstuk 2). De verzilting, met name de externe verzilting in het Spui bij de Bernisse-inlaat, wordt aan de hand van 4 casussen empirisch beschreven voor de huidige situatie en op basis van modelberekeningen voor de zichtjaren 2050 en 2100 onder invloed van klimaatverandering (hoofdstuk 3). De invloeden van een bellenpluim in de monding van de Nieuwe Waterweg en van een mogelijke verdieping van de Nieuwe Waterweg worden besproken in hoofdstuk 4. In hoofdstuk 5 worden de opties benoemd voor optimalisatie van de zoetwatervoorziening vanuit het Brielse Meer. Hoofdstuk 6 vat de conclusies samen.


1


2 Zoetwaterbeschikbaarheid en -vraag van het BBM 2.1

Systeembeschrijving (overgenomen uit Zijl en Bogaard, 2013 en aangevuld met recente gegevens) Figuur 2.1 geeft een overzicht van het Bernisse- Brielse-Meersysteem. Dit bestaat uit de Bernisse (grofweg vanaf Inlaat Bernisse tot het splitsingspunt nabij PS Geervliet), het Voedingskanaal (vanaf de Inlaatsluis Spijkenisse tot aan de verbreding) en het Brielse Meer zelf. Deze drie onderdelen vormen samen een gesloten watersysteem, dat het BernisseBrielse-Meersysteem (BBM) wordt genoemd, maar ook wel kortweg Brielse Meer. De belangrijkste bron van water in het Brielse Meer is de Inlaat Bernisse. Hier wordt door middel van een inlaatsluis (onder vrij verval) zoet water uit het Spui ingelaten. Het spuien van overtollig water gebeurt (onder vrij verval) bij Spuisluis Rozenburg aan het andere uiteinde van het meer. Dit impliceert dat de gemiddelde stroomrichting (verversingsrichting) van Inlaat Bernisse naar het noordwesten van het Brielse Meer loopt. Langs het meer zijn er verscheidene inlaten (uitlaten vanuit het perspectief van het meer): drie pompstations en een vrij verval zinker van Evides (respectievelijk Geervliet, Veerweg, Brielse Maasdam en KPE Zinker), zoetwatergemaal Winsemius voor levering van water aan Hoogheemraadschap van Delfland en enkele inlaten naar lokale poldersystemen (waarvan Inlaat Molenhaven de belangrijkste is). Aan de oostzijde van het Voedingskanaal bevindt zich de Inlaatsluis Spijkenisse. Het Voedingskanaal biedt weliswaar een aanvoermogelijkheid vanuit de Oude Maas, maar deze sluis wordt niet meer gebruikt voor het inlaten van water. Wel wordt er circa 1 maal per week gespuid om zout dat zich door het schutten via de schutsluis (Voornse Sluis) in het oostelijk deel van het Voedingskanaal ophoopt te lozen. Het Brielse Meer wordt hydrodynamisch gezien gekarakteriseerd door het vrijwel ontbreken van natuurlijke dynamiek. Aangezien er geen directe verbinding met de zee is, is er geen getij. Een dergelijk systeem wordt ook wel zwak-dynamisch genoemd. Waterstandvariaties en stromingen in het systeem worden veroorzaakt door wind, doorspoeling en dichtheidsverschillen (veroorzaakt door verschillen in watertemperatuur en chloriniteit). In de huidige situatie is de volumegemiddelde verblijftijd van het Brielse Meer enkele weken tot een maand. Plaatselijk kan de verblijftijd aanzienlijk langer zijn. De opwarming van de bovenlaag van het meer door onder andere zoninstraling kan resulteren in temperatuurstratificatie. Door het inbrengen van relatief zout water (zouter dan aanwezig in het Brielse Meer) zou zoutstratificatie kunnen ontstaan. Het ontstaan van stratificatie door zoutgehalte- en temperatuurverschillen enerzijds en het mengen van de waterkolom door windgedreven stroming anderzijds zijn de belangrijkste hydrodynamische processen in het Brielse Meer, en de balans daartussen is cruciaal voor de waterkwaliteit bij de inlaatpunten.


3


Figuur 2.1 Overzicht van het Brielse Meer, het Voedingskanaal en de Bernisse, met de locaties van de belangrijkste in- en uitlaatpunten.

2.2

Waterbalans (verkort overgenomen uit Zijl en Bogaard, 2013 en aangevuld met recente gegevens) Het Brielse Meer is een afgesloten watersysteem. Dat wil zeggen dat het waterpeil in het meer bepaald wordt door het verschil tussen de door de mens geregelde inkomende en uitgaande debieten. Voor de jaren 2009, 2010 en 2011 is op 15-minuten basis een massabalans opgesteld voor het Brielse Meer. Het balansgebied omvat het hele BBM en heeft een oppervlakte van ca. 550 ha. Veruit het grootste ingaande debiet is afkomstig van Inlaat Bernisse. Voor de jaren 2009, 2010 en 2011 gaat het om 323 mln m 3, 517 mln m3 en 374 mln m 3. Uit deze waarden blijkt dat er grote variatie is in de jaartotalen. In Figuur 2.2 wordt een tijdreeks getoond van het debiet door Inlaat Bernisse voor de periode 2007-2012. Deze figuur maakt zichtbaar dat ook binnen de afzonderlijke jaren het inlaatdebiet sterk varieert.

4



Figuur 2.2 Debiet door Bernisse-inlaat voor de periode 2007-2012. De oorspronkelijke kwartierdebieten zijn gesommeerd tot 2192 dagdebieten. De volledige tijdserie dagdebieten (linksboven), jaargemiddelde aanvoer (rechtsboven), de dagdebieten gerangschikt van groot naar klein (linksonder) en meerjarig maandgemiddelde aanvoer (rechtsonder).

Het ingelaten volume is in de beschouwde jaren fors hoger dan in het verleden. Ter vergelijking, in het relatief droge jaar 2003 was het ingelaten volume 186 mln m 3. De toename lijkt het gevolg te zijn van het in 2004 automatiseren van Inlaat Bernisse (en de uitlaat Spuisluis Rozenburg). Waar vóór 2004 de inlaat met de hand werd bediend, en bijvoorbeeld in weekenden niet werd doorgespoeld, wordt sindsdien automatisch doorgespoeld. De belangrijkste uitgaande debieten zijn in vier groepen samen te vatten: 1 Onttrekking industrie Evides is een van de gebruikers van water uit het Brielse Meer. Dit water wordt onttrokken op de volgende locaties: • Pompstation Geervliet • Pompstation Veerweg • Pompstation Brielse- Maasdam • KPE Zinker (vrij verval zinker) De debieten hiervan zijn gemeten en aangeleverd door Evides. 2 Regionale waterinlaten 1 beheergebied Waterschap Hollandse Delta (WSHD) Van de belangrijkste inlaat (Molenhavensluis) zijn op basis van klepopeningen uitgaande debieten berekend en aangeleverd door WSHD. Directe gegevens over de andere regionale inlaten zijn niet bekend. Op basis van de oppervlakteverhouding van de aanvoergebieden en de gegevens voor Molenhavensluis is een schatting gemaakt. 3 Doorvoer naar het beheergebied van Delfland (Zoetwatergemaal Winsemius) Het zoetwatergemaal onttrekt water uit het Brielse Meer voor gebruik door Hoogheemraadschap Delfland. De gegevens zijn door Hoogheemraadschap Delfland beschikbaar gesteld. 1

INlaten naar de poldergebieden zijn UITgaande debieten vanuit het BBM


5


4

Spuisluis Rozenburg De spuisluis verzorgt het grootste uitgaande debiet. Dit debiet is door WSHD op basis van de klep- en waterstanden berekend. De debieten zijn in de periode 2009-2012 een orde groter dan in 2003. De oorzaak hiervan is dat vrijwel al het extra inlaatwater hier gespuid wordt.

Sluitfout Omdat het meerpeil over de jaren nauwelijks varieert (streefpeil NAP 0,0 m) zouden de in- en uitgaande debieten elkaar in balans moeten houden. Echter, in de hier beschouwde drie jaren is de sluitfout (het verschil tussen de ingaande en uitgaande debieten) ongeveer 10 % van het totale ingaande debiet. Dit betekent dat er in werkelijkheid meer water uit het systeem verdwijnt dan uit de beschikbare gegevens kan worden afgeleid, of dat de hoeveelheid water die het systeem binnenkomt overschat wordt. Opvallend is dat de sluitfout in alle drie jaren ongeveer 10% bedraagt, ondanks dat het totale volume sterk varieert. Dit suggereert een correlatie met het debiet door Inlaat Bernisse.

Figuur 2.3 Cirkeldiagrammen van de ingaande en uitgaande volumes voor het jaar 2011.

Ter illustratie is in Figuur 2.3 de waterbalans weergegeven voor het jaar 2011. De figuur illustreert dat het BBM systeem nagenoeg uitsluitend van water wordt voorzien via de inlaat vanuit het Spui. Meer dan de helft van het inlaatwater betreft doorspoeling en wordt aan de westkant van het meer via de Spuisluis Rozenburg geloosd op het Hartelkanaal. Tabel 2.1

Waterbalans Bernisse- Brielse-Meersysteem, gemiddeld voor de jaren 2009-2011.

jaargemiddeld m3/s cm/dag ingaand inlaat Bernisse uitgaand polderinlaten WSHD doorvoer Delfland onttrekkingen Evides spui Rozenburg totaal uitgaand sluitterm (% van inlaat Bernisse)

6

12,8

20,2

-2,1 -0,5 -1,3 -7,1 -11,0 14%

-3,4 -0,8 -2,0 -11,2 -17,3 14%



Tabel 2.1 vat de gemiddelde waterbalans voor de jaren 2009-2011 vereenvoudigd samen. De balans is in twee eenheden weergegeven: naast de gebruikelijke eenheid (m 3/s) ook in de eenheid cm/dag. Dit is de dikte van de waterschijf in het Bernisse-Brielse-Meersysteem (het natte oppervlak van Bernisse, Brielse Meer en Voedingskanaal, 550 ha). Zo is, gemiddeld over drie jaren (2009-2011) via de Bernisse-inlaat dagelijks een hoeveelheid water ingelaten (12,8 m 3/s) die overeenkomt met een waterschijf van ruim 20 cm. De sluitterm van 13-14% indiceert de mate van onnauwkeurigheid en onvolledigheid van deze vereenvoudigde balans. Deze sluitterm is de combinatie van de sluitfout in de balansen volgens Zijl en Bogaard (2013) van 10% (zie paragraaf 2.2) en de optelsom van kleine overige debieten die niet in deze vereenvoudigde balansen zijn opgenomen (samen netto 34%). De tabel illustreert het dynamische karakter van de waterbalans van het BBM. Anders gezegd, zowel de inlaat(capaciteit) als (de som van) de onttrekkingen zijn groot in verhouding tot het oppervlak en het volume van het meer: het lijkt meer op een ‘gekanaliseerde rivier’. In de volgende paragrafen worden de uitgaande debieten, de onttrekkingen door de gebruikers van het BBM, nader geanalyseerd. Dit betreft de industriële onttrekkingen (Evides), de regionale waterinlaten van WSHD en de doorvoer naar Delfland. De Rozenburgse spui is geen zelfstandige watervraag, maar het verschil tussen de aanvoer via de Bernisse Inlaat en de onttrekkingen door de gebruikers. 2.3

Regionale wateraanvoer naar het beheergebied van WSHD Het waterschap Hollandse Delta voorziet het overgrote deel van Voorne-Putten met water vanuit het Brielse Meer. Via de inlaat Molenhaven (zie Figuur 2.1) wordt water aangevoerd naar Voorne-west, en deze aanvoerdebieten zijn nauwkeurig bekend omdat het een debietgestuurde inlaat is. De inlaten naar de andere aanvoergebieden van WSHD worden niet gemeten en zijn naar rato van oppervlak geschat uit de inlaat Molenhaven. De meest recente getallen zijn2: • Aanvoergebied Molenhaven 4955 ha • Totaal aanvoergebied vanuit Brielse Meer 12452 ha De gegevens staan samengevat in Figuur 2.4. De verschillen tussen de jaren en tussen de seizoenen zijn niet erg groot: • De maximale dagaanvoer (3,8 m3/s, augustus 2009) is minder dan 2 keer zo groot als de gemiddelde aanvoer (2,0 m3/s); • De aanvoer is nagenoeg continu. Er zijn maar 11 dagen in 6 jaren (0,5% van de tijd) zonder aanvoer; • De maximale dagaanvoer komt exact overeen met 0,3 l/s/ha (er wordt niet meer ingelaten in verband met opstuwing in de inlaatwatergang; blijkbaar is deze watergang gedimensioneerd op deze aanvoernorm). Deze gelijkmatige karakteristiek van de wateraanvoer naar Voorne-Putten indiceert dat de polders van de Hollandse Delta het gehele jaar worden doorgespoeld, met extra aanvoer in de zomer voor beregening en peilbeheer.

2

email Alex de Klerk 11-11-2013


7


Figuur 2.4 Wateraanvoer naar Voorne-Putten vanuit het Brielse Meer 2007-2012. De volledige tijdserie dagdebieten (linksboven), jaargemiddelde aanvoer (rechtsboven), de dagdebieten gerangschikt van groot naar klein (linksonder) en meerjarig maandgemiddelde aanvoer (rechtsonder).

2.4

Wateraanvoer naar Delfland De wateraanvoer naar Delfland, via gemaal Winsemius (zie Figuur 2.1) en de Brielse Meer leiding, heeft een totaal andere karakteristiek dan de wateraanvoer naar Voorne-Putten. De gegevens staan samengevat in Figuur 2.5. De verschillen tussen de jaren, tussen de seizoenen, en van de dagdebieten, zijn groot: • De maximale dagaanvoer (4,45 m3/s, 11 dagen, september 2009 en mei-juni 2011) is meer dan 10 keer zo groot als de gemiddelde aanvoer (0,4 m 3/s) • De aanvoer is discontinu. Bijna driekwart van de tijd (1308 dagen in 5 jaren, 72% van de tijd) wordt helemaal geen water aangevoerd. De aanvoer naar Delfland heeft daarmee het karakter van een piekvraagvoorziening in de zomer, met een maximale aanvoer in de vroege zomer (mei-juni). Het hoogheemraadschap Delfland merkt hierbij op dat wateraanvoer plaats vindt voor verschillende doelen/functies. Het grootste deel van het debiet is voor peilhandhaving, een kleiner deel voor doorspoeling en onttrekkingen. De waterbehoefte varieert dus sterk, afhankelijk van het neerslagtekort. Het doorspoelen gebeurt niet jaarrond en is vooral gerelateerd aan de waterkwaliteit. Er wordt slechts beperkt doorgespoeld voor het tegengaan van verzilting (bij de sluizen, in specifieke perioden). Voor het beeld van de totale Delflandse watervoorziening is het wel belangrijk om te beseffen dat er nog andere ingaande (vanuit Rijnland en KWA) en uitgaande (doorvoer naar Schieland) posten zijn.3

3

email Fincent van Woerden 12-11-2013

8



Figuur 2.5 Wateraanvoer naar Delfland vanuit het Brielse Meer 2007-2011. De volledige tijdserie dagdebieten (linksboven), jaargemiddelde aanvoer (rechtsboven), de dagdebieten gerangschikt van groot naar klein (linksonder) en meerjarig maandgemiddelde aanvoer (rechtsonder).

2.5

Industriële wateronttrekking

Figuur 2.6 Wateronttrekking door Evides vanuit het Brielse Meer 2010-2013. De volledige tijdserie dagdebieten (linksboven), jaargemiddelde aanvoer (rechtsboven), de dagdebieten gerangschikt van groot naar klein (linksonder) en meerjarig maandgemiddelde aanvoer (rechtsonder).


9


De wateronttrekking door Evides voor de industrie in de Rotterdamse haven is continu en nagenoeg constant (Figuur 2.6). Verschillen, zoals de plotselinge toename in de zomer van 2011, worden veroorzaakt door structurele nieuwe of grotere onttrekkingen (in dit geval van de demiwater fabriek van Evides). De dips in oktober 2010 en oktober 2012 zijn veroorzaakt door groot onderhoud van (het koelsysteem van) de KPE fabriek.4 De huidige maximale onttrekking door Evides is 1,8 m 3/s. Deze zal naar verwachting in de nabije toekomst toenemen tot 2,5 m3/s5, en op de langere termijn tot 5 m 3/s (Deltaprogramma Zoetwater, 2012). 2.6

Spuisluis Rozenburg Via de spuisluis Rozenburg aan de westkant van het Brielse Meer (Figuur 2.1) wordt het ‘overtollige’ inlaatwater op het Hartelkanaal gespuid, waardoor tevens een aanzienlijke doorspoeling wordt bereikt. De spuidebieten zijn veel groter dan de onttrekkingen, en vertonen veel overeenkomst met de inlaatdebieten (Figuur 2.7): • Een grote continue variatie tussen de dagdebieten. • Grote variatie tussen de jaren, de jaargemiddelden verschillen meer dan een factor 2. • Kleine seizoensgemiddelde verschillen; in de winter wordt gemiddeld zelfs meer gespuid/doorgespoeld dan in de zomer, doordat in de zomer de regionale onttrekkingen groter zijn.

Figuur 2.7 Spui vanuit het Brielse Meer 2007-2012. De oorspronkelijke kwartierdebieten zijn gesommeerd tot 2192 dagdebieten. De volledige tijdserie dagdebieten (linksboven), jaargemiddelde spui (rechtsboven), de dagdebieten gerangschikt van groot naar klein (linksonder) en meerjarig maandgemiddelde spui (rechtsonder).

