Geulopdringing Zuidwest Walcheren

(1)

Geulopdringing Zuidwest

Walcheren

(2)

(3)

Geulopdringing Zuidwest

Walcheren

1208921-000

Pieter Koen Tonnon Jebbe van der Werf

(4)

(5)

D Lt r s

Titel

Geulopdringing Zuidwest Walcheren

Opdrachtgever Rijkswaterstaat Water, Verkeer en Leefomgeving Project 1208921-000 Kenmerk Pagina's 1208921-000-ZKS-0005 78 Trefwoorden

Oeltaprogramma, Oostgat, Walcheren, geulwandsuppletie

Samenvatting

Ten behoeve van de 'cruciale beslissing zand' van de Oeltaprogramma's Zuidwestelijke Delta (OP ZWO), Kust (OP Kust) en Wadden (OP Wadden) is er behoefte aan concretisering en inzicht in de problematiek rond de geulopdringing in Zuidwest Walcheren. Oaartoe is in deze studie de invloed van zeespiegelstijging en van twee morfologische ingrepen op het gedrag van het Oostgat onderzocht op basis van analyse en doorvertaling van hydrodynamische modelberekeningen. Tevens is de invloed van zeespiegelstijging en veranderend wind- en golfklimaat op de veiligheid, de momentane kustligging en strandbreedte bepaald middels data-analyse en duinafslagberekeningen.

Op basis van het autonome gedrag van de getijdegeul en de invloed van zeespiegelstijging op dit gedrag en op de veiligheid op lange termijn (2050 en 2100) concluderen we dat de huidige veiligheidsstrategie kan worden voortgezet. Op basis van de effecten van de beschouwde morfologische ingrepen verwachten we niet dat zeewaartse versterking in combinatie met morfologisch baggeren leidt tot extra erosieproblematiek in het Oostgat en verwachten we ook niet dat een nieuwe vaargeul door de Walvischstaart het Oostgat ontlast en tot minder kusterosie leidt.

Tot slot wordt aanbevolen middels viste ondersteunend onderzoek te anticiperen op gebiedsontwikkelingen in de Scheidemonding en voor de Westerscheide monding nieuwe morfologische scenario's te ontwikkelen vanuit het belang voor de scheepvaart naar Antwerpen en Rotterdam en mogelijk ook vanuit het belang van gebiedsontwikkeling in de kustzone van ZW Walcheren.

Referenties

Opdrachtbrief RWS-2013/52946

1.0 Mrt2014 ir.P.K. Tonnon dr. J. Stronkhorst

Hoozemans Versie Datum Auteur

dr. ir. J.J. van der Wert

Status

(6)

(7)

1208921-000-ZKS-0005, 17 maart 2014, definitief

Inhoud

1 Inleiding 1 1.1 Achtergrond 1 1.2 Doelstelling 1 1.3 Aanpak 1 1.4 Leeswijzer 3 2 Systeembeschrijving 5

2.1 Huidige configuratie geulen en platen in de Westerscheldemonding 5 2.2 Grootschalige morfologische ontwikkeling Westerscheldemonding 6

2.3 Morfologische ontwikkeling Oostgat 7

2.3.1 Raaien 7

2.3.2 MOLK positie 12

2.3.3 Geulafmetingen 13

2.3.4 MKL positie 15

2.4 Drijvende processen achter morfologische ontwikkelingen 17

2.5 Menselijke ingrepen 19

2.5.1 Harde constructies 19

2.5.2 Baggeren en suppleties 22

2.5.3 Geulwandsuppleties in het Oostgat 23

2.5.4 Hypothese effect geulwandsuppletie op kustontwikkeling 24 2.5.5 Mogelijke toekomstige ingrepen volgens Steijn & Van der Spek (2005) 26

2.6 Synthese 26 3 Invloed zeespiegelstijging 29 3.1 Inleiding 29 3.2 Referentiesituatie 30 3.2.1 Getijslag 30 3.2.2 Getijdebieten 31 3.2.3 Stroomsnelheden 32 3.2.4 Netto zandtransporten 38

3.3 Effect ZSS op waterbeweging en zandtransporten 40

3.3.1 Getijslag 40

3.3.2 Getijdebieten 40

3.3.3 Stroomsnelheden 42

3.3.4 Getijgemiddelde zandtransporten 45

3.4 Effecten op momentane kustlijn, strandbreedte en veiligheid 47

3.4.1 Effecten momentane kustlijn 47

3.4.2 Effecten strandbreedte 47

3.4.3 Effecten veiligheid 47

3.5 Synthese 48

4 Invloed morfologische ingrepen 51

4.1 Beschrijving morfologische ingrepen 51

4.2 Effect morfologische scenario’s op waterbeweging en zandtransporten 55

4.2.1 Getijslag 55

4.2.2 Getijdebieten 55

(8)

1208921-000-ZKS-0005, 17 maart 2014, definitief 4.2.4 Getijgemiddelde zandtransporten 64 4.3 Synthese 67 5 Conclusies en aanbevelingen 69 5.1 Conclusies 69 5.1.1 Onderzoeksvragen 69 5.2 Aanbevelingen 71 Bijlage(n) Referenties 1 A Effect 0.28 m ZSS op waterbeweging 2 A.1 Getijslag 2 A.2 Getijdebieten 3 A.3 Stroomsnelheden 4

(9)

1 Inleiding

1.1 Achtergrond

In het kader van de ‘cruciale beslissing zand’, werken de Deltaprogramma’s Zuidwestelijke Delta (DP ZWD), Kust (DP Kust) en Wadden (DP Wadden) samen aan een ontwikkelpad wanneer en hoeveel zand nodig is om bestand te zijn tegen toekomstige zeespiegelstijging en andere autonome ontwikkelingen. Ten behoeve van het ontwikkelpad is er behoefte aan concretisering en inzicht in de problematiek rond de geulopdringing in Zuidwest Walcheren. DP Kust, als coördinerend DP voor de zandbeslissing, heeft budget beschikbaar gesteld voor dit onderzoek. Rijkswaterstaat Water, Verkeer en Leefomgeving begeleid dit onderzoek en heeft Deltares in de brief van 22 oktober 2013 met kenmerk RWS-2013/52946 opdracht gegeven dit onderzoek uit te voeren.

1.2 Doelstelling

De hoofdvraag vanuit het Deltaprogramma is als volgt:

Kunnen we de huidige veiligheidsstrategie (geulwandsuppleties, handhaven BKL en duinversterking) voor Zuidwest Walcheren op lange termijn (2050 en 2100) voortzetten?

Belangrijke deelvragen zijn:

 Indien er duinverzwaringen nodig zijn, moeten die landwaarts uitgevoerd worden of

kunnen de verzwaringen zeewaarts uitgevoerd worden?

 Zijn er voor zeewaartse versterkingen andere maatregelen nodig zoals geulverleggingen?

1.3 Aanpak

Voor dit onderzoek worden de volgende onderzoeksvragen gehanteerd:

 Wat is het autonome gedrag van de getijdegeul? En wat is het effect van dit autonoom

gedrag op de veiligheid op lange termijn (2050 en 2100)?

 Wordt veranderd gedrag van de getijdegeul verwacht door zeespiegelstijging en

veranderend wind- en golfklimaat?

 Wat is het effect van zeespiegelstijging en veranderend golfklimaat op de binnendijkse

veiligheid, de momentane kustlijn in relatie tot de basiskustlijn en de strandbreedte?

 Is het, gezien bovenstaande beschouwde effecten, mogelijk om de huidige

veiligheidsstrategie (geulwandsuppleties, handhaven BKL en duinversterking) voort te zetten? En is er een alternatieve strategie mogelijk met morfologische ingrepen?

 Wat is de impact van de huidige en alternatieve veiligheidstrategie op de ruimtelijke

aspecten?

Gegeven de financiële randvoorwaarden, het tijdpad en de stand van zaken met betrekking tot de beschikbare modellen, worden bovengenoemde vragen beantwoord aan de hand van hydrodynamische modelberekeningen welke middels een deskundigenoordeel zijn vertaald naar de te verwachten morfologische ontwikkeling. De studie is hiermee verkennend van aard.

(10)

In de aanpak zijn twee fasen gedefineerd waarbij onderscheid wordt gemaakt in twee managementscenario’s. In fase 1 staat het managementscenario van het handhaven van de morfologie tot 2100 middels geulwandsuppleties centraal en in fase 2 het managementscenario van een veranderende morfologie tot 2100 door bijvoorbeeld zeewaarts uitbouwen of geulverlegging. In beide fasen worden een aantal stappen doorlopen, deze worden hieronder gegeven:

Fase 1 (veiligheidstrategie: handhaven morfologie tot 2100)

1. Beschrijven van de huidige autonome ontwikkeling Oostgat en werking van

geulwandsuppleties op basis van bestaande kennis en literatuur inclusief nieuwe kennis uit het RWS kennisprogramma Beheer & Onderhoud Kust. Hierbij zal worden getracht de onderhoudsbehoefte te bepalen voor dit kustvak bij het toepassen van geulwandsuppleties.