4 5

emails Anneke Abrahamse 11-11-2013 en 12-11-2013 mondelinge mededeling Anneke Abrahamse 30-10-2013

10



2.7

Gecombineerde watervraag en waterbalans Figuur 2.8 (grafiek linksboven) toont de gecombineerde watervraag van de drie gebruikers van het BBM in relatie tot de Bernisse Inlaat. De maximale gemeten gecombineerde watervraag is ruim 8 m3/s (eind mei-begin juni 2011, maximum 8,4 m3/s); de gemiddelde Bernisse Inlaat op die dagen was ruim 13 m 3/s. In de andere zomermaanden, en ook in de andere jaren, was de gecombineerde watervraag veel lager. In de winter, wanneer er geen doorvoer naar Delfland is, is de gecombineerde watervraag van WSHD en Evides nagenoeg constant en niet groter dan 3,5 m 3/s (grafiek linksonder). De twee grafieken laten zien dat de inlaat bijna altijd (veel) groter is dan de onttrekkingen door de drie gebruikers. De balans of sluitterm (Bernisse inlaat minus spui Rozenburg en onttrekkingen, oranje lijn in de grafiek rechtsboven) vertoont tot juli 2011 grote afwijkingen. De gemiddelde sluitterm in de periode januari 2010 – juli 2011 is 2,3 m3/s, dit is bijna 15% van de inlaat. Met andere woorden: in deze periode is volgens de beschikbare gegevens gemiddeld 15% meer water ingelaten dan onttrokken en gespuid, wat uiteraard onmogelijk is. De sluitterm is vooral gecorreleerd met de Bernisse inlaat (grafiek rechtsonder). Deze bevinding komt overeen met paragraaf 2.2, Tabel 2.1. Vanaf juli 2011 komen geen grote afwijkingen meer voor, en is de gemiddelde sluitterm nagenoeg 0 (0,1 m 3/s, 0,6% van de inlaat). De dagelijkse sluitterm is sindsdien enkele m 3/s, overeenkomend met een peilvariatie van 2-8 cm, en weerspiegelt de bufferende werking van het Brielse Meer binnen de huidige peilmarges (zie paragraaf 2.8).

Figuur 2.8 Bernisse inlaat en onttrekkingen door WSHD, Delfland en Evides 2010-2012 (linksboven), Bernisse inlaat, som van de uitgaande debieten inclusief spui en de balans (rechtsboven), dagdebieten gerangschikt van groot naar klein gecombineerd onttrekkingsdebiet (linksonder) en de correlatie van de balans (sluitterm) met de Bernisse inlaat (rechtsonder).

2.8

Buffercapaciteit De eigenschappen van de onttrekkingen bepalen de buffercapaciteit van het BBM: hoe lang kan aan de watervraag worden voldaan wanneer er (door externe verzilting, zie hoofdstuk 3.2) geen water wordt ingelaten. De andere bepalende factor is de toegestane peilvariatie: Toetsing robuustheid Brielse Meer voor zoetwatervoorziening

11


hoe hoog kan het waterpeil worden opgezet en/of hoe laag mag het waterpeil uitzakken; dit bepaalt de dikte van de beschikbare waterschijf (de statische voorraad). De maximaal toegestane peilvariatie staat als volgt omschreven in het peilbesluit (De Brielse Dijkring, 2004): ‘Samenvattend blijkt uit de vorige paragrafen dat het wenselijk is voor de Zoetwaterboezem het waterpeil in principe op NAP +0,00 m te handhaven. Wel is het wenselijk de mogelijkheid te hebben om voor een korte periode het waterpeil te kunnen verlagen tot maximaal NAP –0,40 m. Het voorstel is dan ook om het peil van NAP +0,00 m op de Zoetwaterboezem te handhaven en alleen indien noodzakelijk het peil tijdelijk te verlagen.’ Overigens is de peilverlaging tot NAP -40 cm primair bedoeld als waterbergingsruimte voor calamiteuze spui vanuit het kanaal door Voorne (De Brielse Dijkring, 2004): ‘Het Kanaal door Voorne wordt door een dam van het Scheepvaart- en Voedingskanaal gescheiden. In de dam zit een spuisluis met een aantal kokers en schuiven, die in het geval van calamiteiten (b.v. niet toereikend zijn van de gemaalcapaciteit in Hellevoetsluis) ingezet kunnen worden om water te lozen op de Zoetwaterboezem. Indien een dergelijke situatie zich voordoet is het noodzakelijk het peil op het Brielse Meer tijdelijk te verlagen tot ongeveer NAP -0,40 m om het water van het Kanaal door Voorne op de Zoetwaterboezem te kunnen lozen. In het algemeen geldt dat het wenselijk is om bij extreme neerslag het peil tijdelijk te kunnen verlagen met 10 cm om de afvoergolf te kunnen verwerken.’ Het waterschap WSHD voegt daar aan toe dat wat betreft de marge in de peilen het peilbesluit inderdaad ruimte geeft voor een flinke verlaging. Deze is echter vooral gericht op calamiteuze omstandigheden en het één maal per jaar uitvoeren van onderhoud (circa 20 cm peilverlaging). De peilverlaging wordt dan vooraf aangekondigd en alle belanghebbenden worden van te voren aangeschreven. Voor de huidige situatie kan niet zonder meer uitgegaan worden van een marge van 40 cm. Onder normale omstandigheden zijn de beheermarges + en – 10 cm en is er dus een waterschijf van maximaal 20 cm beschikbaar. Wel kan met geringe aanpassingen (bijv. het aanbrengen van drijvende steigers) in de toekomst worden overgegaan naar een peilbeheer waarbij er circa 40 cm gebufferd zou kunnen worden. De haalbaarheid en benodigde aanpassingen vragen nog wel nader onderzoek.6 Tabel 2.2

De buffercapaciteit van het BBM (in dagen) bij een peilvariatie en dus beschikbare waterschijf van 20 of

40 cm, en bij een maximale watervraag. 7 huidige piekvraag piekvraag waterschijf (cm) m3/s cm/dag 20 40 buffer (dagen) wateronttrekking polderinlaten WSHD 3,9 6,1 3,3 6,5 doorvoer naar Delfland 4,5 7,1 2,8 5,7 onttrekkingen door Evides 1,8 2,8 7,1 14,1 totaal

10,2

16,0

1,2

2,5

toekomstige piekvraag piekvraag waterschijf (cm) m 3/s cm/dag 20 40 buffer (dagen) 3,9 4 2,5

6,1 6,3 3,9

3,3 3,2 5,1

6,5 6,4 10,2

10,4

16,3

1,2

2,4

6

email Alex de Klerk d.d. 15-07-2013

7

De in deze tabel vermelde toekomstige piekvraag betreft de nabije toekomst. Voor de verdere toekomst wordt een mogelijke toename voorzien van de doorvoer naar Delfland tot 6 m3/s en een toename van de onttrekkingen door Evides tot 5 m3/s (Deltaprogramma Zoetwater, 2012)

12



Tabel 2.2 geeft de buffercapaciteit (in dagen) voor de maximale afzonderlijke onttrekkingen en voor de maximale gecombineerde watervraag bij een beschikbare waterschijf (= statische voorraad) van 20 cm respectievelijk 40 cm. Onderscheid wordt gemaakt naar huidige piekvraag en mogelijke toekomstige piekvraag. De buffercapaciteit van het BBM blijkt heel klein te zijn. Met de onder normale omstandigheden beschikbare waterschijf van 20 cm kan bij een gesloten Bernisse-inlaat slechts gedurende 1,2 dag aan de maximale gecombineerde watervraag worden voldaan. Alleen met een regionale inlaatstop (geen polderinlaten WSHD, geen doorvoer naar Delfland), dus reservering van de buffer voor uitsluitend industrieel gebruik, is er een ‘bruikbare’ buffervoorraad voor 7 dagen. Verdubbeling van de beschikbare waterschijf tot 40 cm geeft uiteraard ook een verdubbeling van de bufferperiode tot 14 dagen voor uitsluitend industrieel gebruik. Met de voorziene toename van de industriële onttrekkingen tot 2,5 m 3/s neemt de bufferperiode bij een beschikbare waterschijf van 40 cm af tot 10 dagen. Tabel 2.3 vergelijkt de eigenschappen van het BBM als zoetwatervoorraad met de (andere) belangrijke Nederlandse zoetwatervoorraden. De getallen voor het IJsselmeer zijn ontleend aan de Vries (2013) en die voor het Volkerak- Zoommeer (VZM) aan de Vries et al. (2012). De maximale watervraag (piekvraag) betreft uitsluitend de watervraag van gebruiksfuncties, en niet de watervraag van eventueel noodzakelijke doorspoeling. Tabel 2.3

Vergelijking van de buffercapaciteit van de zoetwatervoorraden BBM, IJsselmeer en VolkerakZoommeer. aanvoer m3/s cm/dag

Bernisse-Brielse Meer inlaatcapaciteit vanuit Spui IJsselmeer jaargemiddeld IJsseldebiet Volkerak-Zoommeer inlaatcapaciteit vanuit H.Diep

23

36,1

400

3,1

50

7,1

waterschijf = buffer piekvraag waterschijf voorraad vultijd capaciteit m 3/s cm/dag cm Mm3 dagen dagen 10 16,0 20 1 1,2 0,6 180 1,4 40 440 28,3 12,7 5 0,7 30 18 42,1 4,2

De verschillen zijn evident. Het BBM is in vergelijking met IJsselmeer en VZM een kleine, en heel intensief gebruikte watervoorraad. De maximale gecombineerde wateronttrekking voor landbouw en industrie is gelijk aan een waterschijf van 16 cm/dag, tegen 1,4 cm/dag voor het IJsselmeer en minder dan 1 cm/dag voor het VZM. Daar staat voor het BBM een nog grotere inlaatcapaciteit tegenover: met de Bernisse-inlaat kan in 0,6 dag een waterschijf van 20 cm worden ingelaten. Deze ‘buffervultijd’ is 13 dagen voor het IJsselmeer en ruim 4 dagen voor het VZM. Maar met een inlaatstop gaat het snel mis in het BBM: de kleine statische watervoorraad is na ruim 1 dag uitgeput, tegenover 28 dagen voor het IJsselmeer en 42 dagen voor het VZM8. De drie watervoorraden kunnen samengevat als volgt worden gekarakteriseerd: • BBM: een op 'flux' gebaseerde, intensief gebruikte zoetwatervoorraad met geringe buffercapaciteit: sterk aanvoerafhankelijk, • IJsselmeer: een robuuste goed gebruikte zoetwatervoorraad met een grote buffercapaciteit: weinig aanvoerafhankelijk, • VZM: een op 'flux' gebaseerde, onderbenutte zoetwatervoorraad met een buffercapaciteit die wordt beperkt door zoutlekkage: aanvoerafhankelijk. 8

De buffercapaciteit van het VZM wordt beperkt door de zoutlekkage van de Krammersluizen waardoor intensieve doorspoeling noodzakelijk is.


13


3 Verzilting 3.1

Interne verzilting (overgenomen uit Zijl en Bogaard, 2013 en aangevuld met recente gegevens) Inschatting zoutbelasting door kwel De jaargemiddelde zoutvracht door kwel, inclusief onderverdeling in chlorideconcentratie en kwelvolume, is bepaald op basis van modelresultaten van een 3D dichtheidsafhankelijk grondwatermodel (PZH model: Regionaal model Zuid-Holland; referenties in Zijl en Bogaard, 2013). Dit bestaande grondwatermodel is oorspronkelijk ontwikkeld om de effecten van klimaatverandering en zeespiegelstijging op de interne verzilting in het Nederlandse kustgebied te kwantificeren. Het grondwatermodel dat gebruikt is om de zoutvracht door kwel te bepalen heeft een horizontale celgrootte van 250 m bij 250 m en een verticale laagdikte van 5 m. Met deze grove resolutie moet er rekening mee gehouden worden dat lokale processen, hoewel in de berekening meegenomen, minder nauwkeurig gerepresenteerd worden. Dit geldt ook voor kwel vanuit het Hartelkanaal. Indien een nauwkeuriger inschatting van de zoutvracht door kwel gewenst is, wordt aanbevolen een gedetailleerder grondwatermodel te gebruiken. In Figuur 3.1 wordt de ruimtelijke verdeling van respectievelijk het kwel- en infiltratiedebiet getoond. Binnen de contour van het Brielse Meer overheerst de blauwe kleur: er is meer infiltratie dan kwel. Alleen in de noordwesthoek van het meer is er sprake van kwel. Om tot een schatting van de zoutbelasting op het Brielse Meer te komen zijn de waarden van zowel zoutvracht als kweldebiet in de rekencellen die in het Brielse Meer gebied vallen opgeteld. De gemiddelde concentratie in dit gebied is ook berekend op basis van deze modelresultaten. Dit resulteert in een jaarlijkse zoutvracht van 0,43 miljoen kg, het product van een kwelvolume van 0,72 miljoen m 3 en een gemiddelde chlorideconcentratie in het kwelwater van 594 mg/l.

Figuur 3.1 Kwel en infiltratie op -7.5m t.o.v. NAP in mm/d.

Dit zijn kleine getallen ten opzichte van het debiet en de zoutvracht van de Bernisse-inlaat (378 miljoen m 3 per jaar en 38 miljoen kg chloride per jaar): respectievelijk 2‰ en 1,1%. Uit deze vergelijking kan worden opgemaakt dat in de huidige situatie de bijdrage van zoute kwel aan de totale zoutvracht beperkt is (1-2 % van de zoutvracht door de Bernisse).


15


Om de invloed van interne verzilting op de chlorideconcentratie in het Brielse Meer te onderzoeken is naast de berekening van de historische situatie een modelberekening gemaakt zonder zoutbelasting door kwel. Uit de resultaten blijkt dat de grootste invloed van zoute kwel is te vinden in het noordwestelijk deel van het Brielse Meer. Ter plaatse van pompstation Brielse Maasdam zorgt zoute kwel voor een verhoging van het gemiddelde chloridegehalte van ongeveer 1 mg/l. Op locatie pompstation Veerweg, en locaties ten zuidoosten daarvan, is de invloed nog kleiner. Op geen van de meetlocaties is de tijdsgemiddelde invloed van kwel op de chlorideconcentratie groter dan 2 mg/l. Deze berekeningsresultaten laten zien dat de invloed van zoute kwel op de gemiddelde chlorideconcentratie in het Brielse Meer beperkt is (maximaal 2 mg/l). Er kunnen momenten zijn dat de verhoging groter is. De gemiddelde verhoging van 2 mg/l is afhankelijk van de mate van doorspoeling. Er werd in de beschouwde jaren fors doorgespoeld. 3.2

Externe verzilting In de navolgende paragrafen worden achtereenvolgens twee zaken besproken: •

empirie: weergave en analyse van de door RWS gemeten tijdreeksen (debieten en chloriniteit) van de Rijn (Lobith) en de Maas (Borgharen en Eijsden) (paragraaf 3.3). In paragraaf 3.4 wordt de berekening van chloriniteit uit geleidbaarheidsmetingen beschreven en in paragraaf 3.5 worden de verschijningsvormen van externe verzilting benoemd. Vervolgens worden vier casussen externe verzilting besproken (paragrafen 3.6, 3.7, 3.8 en 3.9) Uit de synthese van de empirische analyse (paragraaf 3.10) wordt duidelijk: – waar het water en het zout in het Spui vandaan komt: Rijn en/of Maas, Noordzee en secundair uit het Haringvliet, – onder welke omstandigheden in de huidige situatie sprake is van externe verzilting, en dus van (de noodzaak tot) het dichtzetten van de inlaat.

•

modelresultaten: weergave van modelresultaten van het deltamodel (LSM, landelijk Sobek model) van externe verzilting van de Bernisse-inlaat: – een verificatie berekening voor het jaar 2003 (vergelijking met meetgegevens), en effect berekening van de zoutlekkage vanuit een toekomstig zout VolkerakZoommeer (paragraaf 3.11). – berekening van de effecten van klimaatverandering voor de drie standaard droogtejaren (‘gemiddeld’ jaar: 1967, ‘droog’ jaar: 1989, ‘extreem droog’ jaar: 1976) bij het W + klimaatscenario voor de zichtjaren 2050 en 2100 (paragraaf 3.12). Hieruit wordt duidelijk: – hoe goed het deltamodel de (huidige) externe verzilting berekent; – hoeveel de externe verzilting toeneemt door klimaatverandering, zowel qua ernst (hoe hoog wordt de chlorideconcentratie) als qua frequentie en duur; – en dus hoeveel vaker en langer de Bernisse-inlaat moet worden dichtgezet bij de huidige inlaatnorm van 150 mg Cl/l of bij een verhoogde inlaatnorm van bijvoorbeeld 200 mg Cl/l.

In Figuur 3.2 is het Bernisse- Brielse Meer in zijn omgeving weergegeven, met de namen van de meetpunten in de rijkswateren in het Rijn-Maasmondgebied (RMM) die in de volgende paragrafen worden gebruikt.

16



Figuur 3.2

Ligging van het Bernisse – Brielse Meer systeem (rode polygoon) in het Rijn-Maasmond gebied. Locaties en namen van inlaatpunten (Bernisse Inlaat en Inlaatsluis Spijkenisse), meetpunten chloriniteit (Volkerak Spuisluis Noord, Middelharnis, Inloop Spui, Bernisse, Beerenplaat Oude Maas), Meetpunten waterstand RWS (Hoek van Holland, Hellevoetsluis, Moerdijk). En aanvullende meetpunten in verband met de casus beschrijving van de Sint Nicolaasstorm 2013.

Gemeten debieten en chloriniteit in Rijn en Maas De figuren Figuur 3.3 en Figuur 3.4 tonen de gemeten debieten en chloridegehaltes in Rijn en Maas bij de grens. De chlorideconcentratie in de Rijn komt na het jaar 2000 bijna nooit meer boven de 150 mg/l, maar is wel duidelijk hoger dan in de Maas. De (negatieve) correlatie tussen chloride en debiet is in de Maas wel sterker dan in de Rijn.

chloride

350

10000

250

8000

200

6000

150

4000

100

2000

50

0

chloride-debiet relatie 2000-2012

300

chloride (mg/l)

12000

debiet

chloride (mg/l)

14000

debiet (m3/s)

3.3

0

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

y = 2100,2x-0,422 R² = 0,431

0

2000

J-89 J-91 J-93 J-95 J-97 J-99 J-01 J-03 J-05 J-07 J-09 J-11 J-13

4000

6000

8000

10000

debiet (m3/s)

Figuur 3.3 Gemeten debiet (dagelijks) en chloride (vanaf 1990 wekelijks) in de Rijn bij Lobith, 1989-2012 (links) en chloride-debietrelatie, 2000-2012 (rechts) (bron: live.waterbase.nl).

Figuur 3.5 toont dezelfde gegevens als de voorgaande twee figuren, maar dan jaargemiddeld (links) en meerjarig maandgemiddeld voor de periode 2000-2012 (rechts). De relatieve debietvariatie over de jaren is in de beschouwde periodes voor de Rijn veel kleiner (minder dan een factor 2, 1750-2850 m3/s) dan voor de Maas (bijna een factor 5, 80-370 m 3/s).


17


250

3500

chloride-debiet relatie 2000-2012

debiet

3000

chloride

120

200

1500

100

1000

chloride (mg/l)

150

2000

100

chloride (mg/l)

debiet (m3/s)

2500

50

500

40

0 0

J-10

J-06

J-02

J-98

J-94

J-90

J-86

J-82

J-78

J-74

J-70

J-66

J-62

J-58

J-54

J-50

60

20

0

0

y = 172,3x-0,321 R² = 0,6699

80

500

1000

1500

2000

debiet (m3/s)

Figuur 3.4 Gemeten debiet (dagelijks) en chloride (wekelijks) in de Maas bij Eijsden/Borgharen, 1950-2012 (links) en chloride-debietrelatie, 2000-2012 (rechts) (bron: live.waterbase.nl)

Jaargemiddeld Rijn

2000

150

1500

100

1000 50

500

120

3000

100

2500

500

350

60 50 40 30

50

debiet

20

chloride

10 0

1950 1953 1956 1959 1962 1965 1968 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010

0

debiet (m3/s)

70

chloride (mg/l)

debit (m3/s)

400

100

0 jul

aug sep oct nov dec

meerjarig maandgem. 2000-2012 80

150

20

chloride

0

Jaargemiddeld Maas

200

debiet

jan feb mar apr may jun

450

250

40

1000

1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011

300

60

1500

0

0

80

2000

chloride (mg/l)

200

3500

600

60

500

50

400

40

300

30 20

200 debiet

100

chloride (mg/l)

chloride

2500

250

chloride (mg/l)

3000

debit (m3/s)

meerjarig maandgem. 2000-2012 debiet

debiet (m3/s)

3500

10

chloride 0

0 jan

feb mar apr may jun

jul

aug sep oct nov dec

Figuur 3.5 Jaargemiddelde (links) en meerjarig maandgemiddelde (rechts) debieten en chloride concentraties in Rijn en, Maas (bron: live.waterbase.nl)

Ook de seizoen variatie van zowel debiet als chloride is voor de Rijn veel kleiner dan voor de Maas. De droogweerafvoer van de Maas (september, 60 m3/s) is meer dan 8 keer kleiner dan het debiet in januari (500 m 3/s), en het chloridegehalte is aan het eind van de zomer verdubbeld ten opzichte van dat in de winter. Maar het hoogste chloridegehalte in de Maas (september, 56 mg/l) is lager dan het laagste chloridegehalte in de Rijn (juni, 73 mg/l). Deze kentallen weerspiegelen de verschillen tussen de regenrivier (Maas) en de sneeuwrivier (Rijn). Als de Rijn door klimaatverandering ook meer het karakter van een regenrivier krijgt zal met de lagere debieten in de nazomer het chloridegehalte sterker toenemen dan nu het geval is. Bovendien zullen dan lagere debieten en bijbehorende hogere chlorideconcentraties eerder in het jaar (vanaf juni) kunnen optreden. 9

9

Deze mogelijke verandering van het afvoerpatroon van de Rijn zit niet in de klimaatscenario’s van het KNMI; daarin worden, bij gelijkblijvend patroon, alleen de hoge voorjaarsafvoeren hoger en de lage najaarsafvoeren lager. Hierdoor wordt het klimaateffect op rivierafvoer en chlorideconcentratie in de (vroege) zomer mogelijk onderschat.

18



3.4

Chloriniteit en geleidbaarheid Door RWS, door WSHD en door Evides wordt op diverse locaties (continue) de geleidbaarheid van het oppervlaktewater gemeten. Voor onderlinge vergelijking van deze meetreeksen is een eenduidige omrekening naar chlorideconcentraties nodig. De RWS gegevens (beschikbaar via live.waterbase.nl, helpdeskwater.nl en meetadviesdienst.nl) zijn al omgerekend naar chloriniteit. Voor omrekening van de geleidbaarheidsmetingen van WSHD en Evides zijn drie formules in omloop: 1

2 3

Een formule die WSHD heeft afgeleid op basis van metingen in polderwater op heel Voorne Putten (2008+2009): × 0,30303 153 De formule die Evides heeft afgeleid voor de onttrekkingspunten in het Brielse Meer: × 0,2705 85,92 De best passende formule voor de relatie tussen chloride en geleidbaarheid voor het meetpunt van WSHD aan het einde van de Bernisse bij Geervliet (meetpunt BO37): × 0,2867 87,31

Hierin is Cl- de chlorideconcentratie (mg/l) en EC de geleidbaarheid (µS/cm). Het sluitingscriterium voor de Bernisse-inlaat is EC = 940. Met de bovenstaande formules komt dit overeen met: 1 132 mg Cl/l 2 168 mg Cl/l 3 182 mg Cl/l De verschillende formules vertonen dus een spreiding van 50 mg Cl/l rondom de chloridenorm van 150 mg Cl/l. Waarschijnlijk is de eerste of een daarmee vergelijkbare formule destijds gebruikt bij het instellen van het sluitingscriterium van de Bernisse-inlaat op EC=940. Het sluitingscriterium zit in de regeling van de technische automatisering en wordt strikt toegepast, de inlaat sluit automatisch bij het bereiken van de grenswaarde. 10

Figuur 3.6 Simultane chloride- en geleidbaarheidsmetingen meetpunt BO37, 1980-2013 (ongeveer 500 metingen). De best passende lineaire trendlijn is in blauw weergegeven (formule 3). Ook de andere twee formules zijn als trendlijnen weergegeven (formule 1, WSHD, rood; formule 2, Evides, groen)

Figuur 3.6 geeft de langjarige (1980-2013) dataset van WSHD voor het meetpunt op de grens van Bernisse en Voedingskanaal weer, met de trendlijnen van de drie formules. Zowel de best passende trendlijn (formule 3) als de Evides formule (formule 2) zijn een goede 10

Emails Alex de Klerk dd 15-07-2013 en 22-01-2014


19


representatie van de dataset. Maar de WSHD formule (formule 1) ligt helemaal buiten de puntenwolk en geeft een onderschatting van de simultaan gemeten chlorideconcentratie met ongeveer 50 mg Cl/l.

Figuur 3.7 Chloriniteit op basis van simultane geleidbaarheidsmetingen door RWS en WSHD bij de Bernisseinlaat. Links: mei 2005 - februari 2006 (ongeveer 6000 uurdata). Rechts: december 2013 – januari 2014 (ongeveer 6000 10-minuut data van RWS en 4000 15-minuut data van WSHD) (zie tekst voor uitleg).

De volgende stap is vergelijking met RWS gegevens. Figuur 3.7 toont de berekende chloriniteit bij de Bernisse inlaat voor 2005-2006 en na de Sint Nicolaasstorm 2013 op basis van simultane geleidbaarheidsmetingen door RWS en WSHD. De correlatie tussen deze twee datasets is groot; de spreiding is klein, vooral voor 2013. De RWS data zijn al omgerekend naar chloride11. De WSHD data zijn met de twee best passende formules (formule Evides en formule BO37) omgerekend naar chloride. In beide grafieken zijn de twee correlatielijnen (door de oorsprong) weergegeven: • 2005/06: Evides formule: ClWSHD = 1,06 * Cl RWS BO37 formule: ClWSHD = 1,14 * Cl RWS • 2013: Evides formule: ClWSHD = 0,93 * Cl RWS BO37 formule: ClWSHD = 1,01 * Cl RWS Voor 2005-2006 is de ‘fit’ iets minder goed dan voor 2013. Voor 2013 wordt met de BO37 formule met de WSHD data de chloriniteit volgens RWS nagenoeg exact benaderd, er is dan een overschatting van slechts 1%. Deze resultaten leiden tot de volgende conclusies: 1 De best passende berekening van chloriniteit uit de geleidbaarheidsmetingen bij de Bernisse-inlaat wordt verkregen met de formule die is afgeleid uit de gecombineerde chloride-geleidbaarheidsmetingen aan het einde van de Bernisse bij de uitmonding in het Voedingskanaal (meetpunt BO37): × 0,2867 87,31 2 Met deze formule worden de (simultane, onafhankelijke) RWS-metingen nagenoeg exact benaderd. De gemiddelde overschatting is slechs 1% in de range van 0-500 mg Cl/l. Deze formule wordt verder in dit rapport gebruikt. 3 Volgens deze formule moet het sluitingscriterium voor de Bernisse-inlaat worden verlaagd van EC=940 naar EC=830 om te voldoen aan de chloridenorm van 150 mg/l.12 11

In deze omrekening door RWS zit een temperatuurafhankelijkheid. Dit is een mogelijke verklaring voor de nietlineariteit wanneer de chloriniteit volgens RWS wordt vergeleken met de chloriniteit volgens WSHD en Evides in Figuur 3.7.

12

Inmiddels heeft WSHD, nog voordat deze conclusie en aanbeveling definitief is gerapporteerd, het criterium voor automatische sluiting van de Bernisse-inlaat ingesteld op deze waarde van EC=830. Inlaat van water met een chloridegehalte van 180 a 190 mg/l wordt op deze manier voorkomen (email Alex de Klerk dd 28-01-2014).

20



3.5

Verschijningsvormen van externe verzilting In de volgende paragrafen worden vier gevallen van externe verzilting, die na 2000 aan de zuidrand van de Rijn-Maasmond (RMM) hebben plaatsgevonden, uitgebreid beschreven. Daarbij wordt gerefereerd aan vier ‘verschijningsvormen’ van externe verzilting, die op basis van de in de voorgaande paragrafen weergegeven empirie als volgt kunnen worden geduid (zie ook Rijkswaterstaat, 2004 en Spijk, 2006): 0

1

2

3

13

Geringe verzilting als bij extreem lage rivierafvoer ook onder normale getijomstandigheden (astronomisch getij, zonder windopzet) de zouttong in de Nieuwe Waterweg steeds verder stroomopwaarts indringt. Deze vorm van verzilting (‘type 0’) is bedreigend voor de zoetwaterinlaatpunten aan de noordrand van de Rijn-Maasmond (Hollandse IJssel, Lek), maar niet voor de zuidrand (Oude Maas, Spui, Haringvliet, Hollandsch Diep)13. Kortdurende maar extreme verzilting (enkele uren tot enkele getijperioden, tot >> 500 mg Cl/l). Deze ‘achterwaartse’ verzilting wordt veroorzaakt doordat de getijgolf (of preciezer: het getijdebiet) via Nieuwe Waterweg en Oude Maas ook doordringt tot in het Spui en zelfs tot in het Haringvliet. Deze verzilting (‘type 1’) komt vrijwel uitsluitend voor in najaar en winter door de combinatie van lage rivierafvoer en hoge zeewaterstand door windopzet. Langdurige en forse verzilting (weken - maanden, 200-500 mg Cl/l). Deze verzilting wordt veroorzaakt doordat als na-ijleffect van type 1 verzilting een hoeveelheid zout water achterblijft in de bodemwaterlaag van het Haringvliet, die in de weken-maanden daarna via het Spui weer wordt afgevoerd. En een klein beetje zeewater geeft al een forse verzilting. Voor bijvoorbeeld een verhoging met 150-200 mg Cl/l boven het achtergrondniveau van de rivier is bijmenging van slechts 1% zeewater nodig. Ook deze verzilting (‘type 2’) komt vrijwel uitsluitend voor in najaar en winter, en wordt altijd voorafgegaan door extreme achterwaartse verzilting. Zeer langdurige maar geringe verzilting (>> 1 maand, 150-200 mg Cl/l). Deze verzilting wordt veroorzaakt doordat bij langdurig lage rivierafvoeren gaandeweg de chloriniteit van het rivierwater steeds verder oploopt. Ook dit derde type verzilting zal vooral in najaar en winter gaan optreden14. Er is nog een mogelijke toekomstige verandering waardoor dit type verzilting kan toenemen: een toekomstig zout VZM kan onder maatgevende omstandigheden (langdurig lage rivierafvoer en gesloten Haringvlietsluizen) een maximale verhoging van de chloriniteit bij de Bernisse-inlaat veroorzaken met 55 mg/l15.

Bij normale getij omstandigheden dringt achterwaartse verzilting niet door tot in het Spui, doordat er dan getijgemiddeld door het Spui altijd een netto rivierdebiet vanuit het Haringvliet naar de Oude Maas stroomt. Deze

14

‘type 0’ verzilting wordt in dit rapport niet verder geanalyseerd. Deze zin is in de toekomstige tijd gesteld, omdat bovenstroomse chlorideconcentraties in de huidige situatie (huidig klimaat, na sluiting kalimijnen) bij lage Rijnafvoer slechts sporadisch hoger zijn dan 130 mg/l (Figuur 3.3). Door klimaatverandering kunnen in de toekomst lagere Rijnafvoeren voorkomen met hogere chloriniteit.

15

Verzilting door zoutlekkage vanuit een zout VZM heeft bij de Bernisse-inlaat eenzelfde verschijningsvorm als een verhoogde achtergrondconcentratie in de Rijn, namelijk geringe bovenstroomse concentratieverhoging. Daarom is zoutlekkage vanuit een zout VZM onder hetzelfde ‘type 3’ verzilting gerangschikt.


21


Er zijn drie parameters die externe verzilting aan de Zuidrand van het Rijn -Maasmond gebied (RMM) indiceren16: 1

2 3

De HL-parameter: geeft het verschil tussen het (ongeveer gelijktijdig optreden van het) Hoogwater bij Hoek van Holland en het Laagwater bij Moerdijk. Dit geeft het maximale waterstandverschil over de RMM en daarmee de maximale druk van het zoute water landinwaarts; het waterstandsverschil tussen het momentane en het voorgaande hoogwater bij Hoek van Holland (dHW); en de optredende waterstand bij Hoek van Holland (HW).

In de loop der jaren is gebleken dat de volgende grenswaarden aangeven of de verzilting aan de Zuidrand van het RMM kan doordringen tot in het Spui en het Haringvliet / Hollandsch Diep: • HL > 100 cm • dHW > 30 cm • HW > + 150 cm

16

Email Ary van Spijk 22-10-2013

22


1209018-000-VEB-0004, 14 februari 2014, definitief Tabel 3.1 Overzicht van de verschijningsvormen van verzilting in de Rijn-Maasmond: kaartjes van de zoutverspreiding, omstandigheden waaronder het verziltingstype optreedt en een inschatting van frequentie en duur van de verzilting 17

Verziltings type

_

0

1

2

3

Omschrijving

Gemiddelde omstandigheden

Oprukkende zouttong bij lage afvoer

Eenmalige sterke achterwaartse verzilting

Zuidrand verzilt, na-ijleffect van extreme type 1 verzilting

Verzilting door hoge achtergrondconcentraties in rivierwater

Schaal (mg Cl/l)

20000

15000

Zout verspreiding

10000

5000

Getij

17

gemiddeld

normaal

3000

forse getijopzet waarbij de vloedstroom richting Haringvliet langer dan één getijperiode kan aanhouden

normaal

normaal 1500

Rivierafvoer

gemiddeld

laag

normaal/laag

laag

extreem laag

1000

Periode

jaarrond

jaarrond

najaar/ winter

najaar/ winter

zomer/ najaar

500

Verzilting Noordrand

0

+

++

0

+

250

Verzilting Zuidrand

0

0

++

++

+

150

Duur

1 getij

weken - maanden

2 getijden

weken - maanden

weken - maanden

Frequentie

Groot deel van het jaar

Jaarlijks

Eens in de 5 jaar

Eens in de 10 jaar

Eens in de 3 jaar: huidig 130 mg/l toekomstig 150 mg/l

0

De tabel is samengesteld door Herman Haas (RWS-WVL), Sacha de Goederen en Ary van Spijk (beide RWS-WNZ). Het betreft een eerste opzet voor een verziltingstypologie voor de Rijn-Maasmonding die de komende periode verder zal worden uitgewerkt.


23


3.6

Externe verziltingcasus 2003 In zomer en najaar van 2003 (een 10% droog jaar) was de Rijnafvoer erg laag; vanaf juli tot in het najaar < 1500 m 3/s, en van half augustus tot half oktober zelfs bijna continu < 1000 m 3/s. In deze periode van ongeveer twee maanden waren de Haringvlietsluizen helemaal dicht. Het chloridegehalte in het Spui liep geleidelijk op (type 3 verzilting), maar bleef de gehele zomerperiode onder de 150 mg/l bij Bernisse. Begin oktober drong een verziltingspiek (type 1 verzilting) door tot in het Haringvliet, en veroorzaakte in de weken daarna, tot eind oktober, verhoging van de chlorideconcentratie > 150 mg/l (type 2 verzilting). De volgende serie figuren illustreert deze casus (Figuur 3.8, Figuur 3.9, Figuur 3.10).

Figuur 3.8 Chloridemetingen (8760 uurwaardes) 2003 in de Oude Maas (Beerenplaat, blauw), het Spui (Zuidland, rood) en het Haringvliet (Volkeraksluizen, paars). Y-as geschaald op 0-10 g/l (boven) en ingezoomd op 0-250 mg/l (onder).

Figuur 3.8 toont de volledige tijdseries (uurwaardes) chloridemetingen in de Oude Maas (Beerenplaat), het Spui (Bernisse) en Hollandsch Diep / Haringvliet (Volkeraksluizen) (zie Figuur 3.2 voor de locaties). In de Oude Maas komen vanaf half juli frequent chloridepieken langs met concentraties tot 8 g/l (dit is bijna 50% zeewater). Slechts enkele van deze pieken dringen door tot in het Spui (rode lijn). Eveneens vanaf half juli stijgt het basischlorideniveau van ongeveer 100 naar 130 mg/l, ook bij de Volkeraksluizen. De verzilting in deze periode met lage rivierafvoeren blijft in de zomerperiode dus beperkt, en blijft onder de norm van 150 mg/l. Figuur 3.9 toont de oorzaak van de verhoging: langdurig lage Rijnafvoer en dichte Haringvlietsluizen.