2. Bepalen van de invloed van zeespiegelstijging op de waterbeweging met behulp van een

bestaand 2DH hydrodynamisch model (Delft3D-Nevla schematisatie). In deze fase worden 3 scenario’s beschouwd: een referentiescenario met de huidige morfologie en de huidige zeespiegel alsmede twee zeespiegelstijgingsscenario’s met een verhoogde zeespiegel i.c.m. de huidige morfologie. Deze zeespiegelstijging scenario’s zijn in samenspraak met de opdrachtgever gedefinieerd. De invloed van veranderd wind- en golfklimaat op de waterbeweging in de getijdegeul wordt beperkt verondersteld en is gezien de financiële randvoorwaarden in deze studie niet meegenomen. Er heeft geen verdere modelafregeling plaatsgevonden binnen deze studie.

3. Effectbepaling:

3.1. Vertalen van de invloed van de veranderende waterbeweging in de doorgerekende

scenario’s op het gedrag van de getijdegeul op basis van een deskundigenoordeel.

3.2. Bepalen van de invloed van zeespiegelstijging op de momentane kustlijn en

strandbreedte op basis van een geometrische/analytische beschouwing.

3.3. Bepalen van de invloed van zeespiegelstijging en veranderingen in het wind- en

golfklimaat op de binnendijkse veiligheid (afslagpunt) op basis van deskundigenoordeel en DUROS+ berekeningen.

Fase 2 (veiligheidstrategie: veranderende morfologie tot 2100)

4. Bepalen van de invloed van zeespiegelstijging op de waterbeweging met behulp van een

bestaand 2DH hydrodynamisch model (Delft3D-Nevla schematisatie). In de tweede fase zijn in twee morfologiescenario’s beschouwd met een veranderde morfologie en het zeespiegelstijgingsscenario voor 2100. De twee morfologiescenario’s zijn in samenspraak met de opdrachtgever gedefinieerd.

5. Effectbepaling: Vertalen van de invloed van de veranderende waterbeweging in de doorgerekende scenario’s op het gedrag van getijdegeul op basis van deskundigenoordeel.

6. Beschouwen van de impact van de huidige en alternatieve veiligheidstrategie op de ruimtelijke aspecten.

Deze studie is uitgevoerd door ir. PK Tonnon, dr. ir. J.J van de Werf van Deltares. dr. J.P.M. Mulder en dr. ir. E.P.L. Elias hebben belangrijke bijdragen geleverd aan de studie. Het rapport is intern gereviewed door dr. J. Stronkhorst.

(11)

1.4 Leeswijzer

In hoofdstuk 2 wordt de autonome ontwikkeling van het Oostgat en de werking van geulwandsuppleties beschreven op basis van bestaande kennis en literatuur. In hoofdstuk 3 wordt de invloed van zeespiegelstijging op de waterbeweging en de ontwikkeling van het Oostgat beschreven aan de hand van resultaten van hydrodynamische berekeningen. De effecten van zeespiegelstijging op de momentane kustlijn, strandbreedte en veiligheid worden beschreven aan op basis van data analyse en duinafslagberekeningen. In hoofdstuk 4 wordt de invloed van morfologische ingrepen op de waterbeweging en de ontwikkeling van het Oostgat beschreven aan de hand van modelresultaten. In Hoofdstuk 5, tot slot, worden de onderzoeksvragen beantwoord en worden algemene conclusies getrokken en aanbevelingen gedaan.

(12)

(13)

2 Systeembeschrijving

In dit hoofdstuk wordt een beschrijving van de autonome ontwikkeling van het Oostgat gegeven en wordt de werking van geulwandsuppleties beschreven op basis van bestaande kennis en literatuur en een beperkte nieuwe data-analyse. In Hoofdstuk 3 zal deze systembeschrijving aangescherpt worden op basis van nieuwe numerieke modelresultaten. 2.1 Huidige configuratie geulen en platen in de Westerscheldemonding

De belangrijkste geulen en platen in de Westerscheldemonding zijn aangegeven in Figuur 2.1. Langs de zuidwestkust van Walcheren lopen het Oostgat en Sardijngeul met ertussen het drempelgebied Galgeput. Het Bankje van Zoutelande scheidt het Oostgat van de Geul van de Rassen in het noorden en Deurloo-Oost in het zuiden. Oorspronkelijk liep de geul Deurloo ten zuiden van de ondiepte Rassen door naar het westen, maar door de vorming van noordwest-zuidoost georiënteerde ondiepte Elleboog is deze in tweeën gesplitst. Het westelijke gedeelte staat nu in verbinding met de Geul van de Walvischstaart. Ten zuiden hiervan ligt de grote ondiepte Vlakte van de Raan. De grote geul Wielingen is de belangrijkste vaargeul voor Zeebrugge en de havens aan de Westerschelde.

Figuur 2.1 Huidige configuratie van geulen en platen in de Westerscheldemonding. Bathymetrie gebaseerd op vaklodingen uit 2010 en 2011. Figuur afkomstig uit Vermaas & Bruens (2013).

(14)

2.2 Grootschalige morfologische ontwikkeling Westerscheldemonding

Uit de historische bodemopname uit 1823 blijkt dat er sprake was van drie hoofgeulen: Wielingen, Deurloo en Oostgat. Een kleine eeuw later blijkt dit drie-geulenstelsel omgeslagen te zijn naar een twee-geulenstelsel zoals we dat nu kennen: een west-oost georiënteerde hoofdgeul (Wielingen) en kleinere “duo-geulen” in een noordwestelijke richting (Sardijngeul en Oostgat).

Volgens Steijn & Van der Spek (2005) past het twee-geulen stelsel bij het huidige grootschalige getijsysteem dat ontstaat door de interactie van een zuid-noord propagerende getijgolf op de zuidelijke Noordzee en het vullen en ledigen van het kombergingsgebied van de Westerschelde. Deze natuurlijke ontwikkeling is mogelijkerwijs versterkt door baggeren in de Wielingen, waardoor de watervolumes toenamen ten koste van Deurloo.

De belangrijkste morfologische ontwikkelingen tussen 1964 en 2011 zijn (zie Figuur 2.2): • verzanding ten noorden van de Rassen (A)

• noordwaartse uitbreiding Oostgat (B) • verdieping Oostgat (F)

• smaller worden Bankje van Zoutelande (G)

• aansluiting van Deurloo-West met Geul van de Walvischstaart (H)

• ontstaan van de bank Elleboog, die zorgt voor de scheiding tussen Geul van de Rassen – Deurloo-Oost en Deurloo-West – Geul van de Walvischstaart (I)

• aanzanding Galgeput (J)

• oostwaartse migratie Nolleplaat (K)

• verdieping Wielingen door baggerwerkzaamheden (M)

(15)

2.3 Morfologische ontwikkeling Oostgat 2.3.1 Raaien

Figuur 2.4 tot en met Figuur 2.11 tonen de bodemontwikkeling langs de JARKUS raaien 2100 – 2810 (zie Figuur 2.3) op basis van vaklodingen data uit de periode 1964-2011.

Figuur 2.3 Overzicht ligging JARKUS raaien 2000-2810.

In 2005 is er tussen raaien 2475 en 2685 een geulwandsuppletie aangelegd van 2.77 miljoen m3 (~1320 m3/m), en in 2009 tussen raaien 2180 en 2500 een geulwandsuppletie van 6.25 miljoen m3 (~1950 m3/m). Deze zijn duidelijk zichtbaar in de profielontwikkeling. Het strand is omhoog gekomen door de uitgevoerde strandsuppleties en de verzwaring van de Westkapelse Zeedijk in 1986 is zichtbaar (raai 2100).

De Elleboog migreert landwaarts (raaien 2215-2810) en het Bankje van Zoutelande erodeert aan zeewaartse zijde (raaien 2215-2513), wat betekent dat de tussenliggende geul Deurloo-Oost opschuift in oostelijke richting. Over het algemeen versmalt het Bankje van Zoutelande omdat de landwaartse flank nauwelijks verandert of zelfs ook erodeert.

(16)

Figuur 2.4 Morfologische ontwikkeling JARKUS raai 2100 op basis van vaklodingen data.

(17)

(18)

(19)

(20)

2.3.2 MOLK positie

De MOLK (momentane oeverlijn kust) positie wordt gebruikt als indicator voor de ligging van de landwaartse geulwand (De Groot, 2002). Voor het berekenen van de MOLK positie wordt een vergelijkbare methode gehanteerd als die voor de MKL positie. Als bovengrens wordt de NAP -5 m dieptelijn gehanteerd en als ondergrens de NAP -15 m dieptelijn. De MOLK posities zijn bepaald op basis van de JARKUS data voor de periode 1975 -2012.

Het landwaarts oprukken van de geul is vooral zichtbaar tussen raaien 2100 (Westkapelle) en 2700 (Zoutelande), zie Figuur 2.12 en Figuur 2.13. Tussen 1975 en 2005 migreert de geul landwaarts met een snelheid tussen de 0.1 en 1.5 m/jaar, waarbij de snelste landwaartse verplaatsing in het westen plaatsvindt. Onderstaande figuren tonen duidelijk de aanleg en invloed van de 2005 en 2009 geulwandsuppletie. Na de 2005 suppletie is de landwaartse migratie ter plekke van de suppletie sneller, ~3-4 m/jaar. Ook na de 2009 suppletie lijkt een dergelijke versnelling zichtbaar.

(21)

Figuur 2.13 Ontwikkeling MOLK positie in de tijd voor JARKUS raaien 2100-2810.

2.3.3 Geulafmetingen

Figuur 2.14 tot en met Figuur 2.16 tonen de ontwikkeling van het volume, de (gemiddelde) diepte, de breedte en de land- en zeewaartse positie van het Oostgat. Hierbij is de geul gedefinieerd als het deel dat dieper dan NAP -10 m ligt.

Uit deze figuren blijkt dat de het Oostgat in het noorden veel dieper, breder en ruimer is dan in het zuiden. Op de meeste plekken neemt het volume, de breedte en de gemiddelde diepte toe in de tijd, waarbij sprongen zichtbaar zijn als gevolg van de 2005 en 2009 geulwandsuppletie. Dit beeld is consistent met de analyses in Maranus et al (1990). Bij raai 2300 is een opvallende sprong te zien tussen 1997 en 1998: de breedte neemt flink toe, terwijl de diepte juist afneemt. Dit komt doordat een kleine, lokale verhoging in de zeewaartse geulwand vanaf 1998 onder de NAP -10 m is komen te liggen.

Figuur 2.16 laat zien dat de geulverbreding met name het gevolg is van zeewaartse verplaatsing van de zeewaartse geulwand. N.B. het gaat hier om de positie van de NAP -10 m dieptelijn, welke een andere definitie is van de geulwandligging dan de MOLK positie.

(22)

Figuur 2.14 Ontwikkeling afmetingen Oostgat voor JARKUS raaien 2100-2810.

(23)

Figuur 2.16 Ontwikkeling van de -10m NAP lijn aan land- en zeewaartse zijde van het Oostgat tussen 1965 en 2011 voor JARKUS raaien 2100-2810.

2.3.4 MKL positie

De MKL is over het algemeen meer zeewaarts komen te liggen in de loop der tijd, vooral sinds 1990 door het toedoen van strandsuppleties (Figuur 2.17 en Figuur 2.18).

Figuur 2.19 laat zien dat de onderlinge afstand tussen de MKL en MOLK tot 2005 langzaam afneemt. Met name voor raaien 2408-2610 lag de geul voor 2005 dichtbij het strand. De 2005 en 2009 geulwandsuppleties hebben ervoor gezorgd dat de relatieve afstand toenam, waarna deze weer een afnemende trend vertoont.

(24)

Figuur 2.17 Ontwikkeling MKL positie voor JARKUS raaien 2000-3000.

(25)

Figuur 2.19 Ontwikkeling verschil tussen MOLK en MKL positie voor JARKUS raaien 2000-3000.

2.4 Drijvende processen achter morfologische ontwikkelingen

De morfologische ontwikkeling van de platen en geulen in de Westerschelde monding worden bepaald door de interactie tussen de waterbeweging (getij, wind en golven), de bodem (zowel de ligging als de samenstelling) en menselijke ingrepen (baggeren, storten, kustbeschermingswerken en suppleties).

Het getijsysteem ontstaat door de interactie van de getijgolf op de zuidelijke Noordzee en het vullen en ledigen van het kombergingsgebied van de Westerschelde. Het getij plant zich vanuit het zuiden voort in noordelijke richting langs de Zeeuwse en Hollandse kust, waarbij de amplitude geleidelijk afneemt. Door de trechtervorm van de Westerschelde slingert het getij op in het estuarium. Zo bedraagt de gemiddelde getijslag bij Westkapelle ca. 3.2 m en bij Vlissingen ca. 3.7 m (Nolte et al., 2011). De stroming in de Wielingen wordt aangedreven door het faseverschil; het getij stroomt de Westerschelde in en uit. De stroming in het Oostgat wordt niet aangedreven door het faseverschil, maar voornamelijk bepaald door de gradiënt in getijslag. Hierdoor is de waterstand tijdens hoogwater groter in Vlissingen dan in Westkapelle en zorgt het verhang voor een stroming in noordwestelijke richting, terwijl het omgekeerde plaatsvindt tijdens laagwater.

Het stroombeeld dat werkelijk optreedt, is complexer dan verklaard kan worden aan de hand van het waterstandsverhang. Dit komt door bodemwrijving, traagheidseffecten en, in voor de ondiepere gedeeltes, de invloed van wind en golven. Steijn & Van der Spek (2005) stellen op basis van hydrodynamische simulaties dat de getijstroming leidend is voor de ligging van getijgeulen en niet andersom. Gezien het feit dat de buitendelta van de

(26)

Westerscheldemonding relatief diep ligt, is onder gemiddelde condities het belang van golven beperkt tot vooral opwoeling. Tijdens stormen kunnen de golven wel breken op de buitendelta. De zuidwestelijke oriëntatie van de Westerscheldemonding heeft tot gevolg dat vooral de golven uit het zuidwesten van belang zijn en zullen leiden tot een verhoging van de noordoostelijk gerichte transporten op de Vlakte van Raan richting het Oostgat.

Volgens Steijn & Van der Spek (2005) wordt onder invloed van de dominante vloedstroming zand over de Elleboog-Nolleplaat complex en het Bankje van Zoutelande naar de kust getransporteerd. Dit zand wordt door de kustlangse stroming in het Oostgat noordwaarts en zuidwaarts afgevoerd. In het noorden draagt dit zand onder andere bij tot de vorming van de Rassen. In het zuiden wordt het zand vooral langs de flank van het Bankje van Zoutelande getransporteerd. Gedeeltelijk wordt dit zand weer noordwaarts verplaatst door het Deurloo, langs de zeezijde van het Bankje van Zoutelande. Er ontstaat een soort circulatiecel die mogelijk een verklaring geeft voor de aanwezigheid en stabiele positie van het Bankje. Dit sluit op hoofdlijnen aan bij de geschatte transportrichtingen gebaseerd op de dominante bodemvormen door Erkens (2003), zie Figuur 2.20.

Figuur 2.20 Patronen van netto sedimenttransporten gebaseerd op beddingvormen. Figuur afkomstig uit Erkens (2003).

Golfgedreven transporten lijken vooral van belang op de kust waar golfbreking extra sediment transport veroorzaakt. Echter, conclusies met betrekking tot het belang van deze grotere transporten op de kustachteruitgang en de morfologische ontwikkeling van het Oostgat zijn niet eenduidig (Elias & Walstra, 2006).

Op geringe diepte onder de bodem liggen langs de zuidwestelijke kust van Walcheren moeilijk erodeerbare kleilagen. Volgens Steijn & Van der Spek (2005) voorkomen deze een

(27)

snelle erosie van de landwaartse geulwand van het Oostgat, maar wordt de erosie niet gestopt. De aanwezigheid van deze lagen verklaart tevens waarom de geulhellingen zo steil hebben kunnen worden (1:4 tot 1:2). Meer algemeen stellen Vermaas & Bruens (2013) dat de samenstelling van de ondergrond morfologische ontwikkelingen niet kan aansturen maar wel beïnvloeden.

2.5 Menselijke ingrepen 2.5.1 Harde constructies

Langs vrijwel de gehele Walcherse kust zijn palenrijen aanwezig om de kust te beschermen. Sommigen paalhoofden zijn doorgetrokken tot de geulbodem. Er liggen diverse dijken: de Westkapelse Zeedijk (tot raai 2195), dijk bij Zoutelande (2597-2677) en bij Vlissingen. De Westkapelse zeedijk is versterkt in 1986 en 2008, als één van de zwakke schakels.