25


Figuur 3.9 Chloridemeting Spui (Bernisse, rood), Rijndebiet bij Lobith (blauw) en spuidebiet Haringvlietsluizen (paars) in 2003

Figuur 3.10 Chloridemetingen (uurwaardes) 2003 in de periode van externe verzilting 20 september-29 oktober (boven). Chloridemeting Bernisse en indicatoren voor externe verzilting (waterstand Hoek van Holland, HL-parameter) (onder).

Figuur 3.10 toont de details voor de periode waarin chloridepieken doordringen tot in het Spui. Beide chloridepieken worden geïnduceerd door een plotselinge verhoging van hoogwater Hoek van Holland en een groot waterstandsverschil tussen Hoek van Holland en Moerdijk (de HL-parameter). De tweede piek duurt lang (ongeveer 1,5 dag) en dringt door tot in het Haringvliet. Dit is zichtbaar in de geleidelijke verhoging bij de Volkeraksluizen (paarse lijn)18 en, met vertraging, in het Spui (rode lijn). De concentratie in het Spui is vanaf half oktober zelfs hoger dan in de Oude Maas. Dit is een duidelijke aanwijzing dat deze type 2 verzilting een na-ijleffect is van type 1 verzilting, wordt veroorzaakt door oplading van het Haringvliet, en dus vanuit het zuiden komt. De chloride-concentraties veroorzaakt door dit naijleffect blijven ook in deze periode relatief laag, rond de 150 mg/l.

18

De chlorideverhoging bij de Volkeraksluizen moet zijn veroorzaakt door achterwaartse verzilting van het Hollandsch Diep via de Dordtsche Kil

26



3.7

Externe verziltingscasus 2005-2006 Figuur 3.11, Figuur 3.12 en Figuur 3.13 illustreren de casus 2005-2006. Figuur 3.11 toont frequente chloridepieken in de Oude Maas in het najaar van 2005. De hoogste piek (bijna 10 g/l, meer dan 50% zeewater) dringt ook door tot in het Spui en het Haringvliet (precies op dat moment, 25-26 november, ontbreken de waarnemingen in de Oude Maas bij Beerenplaat waardoor deze niet als blauwe piek en lijn zichtbaar is).

Figuur 3.11 Chloridemetingen maart 2005 – februari 2006 in de Oude Maas (Beerenplaat, blauw), het Spui (Bernisse, rood), inloop Spui (groen) en het Haringvliet (Volkeraksluizen, paars). Y-as geschaald op 010 g/l (boven) en ingezoomd op 0- 500 mg/l (onder).

Figuur 3.12 illustreert dat deze chloridepiek optreedt aan het eind van een periode met een lage Rijnafvoer en (nagenoeg) dichte Haringvlietsluizen. De navolgende langdurige type 2 verzilting is heel fors, tot > 400 mgCl/l in het Spui. Figuur 3.13 illustreert dat, net als in 2003, deze verzilting wordt veroorzaakt door oplading van het Haringvliet: bij de Volkeraksluizen19, en met enige vertraging ook in het Spui, is de chlorideconcentraties gedurende 2 weken – één maand hoger dan in de Oude Maas. De chloridepiek wordt geïnduceerd door een plotselinge en sterke verhoging van het hoogwater bij Hoek van Holland (HW > +200 cm en HL > 150 cm). Opvallend is dat het volgende plotselinge hoogwater bij Hoek van Holland (15 december) en de nog hogere hoogwaters op 16 en 17 december verzoetingspieken in het Spui blijken te veroorzaken: de extra sterke getij- en chloridepieken in de Oude Maas duwen het zoete rivierwater het Spui in (= achterwaartse verzoeting!).

19

Ook hier moet de chlorideverhoging bij de Volkeraksluizen zijn veroorzaakt door achterwaartse verzilting van het Hollandsch Diep via de Dordtsche Kil


27


Figuur 3.12 Chloridemeting Spui (Bernisse RWS, rood; Bernisse WSHD, groen) 2005-2006, Rijndebiet bij Lobith (blauw) en spuidebiet Haringvlietsluizen (paars).

Figuur 3.13 Chloridemetingen (uurwaardes) 2005-2006 in de periode van externe verzilting 15 november 2005 – 22 februari 2006 (boven).Chloridemeting Zuidland en meetpunt WSHD en indicatoren voor externe verzilting (waterstand Hoek van Holland, HL-parameter) (onder). Let op: de groene lijn in de bovenste grafiek betreft inloop Spui in het Haringvliet, de groene lijn in de onderste grafiek betreft de WSHD metingen bij de Bernisse-inlaat.

3.8

Externe verziltingscasus 2011 Figuur 3.14, Figuur 3.15, Figuur 3.16 en Figuur 3.17 illustreren de casus 2011. Figuur 3.14 toont heel vroeg in het jaar, april-juli, frequente chloridepieken in de Oude Maas, en langzaam stijgende chlorideconcentraties op alle meetpunten. De verzilting bij Bernisse blijft relatief laag. Zowel deze type 1 als type 3 verzilting hangen samen met de uitzonderlijk vroege lage Rijnafvoer (Figuur 3.15). Begin mei tot in juni stijgt de chlorideconcentratie in het Spui tot licht boven de 150 mg/l. De concentratie in het Spui is ook in dit geval, net als in 2003 en 2005-2006, hoger dan de basisconcentratie in de Oude Maas. Maar anders dan in de twee voorgaande casussen wordt deze periode met type 2 verzilting niet geïnduceerd door een type 1 verziltingspiek die

28



doordringt tot in het Haringvliet. Er zijn ook geen uitzonderlijke waterstanden of waterstandsverschillen tussen Hoek van Holland en Moerdijk (Figuur 3.16). De oorzaak van langdurig verhoogde chlorideconcentraties in het Spui is in dit geval (zomer 2011) een incident met zoutlekkage door de Haringvlietsluizen (Ary van Spijk, 2013).

Figuur 3.14 Chloridemetingen 2011 in de Oude Maas (Beerenplaat, blauw), het Spui (Bernisse, rood), inloop Spui (groen) en het Haringvliet (Volkeraksluizen, paars). Y-as geschaald op 0-9 g/l (boven) en ingezoomd op 0-250 mg/l (onder).

Figuur 3.15 Chloridemeting Spui (Bernisse (RWS), rood; Bernisse (WSHD), groen) 2011, Rijndebiet bij Lobith (blauw) en spuidebiet Haringvlietsluizen (paars).


29


Figuur 3.16 Chloridemetingen (uurwaardes) 2011 in de periode van externe verzilting 1 mei – 9 juni (boven).Chloridemeting Bernisse (RWS en WSHD) en indicatoren voor externe verzilting (waterstand Hoek van Holland, HL-parameter) (onder). Let op: de groene lijn in de bovenste grafiek betreft inloop Spui in het Haringvliet, de groene lijn in de onderste grafiek betreft Bernisse (WSHD) in het Spui.

Figuur 3.17 Chloridemeting WSHD in het Spui (uurwaardes) en chloridemeting Evides in het Brielse Meer (dagwaardes), ingezoomd in de periode 22-27 mei 2011. De inlaatdebieten van de Bernisse Inlaat (kwartierwaardes) tonen de (automatische) inlaatstop tijdens de externe verziltingspiek op 25 mei.

In de nacht van 25 mei dringt wel een kleine chloridepiek door tot in het Spui (maar niet tot in het Haringvliet). Figuur 3.17 illustreert dat bij het passeren van deze piek de Bernisse Inlaat automatisch werd gesloten. Een curieus detail is dat tegelijkertijd de chlorideconcentratie in het Brielse Meer zelf ver boven de norm zat (250 mg/l, en een verdere stijging in de dagen erna tot 350 mg/l) ten gevolge van zoutlekkage door de spuisluis Rozenburg (rode lijn in Figuur 3.17).

30



3.9

Sint Nicolaasstorm 2013

Figuur 3.18 Sint Nicolaasstorm 2013. Waterstanden in de Rijn-Maasmond en Rijnafvoer (boven) en chlorideconcentraties op zee (onder).

En toen was daar de Sint Nicolaasstorm 2013. De tweede hoogwaterpiek na het hoogtepunt van de storm bereikte bij Hoek van Holland NAP+301cm. Deze waterstand heeft een kans van voorkomen van eenmaal per 10 jaar. Bij Vlissingen werd met NAP+399cm op één cm na een waterstand van 4 meter bereikt (kans van voorkomen eenmaal per 20 jaar) (bron: actuelewaterdata.nl). Gedurende twee getijperiodes, dus een vol etmaal, tijdens en na de storm was de waterstand bij Hoek van Holland 1-1,5 meter hoger dan in het Haringvliet en Hollandsch Diep (verschil tussen de blauwe en de groene en rode lijn in Figuur 3.18, grafiek boven). In dit etmaal is voor alle drie parameters die verzilting indiceren de grenswaarde ver overschreden (zie paragraaf 3.3). Tijdens dit etmaal is continu zout water naar binnen gestroomd in de RMM, en is er geen rivierwater meer uitgestroomd. Dit is zichtbaar in de onderste grafiek van Figuur 3.18: het chloridegehalte bij Hoek van Holland blijft de hele periode met verhoogde waterstanden ongeveer 15 g/l. Daardoor is in dit etmaal de ‘komberging’ van het Haringvliet en Hollandsch Diep gevuld met een extra waterschijf van ongeveer 150 cm. Deze instroom van steeds zouter water is weergegeven in Figuur 3.19. Het maximale gemeten chloridegehalte bij de Bernisse-inlaat is ongeveer 9 g/l; dit is 50% zeewater. De veel grotere verzilting aan de zuidrand vergeleken met de noordrand (Figuur 3.19 onder), zowel qua hoogte als qua duur, wordt veroorzaakt door deze grote komberging van Hollandsch Diep en Haringvliet. Achterwaartse verzilting ten gevolge van stormopzet op zee (type 1 verzilting) is daardoor aan de zuidrand van de RMM veel groter dan aan de noordrand. Na het etmaal met verhoogde waterstanden volgend op de storm zakt het peil van Hollandsch Diep en Haringvliet weer langzaam naar normale waarden. Het duurt ongeveer 6 getijperioden, 3 etmalen, voordat het getijgemiddelde peil in het Haringvliet en Hollandsch Diep weer ongeveer gelijk is aan de gemiddelde zeestand (Figuur 3.18, grafiek boven).


31


Figuur 3.19 Chlorideconcentraties in de Rijn-Maasmond tijdens en na de Sint Nicolaasstorm 2013. Y-as geschaald op 0-10 g/l (boven en links onder), ingezoomd op 0-500 mg/l (midden en rechts onder)

Het in deze periode via het Spui uitstromend water is echter zoet (Figuur 3.19, lijnen voor inloop Spui en Bernisse). Dit betekent dat het zoute water is achtergebleven in de geulen en putten van Haringvliet en Hollandsch Diep. En deze oplading met zout heeft in de navolgende periode gedurende ongeveer 10 dagen geleid tot type 2 verzilting. Deze periode is (definitief) aangevangen op 12 december, wanneer de chlorideconcentratie bij het meetpunt Bernisse de norm van 150 mg/l weer overschrijdt (Figuur 3.19, grafiek midden). Curieus is de achterwaartse verzoeting van het Spui op (13),15 en 20 december, gelijktijdig met en veroorzaakt door de verziltingspieken in de Oude Maas bij Beerenplaat (Figuur 3.19 midden, vergelijk paragraaf 3.7 en Figuur 3.13). Het patroon van forse achterwaartse verzilting door stormopzet (type 1) waardoor het Haringvliet wordt opgeladen met zout water, gevolgd door een langere periode met type 2 verzilting en daardoor normoverschrijding bij de Bernisse-inlaat, is daarmee exact vergelijkbaar met de verziltings casussen 2003 en 2005-2006. De duur (en de ernst) van de verzilting in 2013 bleven beperkt (10 dagen verhoging tot maximaal 190 mg Cl/l) doordat spui via de Haringvlietsluizen mogelijk bleef door voldoende rivierafvoer.

32



3.9.1

Effecten verzilting door Sint Nicolaasstorm in het Brielse Meer

Figuur 3.20 Effecten van verzilting door de Sint Nicolaasstorm in het Brielse Meer. Grafiek boven: relatie tussen de chloriniteit in het Spui bij de Bernisse-inlaat (RWS-data) en de gelijktijdige inlaatdebieten (WSHDdata). Grafiek midden: dezelfde gegevens, weergegeven als tijdseries. De momenten van waterinlaat bij chloriniteit >150 mg/l zijn weergegeven met paars (waterinlaat) en rood (chloriniteit). Grafiek onder: chloridemetingen in het Brielse Meer bij de drie pompstatuons van Evides (data Evides).

Figuur 3.20 illustreert dat tijdens de verzilting na de Sint Nicolaasstorm geregeld water is ingelaten met normoverschrijdende chlorideconcentraties. De hoogste concentratie waarbij water is ingelaten is 190 mg/l (ongeveer 10.000 m 3 in een half uur op 19 december. Op 20 december is in 45 minuten meer dan 50.000 m 3 ingelaten met 188 mg Cl/l. De totale hoeveelheid ingelaten water tijdens normoverschrijding was 6,32 miljoen m 3, met een (debietgewogen) gemiddelde chloriniteit van 165 mg/l. Dit komt overeen met een waterschijf in het Brielse Meer van 11,5 cm en een chloridevracht van meer dan 1000 ton (dus een kleine 2000 ton zout)20.

20

De normoverschrijdende vracht, dus de surplusvracht boven 150 mg/l, was 100 ton chloride respectievelijk 180 ton zout.


33


Figuur 3.20 illustreert ook dat het automatische sluitingsregime wel goed heeft gefunctioneerd: er is geen druppel water ingelaten met chloride > 190 mg/l. Uit deze gegevens blijkt dat het sluitingscriterium voor de inlaat (EC=940 µS/cm) overeenkomt met een (door RWS gemeten) chloriniteit van 190 mg/l. Dit is een bevestiging van (en was de aanleiding voor) de analyse van de geleidbaarheid – chloriniteit relatie in paragraaf 3.4. Een conclusie van deze analyse was dat het sluitingscriterium moet worden verlaagd van EC=940 naar EC=830 om te voldoen aan de chloridenorm van 150 mg/l. Inmiddels heeft het waterschap Hollandse Delta dit scherpere criterium geïmplementeerd. Het effect van de inlaat van hogere chlorideconcentraties is zichtbaar in de onderste grafiek van Figuur 3.20. De chloridemetingen bij de drie pompstations (metingen Evides21, zie Figuur 2.1 voor de locaties) zijn een schoolvoorbeeld van verdringing (propstroom) en verdunning (menging): • Directe respons bij PS Geervliet: normoverschrijding tot 190 mg/l van 10-30 december, dus drie weken continu. Door geringe inlaat, spui en onttrekking blijft het zoutere water lang hangen. • Met forse vertraging (3 weken) ook verhoging bij PS Veerweg, maar door menging / verdunning (net) geen normoverschrijding van 150 mg/l. • Bij PS Brielse Maasdam een nog grotere vertraging (ongeveer een maand) en door verdunning is de concentratie gedaald tot 129 mg/l, net onder de ‘alarmwaarde’ van dit innamepunt (namelijk EC=800, 130 mg/l). De concentratie bij PS Geervliet is dan inmiddels weer gedaald tot < 100 mg Cl/l. 3.10

Synthese casuïstiek externe verzilting De feiten en de analyse van de vier casussen in de voorgaande paragrafen 3.6, 3.7, 3.8 en 3.9 illustreren dat drie typen of verschijningsvormen externe verzilting bij de Bernisse-inlaat aan het Spui vóórkomen en aanleiding kunnen zijn voor sluiting van de inlaat. Verhoging van de achtergrondconcentratie van de rivier bij lage Rijnafvoer (type 3 verzilting) leidt nog niet tot normoverschrijding, maar zit er bij lage Rijnafvoer en daardoor gesloten Haringvlietsluizen wel dicht tegenaan (130 mg Cl/l). De marge tussen werkelijkheid en norm wordt klein. Achterwaartse verzilting, chloridepieken die via de Nieuwe Waterweg en de Oude Maas doordringen tot in het Spui, treedt regelmatig op; bijna elk jaar, en bijna altijd in de wintermaanden (type 1 verzilting). Maar door de korte duur van deze pieken, één tot enkele uren bij inkomend tij, geeft dit geen problemen bij de Bernisse-inlaat. Door automatische sluiting van de inlaat bij dreigende normoverschrijding (en automatische heropening van de inlaat als de piek voorbij is) is achterwaartse verzilting beheersbaar en leidt deze niet tot verzilting in het Brielse Meer. Zelfs extreme achterwaartse verzilting gedurende meer dan één getijperiode ten gevolge van extreme stormopzet (2013, NW-storm en springtij, waterstand Hoek van Holland NAP +301 cm, kans van voorkomen eenmaal per 10 jaar) is als zodanig een beheersbaar probleem. Dat komt doordat de maximale duur van de stormopzet, en dus van de chloridepiek, enkele getijperioden is (één etmaal). Dan is ook de komberging van Haringvliet en Hollandsch Diep volgelopen en kan er niet nog meer (zout) water bij. De buffercapaciteit van het Brielse Meer is weliswaar klein, maar groot genoeg om een sluiting van de inlaat gedurende één (tot enkele) dagen te overbruggen.

21

Voor deze figuur zijn de geleidbaarheidmetingen door Evides omgerekend naar chlorideconcentraties met de Evides formule (formule 2 in paragraaf 3.4).