Tussen raaien 2180 en 2235 ligt een afgezonken deel van een dijk. Dit “harde” punt heeft de ontwikkeling van een erosiekuil in gang gezet. Deze erosiekuil is middels de geulwandsuppletie van 2009 deels opgevuld wegens de sterke stroming tijdens de uitvoering (zie Figuur 2.21 tot en met Figuur 2.24), en deze keerde vrij snel weer terug aangezien de aandrijvende kracht, contractie van stroomlijnen en extra turbulentie als gevolg van het afgezonken deel van een dijk, niet verdwenen is.

Dit uit zich in de morfologische ontwikkeling van JARKUS raai 2195; het hogere gedeelte van de suppletie is in 2012 al grotendeels verdwenen (Figuur 2.25).

(28)

Figuur 2.22 Bodemligging nabij Westkapelle in 2009, na de aanleg van de 2009 geulwandsuppletie. N.B. het verticale datum van de kleurenschaal in niet bekend.

(29)

Figuur 2.24 Bodemligging nabij Westkapelle in 2013. N.B. het verticale datum van de kleurenschaal in niet bekend.

(30)

2.5.2 Baggeren en suppleties

Er wordt voor zover bekend niet gebaggerd ten behoeve van de scheepvaart in het Oostgat (Steijn & Van der Spek, 2005). Wel wordt de drempel tussen de Sardijngeul en het Oostgat regelmatig gebaggerd (zie Van der Werf et al., 2011). Hiernaast vindt er veel baggeren stortwerk plaats in de Wielingen en de toegang naar de haven van Zeebrugge.

Figuur 2.26 toont de suppleties die zijn uitgevoerd tussen Westkapelle en Vlissingen in de periode 1990 – 2012. De 2005 en 2009 geulwandsuppleties springen in het oog. Hiernaast zijn er in deze periode 11 strandsuppleties aangebracht, dus gemiddeld 1x per twee jaar. Het jaargemiddelde suppletievolume bedraagt 0.90 miljoen m3, waarvan 0.44 miljoen m3 strandsuppleties.

Figuur 2.26 Overzicht uitgevoerde suppleties in de raaien 2195 – 3458 vanaf 1990.

In het kader van de BKL handhaving is in het najaar van 2005 in het Oostgat ter hoogte van Zoutelande een vooroeversuppletie van 2.5 miljoen m3 uitgevoerd. Aan de noordzijde is deze suppletie in 2006 en 2009 aangevuld met in totaal ca. 0.4 miljoen m3 zand, dat afkomstig was van de drempel Sardijngeul/Galgeput.

In 2009 is de vooroeversuppletie van 2005 in het Oostgat uitgebreid met ca. 6.2 miljoen m3 tot Westkapelle. Verder is in 2008 tussen Westkapelle en Domburg, in het kader van het project Zwakke Schakels, een suppletie van 2.5 miljoen m3 uitgevoerd, waarvan een deel onder water in de vooroever (staat niet in Figuur 2.26 want buiten interessegebied). In de volgende paragraaf wordt uitgebreider stil gestaan bij deze geulwandsuppleties, naast het effect zoals beschreven in paragrafen 2.3.2 tot en met 2.3.4 en 2.5.1.

(31)

2.5.3 Geulwandsuppleties in het Oostgat

Van der Werf (2012) heeft de relatie tussen de (grootte van de) Oostgat geulwandsuppleties en de respons van de kust (trendwijziging in MKL) onderzocht. De verhouding tussen het oppervlakte van de suppletie (suppletievolume per strekkende meter) en het doorstroomoppervlakte van de geul werd hierbij gezien als indicator voor de grootte van de ingreep. Deze analyse geeft informatie over de response op een tijdschaal van ~2-5 jaar. Figuur 2.27 laat zien dat de 2005 en 2009 geulwandsuppleties overeenkomen met ~8-24% van het geuldoorstroomoppervlakte. (N.B. dit betreft per definitie een overschatting, omdat de JARKUS data vaak niet de gehele geul bevat.) Over het algemeen reageert de MKL positief op de geulwandsuppletie. De trend verandert tussen de -1 en +5 m/jaar. Er is geen relatie zichtbaar tussen de grootte van de ingreep en de MKL trend. Hierbij dient aangetekend te worden dat het effect van een geulwandsuppletie pas na enige tijd (jaren) zichtbaar was in de MKL ontwikkeling. Het effect van de suppletie wordt in de methode van Van der Werf (2012) daardoor mogelijk maar deels meegenomen. Ook wordt de relatie vertroebeld door uitgevoerde strandsuppleties.

Figuur 2.27 Relatie tussen de relatieve ingreep (oppervlakte geulwandsuppletie/geuloppervlakte) en de

verandering van de MKL trend voor een aantal JARKUS raaien in het Oostgat. Een positieve verandering van de MKL trend betekent een vermindering van een negatieve, landwaartse MKL trend, dan wel een toename van een positieve, zeewaartse MKL trend. Figuur afkomstig uit Van der Werf (2012).

De morfologische ontwikkelingen van de geulwandsuppleties zelf in het Oostgat zijn geanalyseerd door Dekker (2013). Figuur 2.28 toont de ontwikkeling van het sedimentvolume in (i) het 2005 suppletiegebied (met aanvullende stortingen in 2006 en 2009) en (ii) het 2009 suppletiegebied. Uit de figuur blijkt dat de gesuppleerde gebieden langzaam eroderen; orde 1-2%/jaar.

(32)

Figuur 2.28 Ontwikkeling sedimentvolume ter plekke van de 2005 en 2009 geulwandsuppleties. Figuur afkomstig uit Dekker (2013).

2.5.4 Hypothese effect geulwandsuppletie op kustontwikkeling

Maranus et al (2005) en Van der Werf (2012) hebben hypothesen opgesteld ten aanzien van de morfologische ontwikkeling met en zonder geulwandsuppletie. Dit is gedaan voor de kust van Noord-Beveland onder invloed van de getijdegeul Schaar van de Onrust, maar deze lijkt ook op te gaan voor de kust van Zuidwest-Walcheren en het Oostgat. De redeneerlijn wordt gevisualiseerd in Figuur 2.29:

• Voor 1990 vonden er geen strandsuppleties plaats. Het Oostgat rukte op (landwaartse trend MOLK positie) en de kust erodeerde sterk (landwaartse trend MKL positie).

• Sinds 1990 zijn er veel strandsuppleties uitgevoerd. Daardoor is de structurele landwaartse verplaatsing van de MKL sterk verminderd, maar de geul verplaatste zich nog wel landwaarts.

• Als de landwaartse verplaatsing van de MOLK positie zich doorzet en de afstand tussen de MOLK en MKL positie blijft verkleinen, neemt naar verwachting de landwaartse trend van de MKL positie toe, omdat het kustprofiel versteilt. Dit wordt schematisch aangeduid met een de afstand x op tijdstip t.

• Dan kan de landwaartse verplaatsing van de MKL niet langer tegengegaan worden door strandsuppleties, omdat het gesuppleerde zand zeer snel erodeert.

• Door het uitvoeren van geulwandsuppleties wordt de landwaartse verplaatsing van de MOLK (tijdelijk) gestopt.

• Hierdoor kan op (langere) termijn de landwaartse trend in de MKL positie met behulp van strandsuppleties worden tegengegaan.

(33)

Figuur 2.29 Schematische ontwikkeling MOLK positie (getrokken lijnen) en MKL positie (gestippelde lijnen). De zwarte lijnen geven een indicatie van de morfologische ontwikkeling voor een scenario met strandsuppleties maar zonder geulwandsuppleties en de rode lijnen voor een scenario waarbij de kust onderhouden wordt middels een combinatie van strand- en geulwandsuppleties. Figuur afkomstig uit Van der Werf (2012).

De geulwandsuppletie fungeert dus als erosiebuffer. Het voorkomt dat de geul vrijwel direct onder het strand komt te liggen. Hiermee worden de eroderende processen vertraagd en de MKL zal hier positief op reageren.

Volgens Van der Werf (2012) speelt hiernaast het directe effect van de geulwandsuppletie op de waterbeweging een rol, gegeven de waterafvoerende functie van de geul. Uit een analytische en numerieke beschouwing (van de Schaar van de Onrust bij Noord-Beveland) blijkt dat initieel de stroomsnelheden ter plekke van de geulwandsuppletie afnemen, maar aanzienlijk toenemen in de MKL zone en het zeewaartse deel van de suppletie en de geul. Deze toename van snelheden bij de kust kan leiden tot een initiële toename van kusterosie. Het belang van beide processen lijkt af te hangen van de verhouding tussen suppletie- en geulvolume per strekkende meter. Hiernaast spelen de volgende zaken een rol:

• Lokale processen zoals golfwerking, bochtstroming en de aanwezigheid van moeilijk erodeerbare harde lagen.

(34)

• Bovenstaande gaat niet op als door de geulwandsuppletie de stroming door de getijdegeul wordt tegengehouden en een andere getijdegeul de waterafvoer kan overnemen.

2.5.5 Mogelijke toekomstige ingrepen volgens Steijn & Van der Spek (2005)

Steijn & Van der Spek (2005) hebben een aantal zeewaartse opties om de kustveiligheid van ZW-Walcheren op de lange termijn te kunnen waarborgen verkend op basis van literatuurstudie, berekeningen met het numeriek getijmodel Scalwest2000 en deskundigenoordeel. De zeewaarts gerichte ingrepen betroffen:

1 versterken van de landwaartse geulwand van het Oostgat en de Sardijngeul (met zand of steenbestorting)

2 aanleggen van dwarsdammen op de kust 3 verleggen van aanwezige getijgeulen

4 afdammen van bestaande geulen in combinatie met het graven van nieuwe geulen verder uit de kust

5 aftoppen Bankje van Zoutelande

Bij optie 4 werd gedacht aan het afdammen van het Oostgat alleen of het afdammen van het Oostgat en de Sardijngeul, beide in combinatie met het graven van een nieuwe “Walcherengeul”. De meest extreme variant bestond uit het ver zeewaarts afdammen van het Oostgat en de Sardijngeul en het graven van een “Nieuwe Deurloo”.

Het idee achter ingreep 5 is dat er veel water en sediment over het Bankje van Zoutelande stroomt, wat een uitschurend effect kan hebben op de landwaartse geulwand van het Oostgat.

Steijn & Van der Spek concluderen dat dwarsdammen vanaf de kust tot halverwege de geulas van het Oostgat en Sardijngeul geen goede oplossingsrichting is, gezien de kans op verergering van de kustachteruitgang (ten gevolge van muistromen en toegenomen turbulentie) en de relatief hoge aanleg- en onderhoudskosten. Opties 1 en 3 worden aangemerkt als kansrijk. Er worden vraagtekens gesteld bij het afdammen van bestaande geulen (optie 4) en het aftoppen van het Bankje van Zoutelande (optie 5). Het is volgens hen onzeker of deze laatste ingreep een positieve uitwerking heeft op de kustveiligheid. Ingreep 5, en 4 in mindere mate, zijn grootschalige morfologische ingrepen met naar verwachting onomkeerbare effecten. Daarom bevelen Steijn & Van der Spek deze nader te onderzoeken, al hoewel er geen dwingende morfologische reden is deze ingrepen niet uit te voeren.

2.6 Synthese

De morfologische ontwikkeling van de Westerscheldemonding, de kust van Zuidwest Walcheren in het bijzonder, is een complex samenspel van natuurlijke processen en menselijke ingrepen. De belangrijkste aandrijvende kracht voor de aanwezigheid van de twee geulen in de Westerscheldemonding, de Wielingen langs de kust van Zeeuws-Vlaanderen en het Oostgat en de Sardijngeul langs de kust van Zuidwest Walcheren, is het grootschalig getijsysteem dat ontstaat door de interactie van de getijgolf op de zuidelijke Noordzee en het vullen en ledigen van het kombergingsgebied van de Westerschelde.

(35)

De afgelopen tientallen jaren is het Oostgat dieper en breder geworden. Ondanks de aanwezigheid van moeilijk erodeerbare lagen en harde constructies resulteert dit in het landwaarts oprukken van de geul met name tussen Westkapelle en Zoutelande. Dit autonome gedrag zet zich naar verwachting de komende jaren door.

Vanaf 1990 is hier de kust structureel op zijn plek gehouden door middel van strandsuppleties. In 2005 en 2009 heeft men hier grote geulwandsuppleties uitgevoerd. De geulwandsuppleties eroderen over het algemeen langzaam (1-2% per jaar) en het blijkt dat deze suppleties fungeren als erosiebuffer, wat ten goede komt aan de kustontwikkeling. Gemiddeld is er sinds 1990 0.9 miljoen m3 gesuppleerd, in de vorm van zowel strandsuppleties als geulwandsuppleties.

(36)

(37)

3 Invloed zeespiegelstijging

3.1 Inleiding

In dit hoofdstuk wordt de invloed van zeespiegelstijging op de waterbeweging in het Oostgat beschreven aan de hand van resultaten van hydrodynamische berekeningen. Deze invloed is middels een deskundigenoordeel vertaald naar de te verwachten morfologische ontwikkeling, waarmee deze studie verkennend van aard is. De effecten van zeespiegelstijging op de momentane kustlijn, strandbreedte en veiligheid worden beschreven aan op basis van data analyse en duinafslagberekeningen.

In dit hoofdstuk worden in totaal 3 scenario’s beschouwd: een referentiescenario met de huidige morfologie en de huidige zeespiegel alsmede twee zeespiegelstijgingsscenario’s met een verhoogde zeespiegel (voor 2050 en voor 2100) i.c.m. de huidige morfologie, zie onderstaande Tabel. De invloed van veranderd wind- en golfklimaat op de waterbeweging in de getijdegeul wordt beperkt verondersteld en wordt gezien de financiële randvoorwaarden in deze studie niet meegenomen.

Tabel 3.1 Modelscenario’s zeespiegelstijging

Scenario Omschrijving

referentie huidige (2012) zeespiegel/waterstand (= 0.07m t.o.v. 1990) met bodemligging 2012

2050 0.28 m ZSS (t.o.v. 2012) met bodemligging 2012 2100 0.78 m ZSS (t.o.v. 2012) met bodemligging 2012

NB: het stoom en warm scenario van het Deltaprogramma gaat uit van een zeespiegelstijging in het referentiejaar 2015 (T0) van 0.07m, van 0.35m in 2050 (T1) en van 0.85 m in 2100 (T2), allen ten opzichte van het jaar 1990. Onder de aanname dat de huidige situatie gelijk is aan het referentiejaar, bedraagt de zeespiegelstijging in respectievelijk 2050 en 2100 dus 0.28m en 0.78m ten opzichte van de huidige situatie.

De simulaties zijn gedaan met het dieptegemiddelde Delft3D-NEVLA model van het gehele Schelde estuarium, zie Figuur 3.1. Het model rekent de waterbeweging en zandtransporten uit onder invloed van getij, wind en rivierafvoer. De bodemveranderingen zijn niet uitgerekend. Om het effect van de zeespiegelstijging te isoleren, zijn alle andere modelinstellingen constant gehouden. De modelbodem correspondeert met het jaar 2011; dit is dus inclusief de 3e verdieping. Meer informatie over het gebruikte Delft3D model is terug te vinden in Van der Werf & Briere (2013).

(38)

Figuur 3.1 Modelrooster Delft3D-NEVLA Model.

We hebben met het model een periode van 60 dagen (18 maart – 17 mei 2006) gesimuleerd. Om inspeeleffecten grotendeel te vermijden is gestart met representatieve initiële condities en zijn alle onderstaande analyses uitgevoerd op basis van de 2e helft van de modelsimulaties (30 dagen, en dus ongeveer twee springtij-doodtij cycli). De berekende waterstanden en debieten hebben een temporele resolutie van 10 minuten. De harmonische tijdreeksanalyse van de waterstanden en snelheden is uitgevoerd met het programma T-tide (Pawlowicz et al., 2002).

3.2 Referentiesituatie

In deze paragraaf bespreken we de resultaten voor de referentiesituatie. Hierdoor krijgen we een beter beeld van de betrouwbaarheid van het modelinstrumentarium en de werking van het fysische systeem.

3.2.1 Getijslag

Figuur 3.2 toont de gemiddelde getijslag op een aantal locaties in de Westerscheldemonding. We zien een afname van het verticale getij in kustlangse richting en de opslingering van het getij stroomopwaarts. Zo is de getijslag bij Vlissingen met 3.8 m ongeveer 0.2 m hoger dan bij Cadzand.

(39)

Figuur 3.2 Gemiddelde getijslag in de referentiesituatie.

3.2.2 Getijdebieten

Figuur 3.3 toont de bruto getijdebieten voor de referentiesituatie. Hieruit blijkt dat er in totaal ~4 miljoen m3/getij het estuarium uitstroomt, wat correspondeert met ~100 m3/s (gemiddelde rivierafvoer Schelde).

Rondom het Oostgat zijn de modelresultaten vergelijkbaar met die van Steijn & Van der Spek (2005). Het noordelijke deel is ebdominant (~80 miljoen m3/getij), ter hoogte van Zoutelande is sprake van een lichte vloeddominantie (~20 miljoen m3/getij) en de waterbalans is sluitend door een relatief groot watertransport in noordoostelijke richting over het Bankje van Zoutelande (~100 miljoen m3/getij). Nabij de overgang Oostgat-Sardijngeul is sprake van vloeddominantie (~25 miljoen m3/getij), en hier is nauwelijks netto watertransport over het Bankje van Zoutelande.