34



Problemen kunnen wel ontstaan als door uitzonderlijk sterke en langdurige (meer dan één getijperiode) achterwaartse verzilting het zoute water doordringt tot in het Haringvliet (via het Spui) en het Hollandsch Diep (via de Dordtsche Kil) en daar oplading met een forse hoeveelheid zout veroorzaakt. Als tegelijkertijd de Rijnafvoer laag is en de Haringvlietsluizen dus (bijna) gesloten zijn, kan dit zout er maar op één manier uit: retour via het Spui. Deze retourstroom van zout via de normale getij-uitwisseling door het Spui is de oorzaak van de langdurige (weken-maanden) type 2 verzilting, met chloridegehaltes van (150-)200-350 mg/l. De drie casussen met type 2 verzilting (2003, 2005-2006 en 2013) vertonen daarbij een overeenkomstig patroon. Een opmerkelijk, gelukkig en ook begrijpelijk feit is dat tijdens type 2 verzilting het chloridegehalte in de Oude Maas bij afgaand tij bijna altijd aanzienlijk lager is dan in het Spui. Door de lange duur en de forse verhoging van het chloridegehalte vormt type 2 verzilting een echte bedreiging voor de zoetwatervoorziening vanuit het Brielse Meer. Want door die lange duur is beheersing door middel van sluiting van de inlaat niet mogelijk. De buffercapaciteit van het Brielse Meer is daarvoor te klein. Type 2 verzilting is sinds 2000 drie keer voorgekomen, alle drie keren in najaar- winter. Door dit geringe aantal casussen, en door de noodzakelijke samenloop van omstandigheden (storm, springtij, lage rivierafvoer) is alleen casuïstiek mogelijk, geen statistiek. 3.11

Modelonderzoek: verificatiesom 2003 en effect zoutlekkage vanuit een zout VZM Voor het droge jaar 2003 is met het landelijk Sobek Model (LSM, onderdeel van het deltamodel van het deltaprogramma) een verificatiesom gedraaid (referentieberekening). Een tweede berekening is uitgevoerd voor de kwantificering van het effect van een nominale zoutlekkage van 20 kg/s vanuit een in de toekomst mogelijk zout Volkerak-Zoommeer naar Hollandsch Diep/ Haringvliet in zo’n droog jaar. De resultaten staan weergegeven in Figuur 3.21, Figuur 3.22 en in Tabel 3.2.

Figuur 3.21 Resultaten verificatiesom 2003 voor de locaties Beerenplaat Oude Maas (boven) en Zuidland (=Bernisse Inlaat) in het Spui (onder). Let op het verschil in schaling van de Y-as.


35


Figuur 3.22 Effect van zoutlekkage vanuit een zout Volkerak-Zoommeer op de in 2003 gemeten chlorideconcentratie in het Spui bij de Bernisse Inlaat. Meting 2003 (blauwe lijn) en effect van een zoutlek van 20 kg/s (rode lijn) Tabel 3.2

Overschrijdingstijd (aantal dagen per jaar en % van de tijd) van drie chloride concentratieniveaus (1000, 200 en 150 mg/l) op drie locaties (Beerenplaat, Bernisse en Koert) in 2003. Vergelijking van metingen, referentiesom en effect van zoutlekkage door de Volkeraksluizen van 20 kg/s. Let op: Voor Bernisse is het effect van zoutlekkage weergegeven ten opzichte van de gemeten chlorideconcentratie

> 1000 mg/l

dagen

% vd tijd

dagen

% vd tijd

20 kg/s tov meting

18 10 10 2 2 2

5 3 3 1 1 1

50 31 33 4 4 22

14 8 9 1 1 6

70 40 113 23 5 148

19 11 31 6 1 41

gemeten

nd

referentie

0 0

referentie 20 kg/s gemeten referentie Koert

> 150 mg/l

% vd tijd

Beerenplaat gemeten

Bernisse

>200 mg/l

dagen

20 kg/s tov referentie

nd

0 0

0 0

nd

0 0

0 129

0 35

Modelresultaten en metingen geven aanleiding tot de volgende waarnemingen: • De referentiesom reproduceert de frequentie en de timing van chloridepieken in Oude Maas heel goed en in het Spui exact goed. De hoogte wordt enigszins onderschat waardoor een aantal pieken < 1000 mg/l blijven terwijl ze er in de metingen bovenuit komen (type 1 verzilting). • De referentiesom onderschat type 3 verzilting. Het verschil tussen berekening en meting bij de Bernisse-inlaat neemt bij langdurig lage Rijnafvoer toe tot ongeveer 20 mg Cl/l • De referentiesom mist type 2 verzilting volledig. Dat is blijkbaar teveel gevraagd voor een 1D model. De gecombineerde onderschatting van type 2 en type 3 verzilting bij Bernisse loopt in 2003 op tot ongeveer 40 mg Cl/l. • Het maximale berekende effect (bij Bernisse en Koert) van 20 kg/s zoutlekkage vanuit een zout VZM is een verhoging met 50-55 mg Cl/l. Dit komt exact overeen met eerdere (2D en 3D) berekeningen zoals opgeschreven in het ontwerp MER waterkwaliteit Volkerak-Zoommeer. Dit is dus de beste schatting die met de huidige (model)techniek mogelijk is. • De overschrijding van de 150 mg Cl/l grens bij de Bernisse-inlaat neemt in (een 10% droog jaar zoals) 2003 door de zoutlekkage vanuit een zout VZM toe van 23 dagen

36



(gemeten) naar 148 dagen. De overschrijding van de 200 mg Cl/l grens neemt door zoutlekkage toe van 4 dagen (gemeten) naar 22 dagen. 3.12

Modelonderzoek: invloed van klimaatverandering Met het landelijk Sobek-model voor het hoofdwatersysteem (onderdeel van het Deltamodel) is voor DP Zoetwater de invloed van klimaatverandering op externe verzilting berekend. De volledige resultaten zijn voor DP Zoetwater gerapporteerd (Deltares, 2013, bijlage D). Hier worden alleen de resultaten voor de Bernisse-inlaat getoond. Het betreft: •

•

•

Drie ‘droogtejaren’ als referentie voor de huidige situatie, namelijk: – 1967: een gemiddeld jaar met kans van voorkomen van 50% (50% van de jaren is minder droog en/of heeft een hogere rivierafvoer dan 1967), – 1989: een droog jaar met een kans van voorkomen van ongeveer 10%, – 1976: een extreem droog jaar met een kans van voorkomen van ongeveer 1%. Externe verzilting huidige situatie: voor deze drie jaren is met het Sobek-model en uitgaande van de gemeten debieten en de gemeten meteorologie de externe verzilting bij de Bernisse-inlaat berekend. Externe verzilting onder invloed van klimaat: voor deze drie jaren is voor de klimaatscenarios G en W+ en voor de zichtjaren 2050 en 2100 de (toename van de) externe verzilting berekend.

De resultaten worden gepresenteerd in drie samengestelde figuren (Figuur 3.23, Figuur 3.24, Figuur 3.25) voor de drie droogtejaren en klimaatscenario W + – het meest ongunstige klimaatscenario vanuit zoetwatervoorziening –, waarin steeds: •

• •

grafiek linksboven: berekende chloriniteit huidige situatie, gehele jaar. In deze grafiek voor 1989 zijn bovendien de in dat jaar gemeten waardes in Rijn (bij Lobith), Maas (Borgharen) en Hollandsch Diep (Bovensluis) weergegeven; grafiek rechtsboven: berekende chloriniteit huidige situatie en W + voor de zichtjaren 2050 en 2100, gehele jaar; grafieken onder: dezelfde resultaten, maar dan ingezoomd op korte periodes van 2-8 etmalen in winter/vroege voorjaar (links onder) en nazomer/herfst (rechts onder) waarin in detail op uurbasis het verloop van de berekende chloriniteit is te zien.


37


Figuur 3.23 Berekende externe verzilting Bernisse-inlaat in een normaal jaar (zie tekst voor uitleg)

Figuur 3.24 Berekende externe verzilting Bernisse-inlaat in een matig droog jaar (zie tekst voor uitleg)

38



Figuur 3.25 Berekende externe verzilting Bernisse-inlaat in een extreem droog jaar (zie tekst voor uitleg)

Refererend aan de drie typen verzilting (paragraaf 3.3) zijn nu de volgende waarnemingen mogelijk. Type 1 verzilting: kortdurend maar extreem In de vroege zomer (april-juni) is er niets aan de hand; door de hoge rivierafvoer en de afwezigheid van stormen treedt verzilting in deze periode niet of nauwelijks op, zelfs niet in het zichtjaar 2100 bij extreme klimaatverandering. Ook in (winter en) voorjaar is er weinig aan de hand: deze verzilting wordt dan weliswaar sterker, maar blijft kortdurend (< 24 uur) en de frequentie neemt ook niet toe. Tot het zichtjaar 2050 (de groene lijnen in de grafieken) is er ook in nazomer en najaar nog weinig aan de hand: de sterkte en frequentie van deze verzilting nemen weliswaar behoorlijk toe, maar tussen de getijgolven in daalt het chloridegehalte steeds weer tot onder de normwaarde van 150 mg Cl/l, zodat er steeds weer gedurende enkele uren kan worden ingelaten. Deze vorm van verzilting wordt in scenario W+ pas problematisch in het zichtjaar 2100 in matig tot extreem droge jaren (de rode lijnen in Figuur 3.24 en Figuur 3.25). Onder die omstandigheden komt in de hele periode van juli – december bij elk getij, dus twee keer per dag, een chloridepiek voorbij de Inlaat Bernisse, en zakt de chloriniteit tussen de pieken in niet meer terug naar een basisniveau < 150 mg Cl/l. Type 2 verzilting: langdurig en fors Ook dit type verzilting is volgens de modelresultaten pas echt een probleem in het zichtjaar 2100 in matig tot extreem droge jaren. In matig droge jaren komt het basisniveau van chloriniteit in het najaar (oktober-december) bijna permanent boven de 150 mg/l uit (Figuur 3.24, rechtsboven, rode lijnen) en in extreem droge jaren zelfs boven 250 mg/l (Figuur 3.25, rechtsboven, rode lijnen). In het zichtjaar 2050 is dit basisniveau in het najaar wel verhoogd, maar blijft ongeveer op 150 mg/l hangen (Figuur 3.25, rechts boven, groene lijnen). De modelberekeningen geven echter een onderschatting van de effecten. Volgens de casusbeschrijvingen komt in de huidige situatie dit type verzilting al voor (paragrafen 3.6, 3.7 en 3.9). En uit de modelverificatie voor 2003 blijkt dat de oorzakelijke achtergrond van dit type


39


verzilting (oplading van het Haringvliet met zout water) door het 1D Sobek-model wordt gemist (paragraaf 3.11). Type 3 verzilting: zeer langdurig maar gering Normoverschrijding door dit type verzilting komt in de modelresultaten niet voor. Weliswaar wordt, vooral voor normale jaren, een lichte stijging van het basisniveau chloriniteit berekend vanaf juni tot in de winter, maar de concentratie blijft ruimschoots onder het normniveau van 150 mg Cl/l (Figuur 3.23, rechts boven). Maar ook dit is waarschijnlijk een onderschatting van de effecten: volgens de verificatieberekening 2003 wordt dit type verzilting in de huidige situatie met 20 mg Cl/l onderschat (Figuur 3.21 en paragraaf 3.11). Een toekomstig zout VZM kan een extra bijdrage aan dit type verzilting veroorzaken van maximaal 55 mg Cl/l. Berekende inlaatbeperkingen De hierboven beschreven modelresultaten zijn samengevat in Tabel 3.3 en Tabel 3.4. Zoals hierboven is aangegeven zijn de in deze tabellen weergegeven normoverschrijdingen een onderschatting voor de huidige situatie (vergelijk Tabel 3.2). Daarom worden de klimaateffecten in deze tabellen waarschijnlijk ook onderschat. Daar staat tegenover dat W+ voor zoetwatervoorziening het meest ongunstige klimaatscenario is. Tabel 3.3

Samenvatting modelresultaten: frequentie van periodes van 7, 24 of 48 uur van overschrijding van de chloridenorm van 150 mg/l in respectievelijk het huidig klimaat en in 2050 bij scenario G en W+ (bron: Deltares, 2013, bijlage D).

Overschrijding Soort jaar

locatie Bernisse (150 mg/l, hele jaar)

Tabel 3.4

7 uur

Huidig 24 48 uur uur

+

G 2050 7 24 48 uur uur uur

W 2050 7 24 48 uur uur uur

Gemiddeld

2

0

0

2

0

0

5

0

0

Droog

1

0

0

1

0

0

3

0

0

Extreem droog

17

15

15

16

14

14

48

37

32

Overschrijding van verschillende normconcentraties in een extreem droog jaar (1976 voor externe verzilting eens per 25 jaar) gedurende 7,24 en 48 uur (bron: Deltares, 2013, bijlage D).

150 mg/l hele jaar 7 uur 24 uur 48 uur Bernisse huidig + W 2050 W+ 2100

40

17 48 108

15 37 99

15 32 99

150 mg/l zomer 250 mg/l zomer 600 mg/l zomer 7 uur 24 uur 48 uur 7 uur 24 uur 48 uur 7 uur 24 uur 48 uur 1 6 66

0 5 58

0 5 58

1 1 56

0 1 54

0 0 54

1 1 5

0 0 2

0 0 0



4 Invloeden bellenpluim en verdieping Nieuwe Waterweg 4.1

Ten geleide Er zijn geen kant-en-klare (model)rapportages beschikbaar die het effect van een bellenpluim in de monding van de Nieuwe Waterweg op de verzilting van het Spui en de Bernisse-inlaat beschrijven, noch die van verdieping van de Nieuwe Waterweg. De bellenpluim is wel uitvoerig onderzocht (Friocourt et al, 2012; Friocourt et al, 2013a; Friocourt et al, 2013b). Echter, dit onderzoek was vooral gericht op de zoutindringing tot Gouda. Bovendien werd vanwege de onbekende betrouwbaarheid van de simulaties van zoutdispersie in de Hollandsche IJssel vanaf de Brienenoordbrug naar Gouda het zoutgehalte bij de Brienenoordbrug als referentie gekozen. Alle aandacht ging in dit onderzoek dus uit naar de Brienenoordbrug en naar de reductie in zoutgehalte en naar de zeewaartse verschuiving van de zouttong t.g.v. de bellenpluimen. Dat laatste gemeten in kilometers verschuiving. De hoofdconclusie was dat onder normale omstandigheden de berekende getijgemiddelde reductie van de zoutindringingslengte aan de noordkant van de RijnMaasmonding (Nieuwe Waterweg-Nieuwe Maas-Lek) tussen 2 à 6 km bedraagt. Bij stormopzet wordt de zoutindringingslengte minder beperkt tot ongeveer 0,5 à 1 km.22 Wegens deze gerichtheid van het onderzoek op de noordrand wordt in dit hoofdstuk aanvullend een verwachting voor de zuidrand (Bernisse) beargumenteerd en kwalitatief geduid. Deze zijn beide gebaseerd op een gesprek bij RWS-WNZ.23

4.2

Effect van bellenpluim Nieuwe Waterweg op verzilting Spui / Bernisse-inlaat Een bellenpluim in de monding van de Nieuwe Waterweg veroorzaakt verticale menging. Daardoor wordt het zout in de onderste waterlaag gemengd met het zoetere water in de bovenlaag. Het effect daarvan is dat de over de verticaal gemengde massa zout minder ver stroomopwaarts doordringt dan eenzelfde zoutmassa in een zouttong in de onderste waterlaag. Stroomopwaarts gelegen zoetwaterinlaatpunten (zoals bij Gouda) blijven dan langer zoet en er is minder bovenstroomse rivierafvoer nodig om het zoute water terug naar zee te duwen. Het effect van een bellenpluim kan daarom worden uitgedrukt in een equivalent rivierdebiet (bijvoorbeeld 50 of 200 m 3/s) of in kilometers minder zoutindringing. Een bellenpluim is alleen effectief als er bij aanvang sprake is van een echte zouttong, dus een groot verticaal verschil in zoutconcentratie. Dit concentratieverschil tussen onder- en bovenlaag moet minimaal 4000 mg Cl/l zijn. Dat is alleen het geval bij rustige weersomstandigheden in combinatie met (langdurig) lage rivierafvoer. En dat zijn precies de omstandigheden waaronder zout kan doordringen tot in de Hollandse IJssel en het inlaatpunt bij Gouda (‘type 0 verzilting’). Maar onder deze omstandigheden kan zout niet doordringen tot in het Spui. Type 0 verzilting kan de Bernisse-inlaat niet bereiken. Ook bij een lichte type 1 verzilting (plotselinge maar niet te grote windopzet op zee in combinatie met lage rivierafvoer, voorbeeld: 25 mei 2011, zie paragraaf 3.8) blijft de verticale zoutgradiënt in de monding van de Waterweg misschien aanwezig en is een bellenpluim mogelijk effectief. Maar deze vorm van verzilting is in het Spui altijd kortdurend (maximaal enkele uren). Door adequaat beheer,

22

Deze alinea is gebaseerd op een reactie van Rob Uittenboogaard (Deltares) op het eindconcept van het

23

Dit gesprek vond plaats op 11-12-‘13-1400. Deelnemers waren Evrim Akar, Ary van Spijk, Pieter Beeldman, Sacha

onderhavige rapport (dd 7 februari 2014) de Goederen (allen RWS-WNZ), Herman Haas (RWS-WVL) en Ies de Vries (Deltares).