De Geul van de Rassen is ebdominant (~40 miljoen m3/getij in het noorden), alsook de overgang naar Deurloo-Oost (~15 miljoen m3/getij). Het uitgaande water wordt gecompenseerd door watertransport in noordoostelijke richting over de Elleboog (~130 miljoen m3/getij) dat sterker is dan over het transport over het Bankje van Zoutelande.

Over de Vlakte van de Raan is sprake van een vrij sterk noordoostelijk watertransport (~100 miljoen m3/getij) dat compenseert voor de vloeddominantie aan de westkant van de Wielingen (~110 miljoen m3/getij) die veel sterker is dan in het middengedeelte van de Wielingen (~10 miljoen m3/getij).

De oostkant van de Wielingen is ebdominant (~45 miljoen m3/getij), terwijl er sprake is van vloeddominantie aan de oostkant van Deurloo-Oost (~15 miljoen m3/getij).

(40)

Figuur 3.3 Bruto getijdebieten (miljoen m3/getij) voor de referentiesituatie. Zwart is in O- (vloed) cq. Z-richting en rood is in W- (eb) cq. N-richting. De pijlen geven de grootte en richting van de netto getijdebieten weer.

3.2.3 Stroomsnelheden

Het model heeft elk half uur stroomsnelheden weggeschreven voor het gemiddelde, representatief geachte getij van 10 mei 2006 (zie Figuur 3.4). Figuur 3.5 tot en met Figuur 3.8 tonen de stroombeelden om 4.30 uur (~maximale ebstroming, ~2 uur voor laagwater) en om 11.30 uur (~maximale vloedstroming, ~1 uur voor hoogwater). In de figuren van de Westerscheldemonding zijn de snelheidsvectoren met een factor 3 uitgedund om de zichtbaarheid te vergroten; voor de figuren van het Oostgat is dit een factor 2.

(41)

Figuur 3.4 Waterstanden op locatie Oostgat 6 voor het representatieve getij van 10 mei 2006. De rode bolletjes geven de momenten weer waarop gemodelleerde stroombeeld zijn weggeschreven.

Het algemene beeld is dat de stroming het sterkste is in de getijgeulen. De ebstroming is het sterkste in de Wielingen (1-1.5 m/s), en deze neemt af in westelijke richting. In het Oostgat is de maximale ebstroming ~0.8-1.0 m/s, waarbij een toename zichtbaar is tussen Zoutelande en Westkapelle. De maximale ebstroming is 0.6-0.7 m/s in de Geul van de Walvischstaart- Deurloo-West. Er is een relatieve sterke landwaartse stroming zichtbaar over het Bankje van Zoutelande.

De vloedstroming is het sterkste in de Wielingen (maximaal ~1.3 m/s), toenemend in oostelijke richting. In het Oostgat (~0.4-0.7 m/s) en Geul van de Walvischstaart-Deurloo-West (~0.4-0.6 m/s) is de maximale vloedstroming wat minder sterk dan de maximale ebstroming. Er is ook een relatief sterke landwaartse stroming over de Elleboog zichtbaar.

(42)

Figuur 3.5 Stroomsnelheden Westerscheldemonding 2 uur voor laagwater (~maximale stroming in ebrichting) voor de referentiesituatie.

Figuur 3.6 Stroomsnelheden Westerscheldemonding 1 uur voor hoogwater (~maximale stroming in vloedrichting) voor de referentiesituatie.

(43)

Figuur 3.7 Stroomsnelheden Oostgat 2 uur voor laagwater (~maximale stroming in ebrichting) voor de referentiesituatie.

Figuur 3.8 Stroomsnelheden Oostgat 1 uur voor hoogwater (~maximale stroming in vloedrichting) voor de referentiesituatie.

(44)

De getijgemiddelde snelheden voor de referentiesituatie worden getoond in Figuur 3.9 en Figuur 3.10. Hierbij is gemiddeld over de periode van 10 mei 2006 van 3.30 uur tot en met 15.30 uur (zie Figuur 3.4), i.e. het laatste punt is niet meegenomen om een dubbeltelling van deze getijfase te voorkomen. De residuele snelheden bepalen mede de netto sedimenttransporten en hiermee de morfologische ontwikkeling.

Uit de figuren blijkt dat de netto snelheden orde 0-0.2 m/s groot zijn. De hier getoonde modelresultaten voor de referentiesituatie zijn in lijn met de resultaten zoals gerapporteerd door Steijn & Van der Spek (2005). Er is sprake van ebdominantie in de Wielingen, Nolleplaat (zeer sterk zelfs), het noordelijke deel van het Oostgat en de Geul van de Walvischstaart. Het zuidelijke deel van het Oostgat en de Sardijngeul zijn vloedgedomineerd.

Over de Vlakte van de Raan bepaalt een dominante (kustwaartsgerichte) vloedstroom het stroombeeld. Langs de kustwaartse flank van het Bankje van Zoutelande domineert de naar binnen gerichte vloedstroom, terwijl aan de zeewaartse zijde van deze ondiepte de ebstroom domineert. Dit leidt tot een residuele cel rondom het Bankje van Zoutelande. Verder is er een grote circulatie met de klok mee zichtbaar in cq. over de Geul van de Walvischstaart, Elleboog en Deurloo-Oost.

Figuur 3.11 laat dat maximale stroomsnelheid gedurende het getij zien. Hieruit blijkt dat de sterkste stroomsnelheden (1-1.5 m/s) op treden in dominante getijgeulen Wielingen, Oostgat en Sardijngeul. Er is ook sprake van een sterke kustlangse gradiënt van de maximale stroomsnelheid in het Oostgat; deze neemt vanaf net ten zouden van Zoutelande toe in zowel noordelijkwestelijke als zuidoostelijke richting.

(45)

Figuur 3.9 Getijgemiddelde snelheden Westerscheldemonding voor de referentiesituatie.

(46)

Figuur 3.11 Maximale stroomsnelheid referentiesituatie.

3.2.4 Netto zandtransporten

De berekende getijgemiddelde zandtransporten voor de referentiesituatie zijn geplot in Figuur 3.12 en Figuur 3.13. Het zandtransport is sterk vloedgedomineerd in de Wielingen, terwijl er bij de overgang Honte-Nolleplaat sprak is van sterke ebdominantie. Het noordelijke gedeelte van het Oostgat is ebdominant, terwijl het zuidelijke deel (minder sterk) vloeddominant is. Aan de landwaartse zijde van het Bankje van Zoutelande zien we een vrij sterk netto transport in vloedrichting, terwijl deze licht vloedgericht is aan de zeewaartse zijde. Zowel ten noordwesten van Zoutelande (wat meer uit de kust) als ten zuiden (meer nabij de kust) is een divergentiepunt zichtbaar in de transportpaden. Kwalitatief komt dit overeen met de transportpaden die gepresenteerd zijn door Erkens (2003) (zie Figuur 2.20).

(47)

Figuur 3.12 Getijgemiddelde zandtransporten Westerscheldemonding voor de referentiesituatie.

(48)

3.3 Effect ZSS op waterbeweging en zandtransporten

In onderstaande paragrafen beschrijven we het effect van de ZSS op de getijslag, debieten, stroomsnelheden en zandtransporten. Dit doen we voor het 0.78 m ZSS scenario. De resultaten van het 0.28 m ZSS scenario laten in afgezwakte vorm hetzelfde zien en zijn terug te vinden in Bijlage A.

3.3.1 Getijslag

Een ZSS van 0.78 m zorgt voor een lichte toename (1-2%) van de getijslag (Figuur 3.14). Dit wordt veroorzaakt door de grotere waterdiepte en hierdoor lagere bodemwrijving.

Figuur 3.14 Gemiddelde getijslag voor het 0.78 m ZSS scenario. De percentages zijn de veranderingen ten opzichte van de referentiesituatie.

3.3.2 Getijdebieten

De 0.78 m ZSS zorgt voor een 5-28% toename van de bruto getijdebieten (Figuur 3.15 en Figuur 3.17). In de geulen die de Westerschelde legen en vullen (Oostgat-Sardijngeul, Deurloo, Geul van de Rassen, Geul van de Walvischstaart, Wielingen) is deze toename minder, namelijk 5-19%. De relatieve toename in debieten is groter dan de toename in de getijslag, aangezien de komberging ook toeneemt door de ZSS (het intergetijdengebied neemt af).