41


namelijk automatische sluiting (en heropening nadat de piek voorbij is) van de Bernisse-inlaat bij overschrijding van 150 mgCl/l heeft dit type verzilting geen negatieve invloed op de kwantiteit en kwaliteit van de watervoorziening vanuit het Brielse Meer. Bij stormopzet, zoals tijdens de Sint Nicolaasstorm 2013 is er niet zozeer sprake van extra menging in de Nieuwe Waterweg maar van indringend zeewater door de kombergende stroming naar landinwaarts gelegen wateren. Daartegen zijn bellenpluimen weinig effectief, ze houden immers geen water tegen (zie voetnoot 22). Deze vorm van verzilting is wel bedreigend voor de watervoorziening vanuit het Brielse Meer (niet zozeer de heftige maar kortdurende type 1 verzilting, maar wel het naijleffect, langdurige type 2 verzilting ten gevolge van oplading van het Haringvliet), maar deze kan met een bellenpluim niet effectief worden bestreden. De conclusies ten aanzien van de effectiviteit van een bellenpluim in de monding van de Nieuwe Waterweg voor de Bernisse-inlaat aan het Spui zijn daarmee: • Een bellenpluim is mogelijk effectief voor het tegengaan van vormen van verzilting die niet bedreigend zijn voor de Bernisse-inlaat (type 0 en lichte type 1 verzilting) • Een bellenpluim lijkt niet effectief voor het tegengaan van vormen van verzilting die wel bedreigend zijn voor de Bernisse-inlaat (sterke type 1 verzilting en daardoor type 2 verzilting) 4.3

Invloed verdieping Nieuwe Waterweg op verzilting Spui / Bernisse-inlaat De meest bedreigende vorm van verzilting voor de Bernisse-inlaat is de combinatie van type 1 en type 2 verzilting: een sterke achterwaartse verzilting (type 1) die via het Spui doordringt tot in het Haringvliet, en in extreme gevallen via de Dordtsche Kil tot in het Hollandsch Diep. Daardoor worden de geulen en putten in Haringvliet en Hollandsch Diep opgeladen met zout water. En dit geeft het risico van forse en vooral langdurige verzilting van het Spui en de Bernisse-inlaat (type 2), vooral als de afvoer van dit zout door spui via de Haringvlietsluizen niet of slechts beperkt mogelijk is ten gevolge van lage rivierafvoeren. De hoeveelheid zout water die doordringt tot in Haringvliet en Hollandsch Diep wordt bepaald door de komberging: het grote oppervlak van deze wateren en het waterstandsverschil met Hoek van Holland tijdens de wind(storm)opzetperiode (de HL parameter, zie paragraaf 3.5), en niet door de snelheid waarmee deze komberging wordt gevuld. De verwachting is dat een relatief geringe verruiming door verdieping van het doorstroomprofiel op een deel van het traject (Nieuwe Waterweg – Oude Maas – Spui) een verwaarloosbare invloed heeft op deze vormen van verzilting. Deze verwachting wordt ondersteund door het modelonderzoek door Svašek Hydraulics naar de effecten van de verdieping (in opdracht van het Havenbedrijf Rotterdam) (Leeuwen, 2014). Validatie van het gebruikte model, alsmede toepassing op goed gemeten lage afvoersituaties in 2003 en 2011, moeten echter nog plaatsvinden (zie voetnoot 22).

42



5 Mogelijkheden voor optimalisatie Welke mogelijkheden zijn er om de zoetwatervoorziening vanuit het BBM robuuster te maken, om zodoende de verwachte effecten van klimaatverandering tegen te gaan? Dit hoofdstuk beantwoordt deze vraag; waar mogelijk kwantitatief en anders in kwalitatieve termen, en waar mogelijk met een globale schatting van de investeringskosten. De vertrekpunten voor dit hoofdstuk zijn de bevindingen uit de hoofdstukken 2 en 3: 1

2 3 4

5 6 7

5.1

De zoetwatervoorziening uit het BBM is gebaseerd op een grote inlaatcapaciteit (‘flux’), maar het meer heeft een kleine buffercapaciteit wanneer de Bernisse-inlaat dichtgezet moet worden wegens externe verzilting. De interne verzilting van het BBM door zoute kwel is verwaarloosbaar. De externe verzilting in het Spui heeft drie verschijningsvormen: Type 1: kortdurend maar extreem, type 2: langdurig en fors en type 3: zeer langdurig maar gering. Volgens de berekeningen met het deltamodel neemt door klimaatverandering in scenario W+ vooral de kortdurende maar extreme verzilting toe, maar geeft dit pas echt problemen in het zichtjaar 2100. Tot 2050 blijven de problemen (namelijk frequentere en langere inlaatstops) zelfs in dat scenario beperkt tot extreem droge jaren met een kans van voorkomen van 1%. De andere twee typen externe verzilting worden onderschat door het deltamodel. Deze onderschatting is ongeveer 40 mg Cl/l in een situatie als najaar 2003 (10% droog jaar) Een toekomstig zout VZM kan een extra verhoging van de langdurige verzilting in najaar en winter (types 2 en 3) van maximaal 55 mg Cl/l veroorzaken. Vooral de mogelijke toename van de frequentie van langdurige forse verzilting in najaar en winter (type 2) – zoals die werkelijk is opgetreden in oktober 2003, in de periode december 2005 – februari 2006 en in december 2013 – vormt een bedreiging van de bruikbaarheid van het BBM voor industriewatervoorziening.

Waterinlaat via de Inlaatsluis Spijkenisse tijdens type 2 verzilting Tijdens type 2 verzilting is het zoutgehalte in de Oude Maas (Beerenplaat, Spijkenissebrug) gedurende weken – maanden lager dan in het Spui bij de Bernisse-inlaat • In oktober 2003 bleef tijdens een groot deel van de periode van normoverschrijding bij de Bernisse-inlaat het chloridegehalte in de Oude Maas bij Beerenplaat onder de norm van 150 mg/l (Figuur 3.10, bovenste grafiek) • in december 2005 was het chloridegehalte bij de Bernisse-inlaat hoger dan 350 mg/l, in de Oude Maas bij Beerenplaat tijdens eb niet veel hoger dan 200 mg/l (Figuur 3.13, bovenste grafiek) • in december 2013 begon de continue normoverschrijding bij de Bernisse-inlaat ten gevolge van type 2 verzilting op 12 december en hield aan tot 21 december. In de Oude Maas was in die periode het chloridegehalte tussen de getijpieken niet hoger dan 100130 mg/l (Figuur 3.19). De suggestie aan de beheerder ligt nu voor de hand24: Sluit in zulke omstandigheden de Bernisse-inlaat en ga water inlaten vanuit de Oude Maas via de Inlaatsluis Spijkenisse en het Voedingskanaal (Figuur 2.1). Gebruik de chloridemeting van RWS bij Spijkenissebrug voor het tijdig dichtzetten van de inlaat tijdens chloridepieken bij vloed.

24

Aangedragen door Sacha de Goederen, RWS-WNZ


43


Deze beheermaatregel kan ook soelaas bieden voor andere vormen van verzilting die vanuit het Haringvliet komen zoals zoutlekkage vanuit een toekomstig zout Volkerak-Zoommeer. In 1992 is de Inlaatsluis Spijkenisse (net als de Bernisse inlaat) geijkt door het WL. Het gaat om een inlaatwerk met 5 schuiven van 4 meter breed, de maximale capaciteit is 64 m 3/s. Hiervoor is nog geen 10 cm peilverschil nodig tussen Oude Maas en Voedingskanaal. Met deze capaciteit volstaan periodes van één tot enkele uren per etmaal waarbij ingelaten kan worden om het peil op het Brielse Meer te handhaven. Bij een groter peilverschil en volledig geopende schuiven kan de capaciteit nog groter worden25.

Figuur 5.1

Waterinlaatopties voor het Brielse Meer tijdens verzilting van de Bernisse inlaat vanuit het Haringvliet (type 2 verzilting) na de Sint Nicolaasstorm 2013 (zie tekst voor uitleg).

Figuur 5.1 illustreert de mogelijkheid van waterinlaat via de Inlaatsluis Spijkenisse na de Sint Nicolaasstorm 2013. De rode balken langs de x-as markeren de periodes van normoverschrijding bij de Bernisse-inlaat (chloride > 150 mg/l, rode lijn in de grafiek) direct na de storm (type 1 verzilting, 6- 8 december) en gedurende 11- 21 december (10 dagen type 2 verzilting). De groene balkjes langs de x-as markeren de ‘inlaatvensters’ via de Inlaatsluis Spijkenisse. In deze korte periodes, één tot enkele uren per getij, wordt voldaan aan twee criteria: • chloride in de Oude Maas bij Spijkenissebrug <150 mg/l (bruine lijn in de grafiek) • waterstand in de Oude Maas >NAP+10cm (blauwe lijn in de grafiek) Omdat de getijpiek enkele uren vooruitloopt op de zoutpiek is er onder normale omstandigheden bijna elk getij een inlaatvenster. 5.2

Optimalisatie van het beheer van het BBM systeem door WSHD Met optimalisatie van beheer binnen het bestaande watersysteem zijn vooral aanpassingen in de aansturing van inlaten nodig. Deze aanpassingen zijn niet erg kostbaar en kunnen wel een positief effect hebben op de beschikbaarheid van zoet water. Door optimalisatie wordt de sturing zo aangepast dat de buffercapaciteit van het Brielse Meer optimaal wordt benut en water wordt ingelaten op de momenten dat het water in het Spui de laagste chloridegehaltes heeft. Daarbij kunnen de volgende situaties onderscheiden worden: • Normale omstandigheden. Chloride concentraties op het Spui zijn beneden de 150 mg/l en er worden voor de komende periode geen innamebeperkingen voorzien. Er kan een gemiddeld peil op het Brielse Meer nagestreefd worden.

25

Email Alex de Klerk 20 december 2013

44



•

Verzilting van het Spui verwacht. Wanneer verwacht wordt dat er binnen enkele dagen periodes met verzilting op zullen treden in het Spui kan de buffer maximaal aangevuld worden. Het maximale peil op het Brielse Meer wordt nagestreefd. • Kortdurende sterke verzilting van het Spui. De inlaat wordt gestopt en het peil op het Brielse Meer mag zakken tot het minimale niveau. Indien mogelijk wordt water ingelaten via de inlaatsluis Spijkenisse. • Langdurige lichte verzilting van het Spui. Het peil op het Brielse Meer mag in eerste instantie uitzakken maar bij het bereiken van een minimum niveau wordt een minimale hoeveelheid ingelaten waarmee het minimale peil gehandhaafd kan worden en aan de meest noodzakelijke watervraag vanuit het meer kan worden voldaan. Het inlaatcriterium wordt tijdelijk verhoogd tot bijvoorbeeld 250 mg/l. Uiteraard heeft dit consequenties voor de concentraties in het Brielse Meer die tijdelijk hoger kunnen zijn. Zolang de peilvariatie beperkt wordt tot de huidige marges van het peilbesluit is er alleen inzicht in de (verwachte) beschikbaarheid van inlaatwater nodig. Wel moet de sturing van de inlaten en spuisluis aangepast worden. In bijlage A is de beheeroptimalisatie verder uitgewerkt. De kosten bedragen circa 2 miljoen euro bij een peilfluctuatie binnen de huidige marges van het peilbesluit (20 cm) en circa 6 miljoen bij een verdubbeling van de huidige marge (40 cm). 5.3

Gebruik van het drinkwater- / ruwwatersysteem van Evides Het optreden van hogere zoutgehaltes in het Spui die nopen tot het sluiten van de Bernisseinlaat komen (bijna) uitsluitend voor in najaar en winter, en zijn dus vooral bedreigend voor de industriewatervoorziening. Evides heeft de mogelijkheden onderzocht voor het beschikbaar maken van water aan gebruikers van het Brielse Meer. De resultaten staan uitgewerkt in bijlage 7B. Er zijn drie realistische mogelijkheden. 1 Een mogelijkheid die in principe zo ingezet kan worden is de levering van drinkwater vanaf Beerenplaat via het bestaande drinkwaternet (alternatief 4 in Bijlage 7B). Wat betreft de productie capaciteit is er 1,1 m3/s beschikbaar. Dit is waarschijnlijk voldoende om de industriële gebruikers die dat willen drinkwater te laten gebruiken. Daarbij zij aangetekend dat niet getest is of de druk in het transportnet voldoende is om alle gebruikers van de gewenste hoeveelheden water te voorzien en of het leidingmateriaal dit toestaat. Als gedurende langere perioden drinkwater wordt gebruikt, lopen de kosten wel behoorlijk op. Als het zoutgehalte zodanig hoog is dat het niet meer geschikt is voor de demiwaterproductie van Evides Industriewater, schakelt deze installatie ook over op drinkwater. Met de huidige gebruiken zal het extra industriëel drinkwatergebruik waarschijnlijk onder 1,1 m3/s blijven. 2 Levering van Biesboschwater via spaarbekken Beerenplaat naar Bernisse - Brielse Meer systeem (bijv. nabij de Bernisse inlaat, of in het voedingskanaal) via een leiding van ca. 6 km (alternatief 2a in Bijlage 7B). Hiermee is een continue levering van 2 m 3/s mogelijk. Met het huidige gebruik van Brielse-Meerwater door de industrie, zou met deze capaciteit voldaan kunnen worden aan de vraag van de industrie, maar niet aan die van de andere gebruikers. Bij dit alternatief wordt het water toegevoegd aan het oppervlaktewatersysteem en zal vermenging optreden met zouter water dat alsnog ingelaten zal moeten worden bij Bernisse (om in het totaal aan waterafname te kunnen voorzien). Een kanttekening is dat deze capaciteit niet beschikbaar is als er een (grote) calamiteit optreedt in het drinkwatersysteem van Evides. De kans op een dergelijke calamiteit is echter gering. Deze aanvoer van ruwwater vergt een investering van tien tot enkele tientallen miljoenen euro’s.


45


3

5.4

Levering van Biesboschwater vanuit spaarbekken Beerenplaat naar de Brielse-Meer pompstations van Evides, zodat het water van daaruit via de bestaande netten geleverd kan worden (alternatief 3 in Bijlage B). Hiermee kan het ruwe Biesboschwater exclusief aan de industrie worden geleverd. Dit vergt echter veel grotere investeringen in leidingen om het water bij de pompstations van Evides te krijgen. Ook geldt hier dezelfde kanttekening dat deze capaciteit niet beschikbaar is als er een (grote) calamiteit optreedt in het drinkwatersysteem van Evides. De kans op een dergelijke calamiteit is echter gering. Deze aanvoer van ruwwater vergt een investering van tenminste honderd miljoen euro.

Wateraanvoer naar het Brielse Meer via de Brielse-Meerleiding Tijdelijke vervanging van de Bernisse-inlaat is in principe mogelijk door via de BrielseMeerleiding geen water te onttrekken, maar water aan te voeren vanuit Delfland. De eerste vraag die dan moet worden beantwoord is of het met de huidige leiding + gemaal technisch mogelijk is om de stroomrichting om te draaien. Dat blijkt niet het geval te zijn.26 Vanwege de investeringen die dan gedaan moeten worden en de overige onzekerheden wordt deze mogelijkheid niet verder beschouwd.

5.5

Grootschalige alternatieve aanvoer Volledige vervanging van de Bernisse-inlaat door grootschalige alternatieve aanvoer is op twee manieren mogelijk: • aanvoer van (rijks)oppervaktewater via een nieuw aan te leggen route, bijvoorbeeld door de Hoeksche Waard. • aanvoer van Biesboschwater vanaf Petrusplaat naar Brielse Meer / havengebied via een volledig nieuwe leiding (zie bijlage B). Beide mogelijkheden vergen investeringen van honderden miljoenen euro’s.

5.6

Adaptatiepad Maatregelen voor het Bernisse- Brielse-Meersysteem zullen onderdeel vormen van de adaptatiepaden in de voorkeursstrategie van het deltaprogramma Zoetwater. Op grond van de analyseresultaten van deze robuustheidstoets en de hierboven beschreven optimalisatiemogelijkheden wordt voorgesteld de volgende maatregelen op te nemen in het ‘Adaptatiepad West-Nederland en Zuidwestelijke delta met aanvoer’. 1. Programmering: 1.1. Waterinlaat via de Inlaatsluis Spijkenisse tijdens verzilting Bernisse-inlaat 1.2. Beheeroptimalisatie binnen de huidige peilmarges 1.3. Levering van drinkwater aan industriële gebruikers 2. Agendering 2.1. Beheeroptimalisatie bij verdubbeling van de buffercapaciteit door ruimere peilmarges 2.2. Levering van Biesboschwater vanaf Beerenplaat naar het Brielse Meer en/of 2.3. Levering van Biesboschwater vanaf Beerenplaat naar de Brielse Meerwater pompstations van Evides 3. Lange termijn opties 3.1. Grootschalige alternatieve aanvoer via (rijks)oppervlaktewater 3.2. Grootschalige alternatieve aanvoer via leidingen

26

Email Fincent van Woerden dd 21-01-2014

46



6 Conclusies 1. Het Bernisse- Brielse-Meersysteem (BBM) is een dynamische, op flux gebaseerde zoetwatervoorziening met een geringe buffercapaciteit, die intensief wordt gebruikt voor (landbouw)watervoorziening op Voorne-Putten, doorvoer naar Delfland en industriewatervoorziening in het Rotterdamse havengebied. De aanvoercapaciteit vanuit het Spui (23 m 3/s, een waterschijf van 36 cm/dag) is groter dan de som van de drie piekwatervragen (10 m 3/s, een waterschijf van 16 cm/dag). 2. Bij een gesloten Bernisse-inlaat (door externe verzilting) is de buffercapaciteit (de statische voorraad) van het BBM heel klein. Met de onder huidig beheer beschikbare waterschijf van 20 cm kan slechts gedurende 1,2 dag aan de maximale gecombineerde watervraag worden voldaan. Alleen bij reservering van de buffer voor één (van de drie) gebruiker(s), is er een ‘bruikbare’ buffervoorraad voor maximaal 7 dagen. 3. Met aanpassingen (bijv. het aanbrengen van drijvende steigers) is in de toekomst een peilbeheer mogelijk waarbij er circa 40 cm gebufferd kan worden. Hierdoor kan de bufferperiode in de winter voor uitsluitend industrieel gebruik verdubbeld worden tot 14 dagen. 4. In de nabije toekomst wordt een toename voorzien van industrieel watergebruik van de huidige piekvraag 1,8 m 3/s naar 2,5 m3/s. De bufferperiode zal dan weer teruglopen naar 5 (bij 20 cm) tot 10 dagen (bij 40 cm). Op de lange termijn kan het industrieel watergebruik toenemen tot 5 m3/s. De doorvoer naar Delfland zal op de lange termijn kunnen toenemen van 4 m 3/s naar 6 m3/s. De aanvoercapaciteit vanuit het Spui is ruim voldoende voor deze toenames. 5. De invloed van interne verzilting door zoute kwel is in het BBM verwaarloosbaar. Zoute kwel veroorzaakt een tijdgemiddelde verhoging van de chloriniteit met maximaal 2 mg/l. Additionele doorspoeling voor bestrijding van de interne verzilting is niet nodig. 6. De externe verzilting in het Spui bij de Bernisse-inlaat heeft drie verschijningsvormen: type 1, kortdurend maar extreem (enkele uren tot maximaal enkele getijperioden, >> 500 mg Cl/l): de zoutindringing bij ingaand tij via Waterweg en Oude Maas dringt door tot in het Spui en veroorzaakt kortdurende extreme verhoging van de chloriniteit; type 2, langdurig en fors (weken-maanden, 200-500 mg Cl/l): Deze verzilting wordt veroorzaakt doordat als na-ijleffect van type 1 verzilting een hoeveelheid zeewater achterblijft in de bodemwaterlaag van het Haringvliet, die in de weken-maanden daarna via het Spui weer wordt afgevoerd. type 3, zeer langdurig maar gering (langer dan één maand, 150-200 mg Cl/l): deze verzilting wordt veroorzaakt doordat bij langdurig lage rivierafvoeren gaandeweg de chloriniteit van het rivierwater steeds verder oploopt. Een toekomstig zout VZM zal onder maatgevende omstandigheden (langdurig lage rivierafvoer en gesloten Haringvlietsluizen) een verhoging van de chloriniteit bij de Bernisse-inlaat kunnen veroorzaken van maximaal 55 mg/l. Alle drie typen externe verzilting komen nagenoeg uitsluitend voor in najaar en winter omdat alleen dan de rivierafvoer langdurig laag kan zijn. Type 1 en type 2 verzilting zijn bovendien afhankelijk van windopzet op zee, en ook dat komt bijna alleen voor in najaar en winter.