De beschouwde ZSS zorgt over het algemeen niet voor structurele veranderingen in de eb- en vloeddominantie in termen van getijdebieten; er is sprake van een tamelijk evenredige toename van de eb- en vloeddebieten. Wel is een afname zichtbaar van de dominantie van het noordoostelijk-gerichte watertransport over de Vlakte van de Raan, de Elleboog en het Bankje van Zoutelande.

(49)

Figuur 3.15 Bruto getijdebieten (miljoen m3/getij) voor het 0.78 m ZSS scenario. Zwart is in O- (vloed) Z-richting en rood is in W- (eb) cq. N-richting. De pijlen geven de grootte en richting van de netto getijdebieten weer.

Figuur 3.16 Relatief verschil bruto getijdebieten voor het 0.78 m ZSS scenario ten opzichte van de referentiesituatie. Zwart is in O- (vloed) cq. Z-richting en rood is in W- (eb) cq. N-richting.

(50)

3.3.3 Stroomsnelheden

Figuur 3.17 tot en met Figuur 3.20 tonen de berekende netto en maximale snelheden voor het 0.78 m ZSS scenario, alsmede het relatieve verschil met de referentsituatie.

Het grootschalige stroombeeld verandert niet wezenlijk door de ZSS. Het patroon van de reststroming wordt over het algemeen wel versterkt. Dit betekent dat er op een aantal locaties sprake is van een toename, en op andere locaties van een afname. Zo wordt de ebgerichte stroming op de Nolleplaat en in de Wielingen versterkt, alsook de vloeddominante stroming in het zuidelijke gedeelte. De circulatie rond het Bankje van Zoutelande wordt daarentegen wat minder sterk.

De maximale stroomsnelheid neemt over het algemeen meer toe dan af door de ZSS. De toename van de debieten Q “wint” het van de afname van het doorstroomoppervlak A. De relatieve veranderingen in stroomsnelheid U (=Q/A) zijn ~5-10%, waarbij het erop lijkt de toenames vooral plaatsvinden in de ondiepere gedeeltes van de Westerscheldemonding. In het Oostgat zien we dat de maximale snelheden aan de landwaartse zijde afnemen, en toenemen aan de zeewaartse zijde.

Voor de vier raaien dwars op het Oostgat zijn de geulgemiddelde snelheden als volgt bepaald:

( )

( ( ))

Q t

U t

A



t



(3.1)

met A het doorstroomoppervlak en ζ de waterstand. Het gemiddelde (M0) en de amplitude van de M2 (dubbeldaags) component van de geulgemiddelde snelheden worden getoond in Figuur 3.21. Hieruit blijkt de dominante reststroming in ebrichting (negatief) in de noordelijke raai en in vloedrichting (positief) voor de zuidelijke raaien. De 0.78 m ZSS zorgt nauwelijks voor een verandering van de geulgemiddelde snelheden, wat een indicatie is dat het geulgedrag niet wezenlijk zal veranderen.

(51)

Figuur 3.17 Getijgemiddelde snelheden Westerscheldemonding voor het 0.78 m ZSS scenario.

Figuur 3.18 Verschil in getijgemiddelde snelheden Westerscheldmonding voor het 0.78 m ZSS scenario ten opzichte van de referentiesituatie.

(52)

Figuur 3.19 Maximale snelheden Westerscheldemonding voor het 0.78 m ZSS scenario.

Figuur 3.20 Verschil in maximale snelheden Westerscheldmonding voor het 0.78 m ZSS scenario ten opzichte van de referentiesituatie.

(53)

Figuur 3.21 Residu (M0) en M2 component van snelheden voor 4 raaien dwars op het Oostgat.

3.3.4 Getijgemiddelde zandtransporten

Als we Figuur 3.22 met Figuur 3.13 vergelijken, volgt dat het getijgemiddelde zandtransportpatroon in de Westerscheldemonding niet structureel verandert door de 0.78 m ZSS. Er is wel aantal meer lokale verschillen zichtbaar, zoals blijkt uit het relatieve verschil in de transportgroottes (Figuur 3.23). Zo nemen de netto ebtransporten over de Nolleplaat toe en de vloedtransporen in de Wielingen af. In lijn met de maximale stroomsnelheden (Figuur 3.20) is een toename van de transporten zichtbaar rond het Bankje van Zoutelande. Bij de landwaartse zijde lijkt juist een afname op te treden. Het patroon van grote zandtransporten in het Oostgat ter hoogte van Westkapelle is, volgens de modelberekeningen, wat in kustwaartse richting verplaatst.

(54)

Figuur 3.22 Getijgemiddelde zandtransporten Westerscheldemonding voor het 0.78 m ZSS scenario.

Figuur 3.23 Verschil in getijgemiddelde zandtransporten Westerscheldmonding voor het 0.78 m ZSS scenario ten opzichte van de referentiesituatie.

(55)

3.4 Effecten op momentane kustlijn, strandbreedte en veiligheid

3.4.1 Effecten momentane kustlijn

De invloed van zeespiegelstijging op de momentane kustlijn (MKL) is bepaald door de MKL langs de Zuidwestkust van Walcheren te berekenen in de huidige situatie en in de toekomstige situatie met de zeespiegelstijging in 2050 en 2100, zie Figuur 3.24. In de toekomstige situatie is het strand- en onderwaterprofiel gelijk verondersteld aan de huidige situatie maar zijn de boven- en ondergrenzen voor de MKL- en strandbreedteberekeningen aangepast door deze te verhogen met respectievelijk 0.28 m (2050) en 0.78 m (2100), conform het scenario “stoom en warm” uit het Deltaprogramma. Aanname hierbij is dat het profiel niet meegroei met ZSS, dus dat de MKL niet meegroeit.

Uit de analyse blijkt dat de MKL positie in 2050 gemiddeld 6.2 m landwaarts ligt van de positie in 2012 en de MKL positie in 2100 gemiddeld 17.2 m t.o.v. de positie in 2012. Dit is relatief beperkt in vergelijking met de huidige trend in de MKL ligging (Hoofdstuk 2).

Figuur 3.24 MKL positie ten opzichte van de RSP lijn langs de Zuidwest kust van Walcheren in de huidige situatie (2012, zwart), in 2050 (blauw) en in 2100 (rood)

3.4.2 Effecten strandbreedte

De strandbreedte past zich relatief snel aan onder invloed van dwarstransportprocessen en wordt vooral bepaald door de mediane korreldiameter van het zand en het lokale golfklimaat. Hierdoor kan het effect van zeespiegelstijging en veranderend golfklimaat op de strandbreedte langs Zuidwest Walcheren niet bepaald worden aan de hand van de JARKUS profielen voor 2012. Het meest aannemelijke scenario is dat de strandbreedte gelijk blijft of wellicht iets afneemt onder invloed van een veranderend, iets zwaarder golfklimaat langs Zuidwest Walcheren.

(56)

De invloed van zeespiegelstijging en veranderingen in het wind- en golfklimaat op de binnendijkse veiligheid (afslagpunt) is bepaald aan de hand van duinafslagberekening met het duinafslagmodel DUROS+. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de JARKUS profielen voor 2012 en de hydraulische randvoorwaarden 2006. Bij het bepalen van de toekomstige afslaglijnen is de zeespiegelstijging opgeteld bij de maximale waterstand en is voor 2050 1% toename van de significante golfhoogte en piekperiode verondersteld en 2% in 2100. De positie van het afslagpunt xR, inclusief toeslagen, voor 2012, 2050 en 2100 is weergegeven in Figuur 3.25.

Uit de berekeningen blijkt dat de positie van het afslagpunt xR in 2050 gemiddeld 6.0 m landwaarts ligt van de positie in 2012 en de positie in 2100 gemiddeld 16.8 m t.o.v. de positie in 2012.

Figuur 3.25 Duinafslagpunt (xR, incl. toeslagen) ten opzichte van de RSP lijn langs de Zuidwest kust van Walcheren in de huidige situatie (2012, zwart), in 2050 (blauw) en in 2100 (rood)

3.5 Synthese

De waterbeweging en zandtransporten zoals berekend met het Delft3D-NEVLA model komen overeen met het heersende beeld van de werking van het fysische systeem van de Westerscheldemonding. Dit betreft in het bijzonder de residuele snelheden en het netto zandtransportpatroon in en rondom het Oostgat. Dit betekent dat het model met vertrouwen kan worden toegepast om het effect van ZSS en morfologische ingrepen op de waterbeweging en netto zandtransporten te bepalen.