47


7. Door de lange duur en de forse verhoging van het chloride gehalte vormt verzilting ten gevolge van oplading van het Haringvliet (type 2) een bedreiging voor de zoetwatervoorziening vanuit het Brielse Meer. De buffercapaciteit van het Brielse Meer is daarvoor te klein. Deze vorm van verzilting is sinds 2000 drie keer voorgekomen, alle drie in najaar – winter (2003, 2005-2006 en 2013). 8. Volgens de resultaten van het deltamodel kan vooral de kortdurende maar extreme verzilting (type 1) toenemen door klimaatverandering, maar geeft dit pas echt problemen in het zichtjaar 2100 in scenario W+. Tot 2050 blijven de problemen (namelijk frequentere en langere inlaatstops) ook in dit scenario beperkt tot extreem droge jaren met een kans van voorkomen van 1%. In scenario G nemen de problemen in het geheel niet toe. De andere twee typen externe verzilting worden in de berekeningen met het deltamodel onderschat met naar schatting 40 mg/l (najaar 2003, 10% droog jaar). 9. Een bellenpluim in de Nieuwe Waterweg lijkt niet effectief voor het tegengaan van vormen van verzilting die bedreigend zijn voor de Bernisse-inlaat, namelijk sterke achterwaartse verzilting (type 1) en daardoor verzilting door oplading van het Haringvliet (type 2). 10. De invloed van verdieping van de Nieuwe Waterweg op verzilting bij de Bernisse-inlaat ten gevolge van de oplading van het Haringvliet (type 2) is waarschijnlijk verwaarloosbaar. 11. Waterinlaat vanuit de Oude Maas via de Inlaatsluis Spijkenisse lijkt een kansrijk alternatief voor de Bernisse-inlaat tijdens verzilting van het Spui door oplading van het Haringvliet (type 2). Deze beheermaatregel kan ook soelaas bieden voor andere vormen van verzilting die vanuit het Haringvliet komen zoals zoutlekkage vanuit een toekomstig zout Volkerak-Zoommeer. 12. Met optimalisatie van beheer binnen het bestaande watersysteem kan de buffercapaciteit van het Brielse Meer optimaal worden benut en kan water worden ingelaten op de momenten dat het water in het Spui de laagste chloridegehaltes heeft. De kosten bedragen circa 2 miljoen euro bij een peilfluctuatie binnen de huidige marges van het peilbesluit (20 cm) en circa 6 miljoen bij een verdubbeling van de huidige marge (40 cm). 13. Voor de levering van drinkwater via het bestaande drinkwaternet is een productiecapaciteit van 1,1 m3/s beschikbaar. Dit is waarschijnlijk voldoende om de industriële gebruikers die dat willen dit water te laten gebruiken. De aanvoer van drinkwater gaat via het bestaande drinkwaternet en vergt dus geen investeringen. Daarbij zij aangetekend dat niet getest is of de druk in het transportnet voldoende is om alle gebruikers van de gewenste hoeveelheden water te voorzien en of het leidingmateriaal dit toestaat. Als gedurende langere perioden drinkwater wordt gebruikt, lopen de kosten wel op. 14. Met maximale benutting van de transportcapaciteit voor ruwwater van Petrusplaat (Biesbosch) naar het spaarbekken Beerenplaat is een continue levering van 2 m3/s mogelijk. Een kanttekening is dat deze capaciteit niet beschikbaar is als er een (grote) calamiteit optreedt in het drinkwatersysteem van Evides. De kans op een dergelijke calamiteit is echter gering. Deze aanvoer van ruwwater vergt een investering van tien tot enkele tientallen miljoenen euro’s.

48



15. Aanbevolen wordt om (1) Waterinlaat via de Inlaatsluis Spijkenisse, (2) Beheeroptimalisatie binnen de huidige peilmarges en (3) Levering van drinkwater aan industriële gebruikers te programmeren in het adaptatiepad ‘West-Nederland en Zuidwestelijke delta met aanvoer van het deltaprogramma Zoetwater’. Maatregelen (1) en (2) vergen 2 M€ investering. Maatregel (3) vergt mogelijk ook investeringen omdat niet getest is of de druk in het transportnet voldoende is om alle gebruikers van de gewenste hoeveelheden water te voorzien en of het leidingmateriaal dit toestaat.


49


7 Referenties De Brielse Dijkring, 2004. Peilbesluit Zoetwaterboezem. Rapport waterschap De Brielse Dijkring. Deltaprogramma Zoetwater, 2012. 2e fase lange termijn probleemanalyse. Zoetwatervoorziening in de Zuidwestelijke Delta en Rijnmond-Drechtsteden. Regionale probleemanalyse deltaprogramma zoetwater, juni 2012. Deltares, 2013. Effecten van maatregelen voor de zoetwatervoorziening in Nederland in de 21e eeuw. Deltaprogramma Zoetwater, rapportage fase 4, spoor 1. Auteurs: M. Haasnoot, J. ter Maat, M. van der Vat, J. Hunink, G. Prinsen, M. Visser, R. van der Sligte, H. Verheij, C. Wesselius, R. van Ek, M. Maarse. Deltares concept rapport 1207773-000. Friocourt, Y, T. vd Kaaij, R. Uittenbogaard, R. Plieger en D. Verploegh, 2012. Inzetbaarheid van luchtbellenschermen voor het beperken van de zoutindringing in de Rijn-Maasmonding. Locatieonderzoek en noodzakelijke grootte van het entrainmentdebiet. Deltares rapport 1205285-000. Friocourt,Y, R. Uittenbogaard, J. Cornelisse en S. Balkema, 2013a. Luchtbellenpluimen in de Nieuwe Waterweg. Eindrapportage schaalonderzoek. Deltares rapport 1206501-000. Friocourt,Y, R. Uittenbogaard en D. Verploegh, 2013b. Luchtbellenpluimen in de Nieuwe Waterweg. Rapportage verre-veld scenarioberekeningen. Deltares rapport 1206501-000. LCW, 2011. Droogteberichten 30 mei, 6 juni en 14 juni, nummers 2011-08, -09 en -10. Leeuwen, Bas van, 2014. Effectbepaling Verdieping Botlek. Concept memo Svašek Hydraulics 712/U14001/C/BvL. Rijkswaterstaat, 2004. Evaluatie droogte periode 2003. De situatie in het noordelijk deltabekken in de periode met een lage afvoer van de Rijn in juli t/m oktober 2003: waterbeweging en verzilting. Rijkswaterstaat, Directie Zuid-Holland, Afdeling AP, Notanummer AP/2401750/2004/03. Spijk, A. van, 2006. Evaluatie verzilting en ontzilting van het Haringvliet na de storm van 24/25 november 2005. Rijkswaterstaat Zuid Holland, Notanummer AP/2006/03. Spijk, Ary van, 2013. Opmerkingen/aanvullingen/vragen bij “toetsing robuustheid Brielse Meer voor zoetwatervoorziening; fase 1: quick scan” (conceptrapport Deltares, 1208514-000). Memo RWS-WNZ. Vries, I. de, J. ter Maat en E. van Velzen, 2012. Toekomstbestendigheid besluit VolkerakZoommeer: een robuuste beslissing?. Deltares-rapport 1205971-000. Vries, I. de, 2013. Invloed van golfoverslag over de Afsluitdijk bij extreme stormen op de zoutbelasting van het IJsselmeer. Deltares-rapport 1206586-000.


51


Zijl, F. en T. Bogaard, 2013. 3D hydrodynamische modellering Brielse Meer. Deltares-rapport 1207482-000 (iov Waterschap Hollandse Delta).

52



A Optimalisatie van het beheer van het Brielse Meer Deze bijlage is opgesteld door Alex de Klerk, WSHD A.1

Huidige situatie De huidige aansturing van de belangrijkste waterbeheersingsobjecten is als volgt: Inlaat Bernisse en Spuisluis Rozenburg De inlaat Bernisse wordt geopend zodra het peil op het Brielse Meer daalt beneden een vaste waarde nabij het streefpeil. Enige andere voorwaarde is dat het chloridegehalte ter plaatse van het inlaatpunt beneden de 150 mg/l is. De Spuisluis Rozenburg wordt geopend zodra de buitenwaterstand laag genoeg is om onder vrij verval te kunnen spuien. Het spuien gaat door totdat het water gedaald is tot enkele centimeters beneden streefpeil. Daarna wordt de spuisluis gesloten en wordt het meer aangevuld via de inlaat Bernisse. Door deze combinatie wordt er een continue doorspoeling van het systeem gerealiseerd. De doorspoeling en het gebruik vanuit het meer zijn zodanig dat de verblijftijd in het meer relatief kort is (circa 20 dagen). De Spuisluis Spijkenisse wordt handmatig op locatie aangestuurd en wordt in de huidige praktijk slechts incidenteel ingezet om water in te laten. Inlaat naar de polders van Hollandse Delta Via inlaten wordt onder vrij verval water naar de polders ingelaten. Een deel van de inlaten is geautomatiseerd en een deel is handbediend. De geautomatiseerde inlaten zijn peilgestuurd waarbij de instellingen zo zijn dat er gedurende vrijwel het gehele jaar water ingelaten wordt. Ook handbediende inlaten zijn vrijwel het gehele jaar (deels) geopend. Waterpeil en buffering Onder normale omstandigheden is er een vast peil met beheermarges van 10 cm plus en min. De sturing is zodanig dat het peil zo dicht mogelijk bij het streefpeil blijft. Onder normale omstandigheden vindt er geen buffering van water plaats. In bijzondere omstandigheden (droogte en verzilting) worden instellingen handmatig aangepast waardoor onnodig spuien wordt voorkomen en water zoveel mogelijk wordt vastgehouden.

A.2

De maatregel Het doel van de maatregel is het optimaliseren van het beheer. Deze optimalisatie is vooral gericht op de zoetwatervoorziening. De optimalisatie bestaat uit een aantal onderdelen: 1 Inlaten op de meest gunstige locatie 2 Inlaten onder de meest gunstige omstandigheden 3 Voorkomen van onnodige doorspoeling in situaties met (dreigende) zoetwatertekorten. 4 Optimaal benutten van de buffercapaciteit van het meer. 5 Vergroting van de buffer door een ruimere beheermarge. Onderstaand wordt op elk van bovenstaande onderdelen ingegaan. 1. Inlaten op de meest gunstige locatie Onder normale omstandigheden is de kwaliteit ter plaatse van de inlaat Bernisse beter dan ter plaatse van de Spuisluis Spijkenisse. Bovendien is de invloed van het getij ter plaatse van


53


de inlaat Bernisse gering waardoor de inlaat niet gestremd wordt door laag buitenwater. Ter plaatse van de Spuisluis Spijkenisse is er een veel grotere invloed van het getij waardoor zowel het chloride gehalte als de peilen hier veel sterker variëren en inlaat slechts gedurende enkele uren per getij mogelijk is. Bij verzilting van het Haringvliet kan het Spui gedurende weken tot maanden verzilten waardoor het niet mogelijk is om water in te laten met een chloridegehalte beneden de 150 mg/l. De concentraties ter plaatse van de Spuisluis Spijkenisse kunnen dan soms gunstiger zijn en er kan afgeweken worden van de normale inlaatlocatie. Indien er zowel bij de inlaat Bernisse als de spuisluis Spijkenisse actuele gegevens over de chloride concentraties beschikbaar zijn en beide objecten automatisch aan te sturen zijn met de technische automatisering kan altijd ingelaten worden op de meest gunstige locatie. Om in te kunnen laten op de meest gunstige locatie is het noodzakelijk dat de Inlaatsluis Spijkenisse aangesloten wordt op de technische automatisering en gekoppeld wordt aan een chloride meting ter plaatse van het inlaatpunt. Dit betreft een relatief eenvoudige aanpassing van het bestaande object. 2. Inlaten onder de meest gunstige omstandigheden Het chloridegehalte in het Spui varieert in de loop van de tijd waarbij incidenteel de grenswaarde van 150 mg/l wordt overschreden. Om het chloridegehalte in het meer zo laag mogelijk te houden is het noodzakelijk om in te laten op momenten dat het water in het Spui zo zoet mogelijk is. In de huidige situatie wordt alleen gestuurd op het actuele chloridegehalte ter plaatse van het inlaatpunt. Er wordt niet gekeken naar het verwachte verloop van het chloridegehalte. Met de kennis uit de robuustheidstoets is op basis van meteogegevens en data van het hoofdsysteem een inschatting te maken van het te verwachten chloridegehalte in het Spui en op de Oude Maas. Indien het chloridegehalte voor de komende periode kan worden voorspeld, kan geanticipeerd worden op periodes waarbij niet ingelaten kan worden. Om het chloridegehalte op het Spui te kunnen voorspellen en aansturing van de inlaten op basis van deze gegevens mogelijk te maken is het noodzakelijk om een koppelingen te realiseren tussen de technische automatisering die de inlaat aanstuurt en gegevens die bepalend zijn voor het chloride gehalte op het Spui en in de Oude Maas. Hoge chloridegehaltes bij het inlaatpunt kunnen meerdere oorzaken hebben zoals onder andere lage rivierafvoeren, storm, een groot verschil tussen de waterstanden in Hoek van Holland en Moerdijk en fouten in het beheer van het Haringvliet. Om het chloridegehalte te kunnen voorspellen zullen dan ook koppelingen gelegd moeten worden met de volgende gegevens: • (voorspelde) afvoer Rijn • (voorspelde) afvoer Maas • (voorspelde) waterstanden Hoek van Holland • (voorspelde) waterstanden Moerdijk • (voorspelde) windrichting en windkracht • (voorspelde) temperatuur en verdamping • Chloride / EC metingen op de Oude Maas (meerdere punten) • Chloride / EC metingen op het Spui (meerdere punten)

54



• Chloride / EC metingen op het Haringvliet Mogelijk blijkt bij de verdere uitwerking dat er nog koppelingen met andere gegevens nodig blijken te zijn. Voor de chloride metingen kan waarschijnlijk gebruik gemaakt worden van de extra metingen in het kader van het monitoringsprogramma Kier. Naast de koppelingen zal er een voorspelling van het chlorideverloop gemaakt moeten worden en zal er voor de technische automatisering een sturingsprotocol ontwikkeld moeten worden. Vrijwel zeker biedt de technische automatisering hiervoor onvoldoende mogelijkheden en zal een sturingssysteem ontwikkeld moeten worden dat de TA aanstuurt op basis van metingen en voorspellingen. Een geavanceerd real time sturingssysteem zoals ControlNEXT dat reeds in gebruik is bij WSHD biedt naar verwachting deze mogelijkheden wel maar zal hiervoor wel ingericht moeten worden. 3. Voorkomen van onnodige doorspoeling in situaties met (dreigende) zoetwatertekorten In de huidige situatie worden zowel het Brielse Meer als de polders van Voorne Putten gedurende het gehele jaar doorgespoeld. Zolang de beschikbaarheid van zoet water voldoende is geeft dit geen enkel probleem en wordt op deze manier het effect van brakke kwel geminimaliseerd en wordt voorkomen dat er problemen met blauwalgen ontstaan. De huidige sturing voorziet niet in het reduceren van de doorspoeling wanneer tekorten dreigen. Wel stopt het spuien naar zee automatisch zodra de waterstand op het Brielse Meer gedaald is tot beneden het streefpeil. Er wordt echter niet geanticipeerd op de verwachte inlaatmogelijkheden. Ook de inlaat naar de polders staat volledig los van de (verwachte) inlaatmogelijkheden vanuit het Spui. Met het inzicht in de verwachte chlorideconcentraties op het Spui en in de Oude Maas kan ook actiever gestuurd worden op de doorspoeling. Bij voldoende beschikbaarheid van zoet water kan maximaal doorgespoeld worden. Wanneer er tekorten zijn of worden verwacht kan de doorspoeling geminimaliseerd worden. Om de doorspoeling op deze wijze te kunnen regelen is het noodzakelijk om waterbeheersingsobjecten die nu nog handbediend zijn te automatiseren. Hierdoor kunnen deze objecten automatisch gesloten worden wanneer dit gewenst is. In totaal gaat het om circa 10 inlaten die nu nog handbediend zijn. De grootste inlaten en de Spuisluis Rozenburg zijn al geautomatiseerd. Tenslotte zal ook hier aansturing van buiten de technische automatisering nodig zijn om de gewenste sturing te realiseren. Binnen ControlNEXT zullen hiervoor sturingsregels uitgewerkt moeten worden die de inlaten optimaal aansturen waarbij rekening gehouden wordt met: • (Verwachte) beschikbaarheid van inlaatwater uit het Spui en de Oude Maas • Peilen in polders en op het Brielse Meer • Chloridegehalte in de polders Naast de (verwachte) beschikbaarheid van inlaatwater is er nu ook geen zicht op actuele chlorideconcentraties in de polders. Om de inlaten hier actief op te kunnen sturen zullen enkele continue EC meters in het poldergebied geplaatst moeten worden. 4. Optimaal omgaan met de buffercapaciteit van het meer. In de huidige situatie wordt er normaal gesproken geen water gebufferd in het Brielse Meer. Onder alle omstandigheden wordt gestuurd op hetzelfde peil. Het huidige peilbesluit geeft de ruimte voor peilvariaties tot 10 cm boven en beneden het streefpeil. Daarnaast biedt het