Het 0.28 m ZSS scenario laat in afgezwakte vorm hetzelfde zien als het 0.78 m ZSS scenario. De 0.78 m ZSS zorgt voor een lichte (1-2%) toename van de getijslag en een wat grotere toename van zowel de eb- als vloeddebieten (5-28%) in de Westerscheldmonding. Het grootschalige stroombeeld verandert niet wezenlijk door de ZSS. Het patroon van de reststroming wordt over het algemeen wel versterkt. De maximale stroomsnelheid neemt over het algemeen meer toe dan af. De toename van de debieten “wint” het van de afname van het doorstroomoppervlak; de relatieve veranderingen zijn ~5-10%.

(57)

Geulgemiddeld worden de snelheden in het Oostgat nauwelijks beïnvloed door de ZSS, wat een indicatie is dat het geulgedrag niet wezenlijk zal veranderen.

Dit blijkt ook uit het getijgemiddelde zandtransportpatroon in de Westerscheldemonding dat niet structureel verandert door de 0.78 m ZSS.

De invloed van veranderd wind- en golfklimaat op het gedrag van de getijdegeul wordt beperkt verondersteld en is niet meegenomen in deze verkennende studie.

De invloed van zeespiegelstijging en veranderend golfklimaat op de binnendijkse veiligheid is bepaald aan de hand va duinafslagberekeningen; de landwaartse verschuiving van de afslaglijnen is gemiddeld 6.0 m voor de situatie in 2050 en ca. 16.8 m in 2100. De positie van de momentane kustlijn verschuift respectievelijk 6.2 en 17.2 m ten opzichte van 2012, ofwel ca. 0.2 m/jaar. Dit is relatief beperkt in vergelijking met de huidige trends in de MKL ligging van ca. 1m/jaar (Figuur 2.17 en Figuur 2.18).

(58)

(59)

4 Invloed morfologische ingrepen

4.1 Beschrijving morfologische ingrepen

In dit hoofdstuk wordt de invloed van morfologische ingrepen op de waterbeweging en de ontwikkeling van het Oostgat beschreven aan de hand van modelresultaten. De invloed van de twee beschouwde morfologische scenario’s wordt beschreven in relatieve zin, waarbij we de resultaten afzetten tegen het scenario voor 2100 met 0.78 m zeespiegelstijging.

Er zijn twee scenario’s beschouwd: het zeewaarts versterken/geulverleggen met 100 m tussen Westkapelle en Dishoek met de zeespiegelstijging voor 2100 (scenario 1), al dan niet gecombineerd met de aanleg van een nieuwe vaargeul door de Walvischstaart (scenario 2), zie Tabel 4.1. Hierbij houden we de hellingen intact; Figuur 4.1 laat ter illustratie een dwarsraai van de bodem zien in het midden van het aangepaste gedeelte van het Oostgat. Beide scenario’s zijn in samenwerking met de opdrachtgever (Marian Lazar) uitgewerkt en zijn representatief voor enkele bestaande initiatieven vanuit het oogpunt van ruimtelijke ontwikkelingen en de scheepvaart.

Met het versterken van de landwaartse geulwand is ca. 27 miljoen m3 gemoeid; het verlagen van de zeewaartse geulwand levert ca. 15 miljoen m3. Netto wordt er dus ca. 12 miljoen m3 aan het systeem toegevoegd, waarvan een deel boven water.

Tabel 4.1 De twee morfologische scenario’s die in deze studie zijn onderzocht

Scenario Omschrijving

#1 2100: 0.78m ZSS (tov 2012), 100m zeewaarts versterken en verleggen van zowel de landwaartse als zeewaartse geulwand tussen Westkapelle (JARKUS raai 2195) en Dishoek (JARKUS raai 3059) (+27, respectievelijk, -15 miljoen m3)

#2 2100: 0.78m ZSS (tov 2012), 100m zeewaarts versterken/geulverleggen icm nieuwe vaargeul (- 30 miljoen m3)

Figuur 4.2 tot en met Figuur 4.4 tonen respectievelijk de bodemligging in de referentiesituatie, de situatie met 0.78 m ZSS en het verschil hiertussen in morfologische scenario 1.

Morfologische Scenario 2 bestaat uit Scenario 1 en de aanleg van een nieuwe geul ter hoogte van Deurloo West-Geul en de Walvischstaart (Figuur 4.5 en Figuur 4.6). Er is verdiepte tot NAP -12 m over een breedte van 600-700 m. Dit correspondeert met het weghalen van ~30 miljoen m3 sediment. Dit volume en tracé zijn in lijn met de studie van Van Maldegem (2012).

Beide beschouwde morfologische scenario’s gaan uit van een vormvast zeewaartse versterking van 100 m met behoud van het strand en onderwaterprofiel. Dit betekent dat de momentane kustlijn en de afslaglijnen eveneens met 100 m verschuiven ten opzichte van het scenario voor 2100 met alleen zeespiegelstijging.

(60)

Figuur 4.1 Dwarsraai van de bodem in het midden van het aangepaste gedeelte van het Oostgat.

(61)

Figuur 4.3 Modelbodem morfologische Scenario 1.

(62)

Figuur 4.5 Modelbodem morfologische Scenario 2.

(63)

4.2 Effect morfologische scenario’s op waterbeweging en zandtransporten 4.2.1 Getijslag

Het effect van de morfologische scenario’s op de getijslag is nihil (zie Figuur 4.7 en Figuur 4.8), en dan ook kleiner dan het effect van ZSS zoals beschreven in Hoofdstuk 3. De waterstanden zijn het gevolg van het grootschalig getijsysteem dat ontstaat door de interactie van de getijgolf op de zuidelijke Noordzee en het vullen en ledigen van het kombergingsgebied van de Westerschelde. Deze worden maar zeer beperkt beïnvloed door de relatief kleine morfologische ingrepen.

4.2.2 Getijdebieten

De bruto getijdebieten voor de morfologisch scenario’s worden getoond in Figuur 4.9 tot en met Figuur 4.12. Scenario 1, het 100 m verleggen van het Oostgat, resulteert in 1-4% afname van de getijdebieten door het Oostgat, omdat het doorstroomoppervlak kleiner is geworden. Dit komt ten goede van het parallelle geulsysteem Deurloo-Oost-Geul van de Rassen (1-3% toename). Verder zien we een 1-5% toename van de debieten voor het Bankje van Zoutelande en de Elleboog. De andere geulen laten nauwelijks verandering zien.

Het morfologisch scenario 2, waarbij naast de Oostgat verlegging een nieuw geul gegraven is, zorgt voor een 5-10% toename van de debieten in een 5-10% toename in de verdiepte Geul van de Walvischstaart-Deurloo-West geulen (met name in ebrichting) ten koste van de Wielingen (1-2% afname). De verdieping is dus lang genoeg om debiet “te trekken” door de afgenomen bodemweerstand. Verder zien we een vergelijkbare invloed op de debieten in en rondom het Oostgat als morfologisch scenario 1. Wat verder opvalt, is de toename van het bruto debiet over de Vlakte van de Raai in noordelijke richting.

Een kanttekening is dat de vooraf gedefinieerde debietraaien lopen tot en over de top van het Bankje van Zoutelande, waar ook de modelbodem (beperkt) is aangepast. Dit is van invloed op de gepresenteerde resultaten. Waarschijnlijk zou de invloed van de morfologisch scenario’s minder sterk zijn als de raaien wel voorbij de bodemaanpassingen zouden liggen.

(64)

Figuur 4.7 Gemiddelde getijslag voor morfologisch Scenario 1. De percentages zijn de veranderingen ten opzichte van het 0.78 m ZSS scenario.

Figuur 4.8 Gemiddelde getijslag voor morfologisch Scenario 2. De percentages zijn de veranderingen ten opzichte van het 0.78 m ZSS scenario.

(65)

Figuur 4.9 Bruto getijdebieten (miljoen m3/getij) voor morfologisch Scenario 1. Zwart is in O- (vloed) cq. Z-richting en rood is in W- (eb) cq. N-richting. De pijlen geven de grootte en richting van de netto getijdebieten weer.

Figuur 4.10 Relatief verschil bruto getijdebieten voor morfologische Scenario 1 ten opzichte van het 0.78 m ZSS scenario. Zwart is in O- (vloed) cq. Z-richting en rood is in W- (eb) cq. N-richting.

(66)

Figuur 4.11 Bruto getijdebieten (miljoen m3/getij) voor morfologisch Scenario 2. Zwart is in O- (vloed) cq. Z- richting en rood is in W- (eb) cq. N-richting. De pijlen geven de grootte en richting van de netto getijdebieten weer.

Figuur 4.12 Relatief verschil bruto getijdebieten voor morfologische Scenario 2 ten opzichte van het 0.78 m ZSS scenario. Zwart is in O- (vloed) cq. Z-richting en rood is in W- (eb) cq. N-richting.