55


peilbesluit ruimte voor tijdelijke peilverlaging bij de uitvoering van onderhoud en tijdens calamiteiten. Het Brielse Meer heeft inclusief de aangrenzende Bernisse en het Voedingskanaal een oppervlakte van 550 hectare. Bij 20 cm peilvariatie kan hiermee 1,1 miljoen m 3 gebufferd worden, dit is voldoende om alle gebruikers gelijktijdig gedurende ruim 1 dag van water voorzien (o.b.v. piekvraag). In de praktijk zal de watervraag meestal kleiner zijn en is de buffer voldoende voor enkele dagen. Om de potentiele buffercapaciteit van het Brielse Meer beter te benutten kan er zonder verdere aanpassingen binnen de marges van het peilbesluit gevarieerd worden met het peil. Daarbij kunnen bijvoorbeeld de volgende situaties onderscheiden worden: • Normale omstandigheden. Chloride concentraties op het Spui zijn beneden de 150 mg/l en er worden voor de komende periode geen innamebeperkingen voorzien. Er kan een gemiddeld peil op het Brielse Meer nagestreefd worden. • Verzilting van het Spui verwacht. Wanneer verwacht wordt dat er binnen enkele dagen periodes met verzilting op zullen treden in het Spui kan de buffer maximaal aangevuld worden. Het maximale peil op het Brielse Meer wordt nagestreefd. • Kortdurende sterke verzilting van het Spui. De inlaat wordt gestopt en het peil op het Brielse Meer mag zakken tot het minimale niveau. Indien mogelijk wordt water ingelaten via de inlaatsluis Spijkenisse. • Langdurige lichte verzilting van het Spui. Het peil op het Brielse Meer mag in eerste instantie uitzakken maar bij het bereiken van een minimum niveau wordt een minimale hoeveelheid ingelaten waarmee het minimale peil gehandhaafd kan worden en aan de meest noodzakelijke watervraag vanuit het meer kan worden voldaan. Het inlaatcriterium wordt tijdelijk verhoogd tot bijvoorbeeld 250 mg/l. Uiteraard heeft dit consequenties voor de concentraties in het Brielse Meer die tijdelijk hoger kunnen zijn. Zolang de peilvariatie beperkt wordt tot de huidige marges van het peilbesluit is er alleen inzicht in de (verwachte) beschikbaarheid van inlaatwater nodig. Wel moet de sturing van de inlaten en spuisluis aangepast worden. 5. Vergroting van de buffer door een ruimere beheermarge. Naast bovenstaande optimalisatie binnen de marges van het huidige peilbesluit is een volgende stap het vergroten van deze marges. Met geringe aanpassingen is de verwachting dat de marge tenminste verdubbeld kan worden en hiermee dus ook de potentiele buffercapaciteit. De benodigde aanpassingen bestaan uit: • Vervanging van vaste steigers door drijvende steigers • Aanpassing van aansluitingen en (nuts)leidingen • Aanpassing van beschoeiingen • Lokaal uitdiepen van haventjes Op basis van de huidige inzichten wordt verwacht dat een peilfluctuatie van 20 cm onder en boven het huidige streefpeil geen problemen geeft voor de stabiliteit van de boezemkades. Een definitieve toetsing op het moment dat gekozen wordt voor deze maatregel is wel noodzakelijk. Ook nader onderzoek naar de benodigde aanpassingen aan het watersysteem is noodzakelijk. In tegenstelling tot de voorgaande maatregelen gaat het bij vergroting van de buffercapaciteit om maatregelen die een aanzienlijke invloed hebben op de (recreatieve) gebruikers van het meer. Deze maatregel is dan ook niet zo eenvoudig op korte termijn te realiseren.

56



A.3

Kostenraming 1. Inlaten op de meest gunstige locatie maatregel Omschrijving 1.1 Chloride meting ter Plaatsing van een EC meting ter plaatse van plaatse van de inlaat de inlaat (of koppeling met het bestaande Spijkenisse RWS meetpunt) 1.2 Meting van schuiven van Om de inlaat op debiet te kunnen sturen de inlaat. moeten de schuifstanden van de inlaat gemeten worden. In totaal betreft het 10 schuiven. 1.3 Koppeling met het TA De chloridegegevens en schuifstanden systeem en aanpassing moeten gekoppeld worden aan de sturing technische automatisering. Voor de inlaat Spijkenisse moeten sturingsregels ontwikkeld worden en voor de Bernisse inlaat moet de bestaande sturing aangepast worden. totaal

kosten € 10.000,-

€ 40.000,-

€ 50.000,-

€ 100.000,-

2. Inlaten onder de meest gunstige omstandigheden maatregel Omschrijving 2.1 Inrichting real time Koppeling maken tussen een real time sturingssysteem sturingssysteem en het TA systeem.

kosten € 50.000,-

2.2

Sturingsregels voor real time sturingssysteem

€ 10.000,-

2.3

Voorspelling chlorideverloop

2.4

Extra Chloridemetingen in het Spui

2.5

Koppelingen met externe gegevensbronnen.

2.6

Koppeling met meteogegevens

Vertaling van de gewenste sturing naar sturingsregels in het real time sturingssysteem. Model ontwikkelen dat voorspelling maakt van het verwachte chloride verloop (minimaal ter plaatse van de inlaatpunten Bernisse en Spui, eventueel heel het hele zw deltagebied) Indien gebruik gemaakt kan worden van de metingen voor het monitoringssysteem van de Kier kan met koppelingen worden volstaan. Zorgen dat gemeten en voorspelde gegevens van rivierafvoeren en waterstanden beschikbaar komen voor de aansturing. Aanname 10 stuks a 2.000,Neerslag is reeds beschikbaar, op dezelfde wijze moet (voorspelde) temperatuur, verdamping, windrichting en windkracht beschikbaar komen.

totaal

€ 150.000,-

€ 10.000,-

€ 20.000,-

€ 10.000,-

€ 250.000,-

3. Voorkomen van onnodige doorspoeling in situaties met (dreigende) zoetwatertekorten maatregel Omschrijving kosten 3.1 Sturingsregels Vertaling van de gewenste sturing naar € 40.000,polderinlaten sturingsregels in een real time sturingssysteem. 3.2 Vervanging handbediende Alle handbediende inlaten waarmee water € 1.500.000,inlaten door ingelaten wordt vanuit het Brielse Meer geautomatiseerde inlaten moeten vervangen worden door geautomatiseerde inlaten die aangesloten zijn op de technische automatisering. In totaal betreft het circa 10 inlaten a 150.000,3.3 Extra EC / chloride Plaatsing van enkele continue EC metingen. € 60.000,metingen in polders. Aanname 6 stuks a 10.000,totaal € 1.600.000,-


57


4. Optimaal omgaan met de buffercapaciteit van het meer fase 1. Maatregel Omschrijving 4.1 Sturingsregels met Vertaling van de gewenste sturing met buffercapaciteit buffering naar sturingsregels voor de inlaten en spuisluizen. totaal 5. Vergroting van de buffercapaciteit van het meer. Maatregel Omschrijving 5.1 Vervanging vaste steigers Bij peilvariaties van 40 cm zullen de vaste door drijvende stijgers steigers vervangen moeten worden door drijvende stijgers. Aanname 5000m a 500,-/m 5.2 Aanpassing Deels is er oeverbeschoeiing aanwezig. beschoeiingen Deze is niet overal geschikt voor een peilvariatie van 40 cm. Aanname circa 5% van de totale oeverlengte -> 4000m a 50,5.3 Lokaal verdiepen Enkele haventjes zullen verdiept moeten worden om ook bij lagere waterstanden voldoende diepte te behouden. Aanname 20.000m3 a 40,5.4 Toetsing boezemkeringen Er zal getoetst moeten worden of de waterkeringen rondom het Brielse Meer geschikt zijn voor de gewenste grotere peilfluctuatie. 5.5 Onderzoek watersysteem Onderzoek naar de benodigde aanpassingen aan steigers, beschoeiingen, (nuts) leidingen, waterbeheersingsobjecten. 5.6 Aanpassen De benodigde aanpassingen volgen uit de boezemkeringen toetsing, er wordt niet verwacht dat er grote aanpassingen nodig zijn. 5.7 Onvoorzien Totaal

Samenvatting kostenraming fase 1 Maatregel Omschrijving Sturing optimaliseren Inrichting sturingssysteem en ontwikkelen sturingsregels zodat inlaten en spuisluizen optimaal aangestuurd worden. Metingen en voorspellingen Extra meetpunten, koppelingen met externe gegevens en voorspelling van het chlorideverloop in Spui en Oude Maas. Automatiseren inlaten Handbediende inlaten vervangen door geautomatiseerde inlaten. Totaal beheermaatregelen fase 1

Samenvatting kostenraming fase 2 Maatregel Omschrijving Inrichting Aanpassing oevers, steigers en verdiepen. Toetsingen onderzoek Toetsing boezem waterkeringen en onderzoek naar maatregelen watersysteem Onvoorzien Totaal fase 2

58

kosten € 50.000,-

€ 50.000,-

kosten € 2.500.000,-

200.000,-

800.000,-

50.000,-

50.000,-

pm

400.000,€ 4.000.000,-

kosten € 250.000,-

€ 250.000,-

€ 1.500.000,€ 2.000.000,-

kosten € 3.500.000,€ 100.000,€ 400.000,€ 4.000.000,-



B Gebruik van drinkwater- / ruwwatersysteem van Evides Deze bijlage is opgesteld door Anneke Abrahamse en Heleen Westerink van Evides. B.1

Inleiding In het kader van het Deltaprogramma Zoetwater wordt gekeken naar de zoetwatervoorziening op lange termijn. Onderzocht wordt welke effecten klimaatverandering en economische ontwikkeling hebben op de beschikbaarheid en kwaliteit van zoet water in de zichtjaren 2050 en 2100. Daarnaast loopt er een Rijksstructuurvisie Grevelingen Volkerak-Zoommeer waarin o.a. wordt toegewerkt naar een beslissing over het al dan niet zout maken van het VolkerakZoommeer. Zowel klimaatverandering als een zout Volkerak-Zoommeer kunnen ertoe leiden dat met name in het najaar (eind augustus tot december) de chlorideconcentratie in het Brielse Meer toeneemt. In diverse studies en documenten is het gebruik van drinkwater of Biesboschwater als alternatief genoemd voor het gebruik van Brielse Meerwater. Brielse Meerwater wordt momenteel onttrokken door: • Waterschap Hollandse Delta, t.b.v. landbouw en voornamelijk doorspoeling, tenminste 1,5 m 3/s en in de zomermaanden tot 2,5 m 3/s; • Hoogheemraadschap van Delfland, t.b.v. peilbeheer en waterkwaliteit, in de zomer tot 4 m 3/s; • Evides, t.b.v. industrie, jaar rond ca. 1,6 m3/s.

B.2

Vraagstelling In deze bijlage wordt op hoofdlijnen ingegaan op de vraag of, en zo ja, welke capaciteit vanuit het drinkwater- / ruwwatersysteem van Evides beschikbaar is als alternatief voor gebruikers van Brielse Meerwater.

B.3

Korte toelichting ruwwater- en drinkwatersysteem Evides Evides is leverancier van drinkwater aan consumenten en industrie in het Zuidwesten van Nederland. Productielocaties bevinden zich o.a. nabij Spijkenisse (Berenplaat) en in Rotterdam (Kralingen). Deze locaties maken voor de drinkwaterproductie gebruik van “Biesboschwater”. Dit water wordt ingenomen uit de Maas, stroomt door de Biesboschbekkens wat zorgt voor afvlakking en verbetering van de kwaliteit, en wordt daarna door pompstation Petrusplaat naar de productielocaties verpompt. Er zijn (theoretisch) verschillende mogelijkheden voor het beschikbaar maken van water aan gebruikers van het Brielse Meer: 1. Biesboschwater vanaf Petrusplaat naar Brielse Meer / havengebied via een volledig nieuwe leiding. 2. Biesboschwater vanuit spaarbekken Berenplaat naar Bernisse - Brielse Meer systeem (bv. nabij de Bernisse inlaat, of in het voedingskanaal (Spijkenisse)) via ca. 6 km. a. continue levering (maximale benutting transportcapaciteit ruwwater van Petrusplaat naar spaarbekken Berenplaat); b. “leegtrekken” van spaarbekken Berenplaat. 3. Biesboschwater vanuit spaarbekken Berenplaat naar de Brielse Meerwater pompstations van Evides, zodat het water van daaruit via de bestaande netten geleverd kan worden (dit vergt aanzienlijk meer nieuwe leidingen dan bij optie 2). 4. Drinkwater vanaf Berenplaat via het bestaande drinkwaternet.


59


B.4

Overzichtstabel In onderstaande tabel zijn de (theoretische) mogelijkheden voor het beschikbaar maken van water aan gebruikers van het Brielse Meer naast elkaar gezet. De beschikbare capaciteit, de benodigde investeringen en een indicatie van aandachtspunten voor overige kosten worden genoemd. Daarbij worden enkele opmerkingen geplaatst betreffende onzekerheden bij de genoemde alternatieven. Bij de bepaling van de capaciteiten is uitgegaan van huidige verbruiken van water. Door diverse externe factoren zoals klimaatverandering en economische ontwikkelingen, kunnen deze in de toekomst wijzigen. Alternatief

B.5

1

Capaciteit 3 (m /s) 10

2a

2

2b

3

2 voor 12,7 dagen; 7 voor 3,6 dagen 2

4

1,1

Benodigde investeringen

Overige kosten

Onzekerheden / opmerkingen

~ 35 km leidingsysteem (2 * Ø 2m), extra pompstation Petrusplaat en extra pompen Spijkerboor en zinkers BB (?) ~ 6 km leiding

Nieuwe dubbel leidingsysteem vanaf Petrusplaat te optimaliseren naar energieverbruik

Na realisatie project Spijkerboor; Resulteert in vermindering leveringszekerheid i.g.v. innamestop Maaswater

Relatief veel energieverbruik

~ 6 km leiding

energieverbruik

Geen Biesboschwater beschikbaar bij uitval van transportleidingen of andere calamiteiten in het systeem van Evides Evt. grotere leiding nodig dan bij 2a; levering kan slechts kortstondig. Vanuit leveringszekerheid drinkwater ongewenst alternatief.

> 10 km grote leiding, totaal tot > 25 km leiding Evt. in drinkwaternet

energieverbruik

Als 2a

Te hoge waterkwaliteit, kosten voor productie

Niet onderzocht is of de druk in het drinkwaterdistributienet niet teveel afneemt als meerdere (industriële) gebruikers tegelijkertijd overgaan op het gebruik van drinkwater. Niet beschikbaar bij ander calamiteit in het systeem van Evides

Conclusie Alternatief 1 biedt in theorie de grootste capaciteit, waarmee de gehele watervraag vanuit het Brielse Meer kan worden vervangen door (ruw) Biesboschwater. Hiervoor zijn echter zeer forse investeringen nodig vanwege de aanleg van grote transportleidingen en zeer grote aanpassingen in de leidingen en pompstations. Daarnaast is het de vraag of het vanwege leveringszekerheid van drinkwater mogelijk is om zo’n grote capaciteit beschikbaar te maken. Alternatief 2b is eveneens vanwege de leveringszekerheid een ongewenst alternatief. Binnen korte tijd daalt het niveau in het spaarbekken tot het minimumniveau. Als er dan een calamiteit optreedt, is de enige mogelijkheid het NIP (noodinlaatpompstation) te gebruiken – terwijl op dat moment het Oude Maaswater waarschijnlijk ook zout is. Daarnaast is er een relatief grote investering nodig in een leiding, voor een alternatief dat slechts gedurende een korte periode kan worden ingezet.

60



Bij alternatief 2a en 3 is een continue levering van 2 m 3/s mogelijk. Met het huidige gebruik van Brielse Meerwater door de industrie, zou met deze capaciteit voldaan kunnen worden aan de vraag van de industrie, maar niet aan die van de andere gebruikers. Bij alternatief 2a wordt het water toegevoegd aan het oppervlaktewatersysteem en zal vermenging optreden met zouter water dat alsnog ingelaten zal moeten worden bij Bernisse (om in het totaal aan waterafname te kunnen voorzien). Bij alternatief 3 wordt het water direct geleverd op de Brielse Meer pompsystemen van Evides, waardoor het ruwe Biesboschwater exclusief aan de industrie kan worden geleverd. Dit vergt echter veel grotere investeringen in leidingen om het water bij de pompstations van Evides te krijgen. Verder moet bij de alternatieven 2 en 3 de kanttekening worden geplaatst dat deze capaciteit niet beschikbaar is als er een (grote) calamiteit optreedt in het drinkwatersysteem van Evides. De kans op een dergelijke calamiteit is echter gering. Alternatief 4 is een alternatief dat in principe zo ingezet kan worden. Wat betreft de productiecapaciteit is er 1,1 m3/s beschikbaar. Dit is waarschijnlijk voldoende om de industriële gebruikers die dat willen drinkwater te laten gebruiken. Daarbij zij aangetekend dat niet getest is of de druk in het transportnet voldoende is om alle gebruikers van de gewenste hoeveelheden water te voorzien en of het leidingmateriaal dit toestaat. Als gedurende langere perioden drinkwater wordt gebruikt, lopen de kosten wel behoorlijk op. Als het zoutgehalte zodanig hoog is dat het niet meer geschikt is voor de demiwaterproductie van Evides Industriewater, schakelt deze installatie ook over op drinkwater. Met de huidige gebruiken zal het extra industriëel drinkwatergebruik waarschijnlijk onder 1,1 m 3/s blijven. Bij alle inschattingen van capaciteiten en het trekken van de conclusies is uitgegaan van het huidige gebruik van Brielse Meerwater, het huidige gebruik van ruwwater en drinkwater uit het systeem van Evides, en het optreden van een hoger zoutgehalte bij Bernisse in het najaar.


61

Toetsing robuustheid Brielse Meer voor zoetwatervoorziening. Fase 2: definitieve toetsing

Recommend Documents