Effecten van spuilocaties 1A en 2A op hydraulica, morfologie en ecologie van de Waddenzee

Abstract

De huidige spuicapaciteit in de Afsluitdijk is onvoldoende om het streefpeil in het IJsselmeer goed te kunnen handhaven. Gezien de verwachte zeespijgelrijzing en toename van de piekdebieten van de IJssel wordt dit in de toekomst nog moeilijker. Daarom worden de mogelijkheden voor verdubbeling van de spuicapaciteit onderzocht. Het onderzoek is in drie fasen uitgevoerd. Tijdens de eerste fase is onderzocht welke locaties in de Afsluitdijk het meest geschikt zijn voor de aanleg van een extra spuimiddel. Vijf alternatieve locaties zijn onderzocht en er bleven twee locaties over die gegeven de verwachte effecten op natuur en milieu als meest geschikt werden beoordeeld, locatie 1A en 2A. Voor deze twee locaties is tijdens fase 2 van de effectenstudie meer in detail onderzocht wat de effecten zijn. Tijdens fase 3 zal voor een van beide locaties de effecten op hydraulica, morfologie en ecologie van de Waddenzee nader worden onderzocht. Bij het bestuderen van de effecten van een nieuwe spuisluis in de Afsluitdijk is steeds onderscheid gemaakt in hydraulische, morfologische en ecologische effecten. De hydraulische effecten worden als basis gebruikt om de morfologische en ecologische gevolgen in beeld te brengen. Om de hydraulische effecten te bepalen is gebruik gemaakt van een 3D hydraulisch model: TRIWAQ. De correcte werking van TRIWAQ is geverifieerd door vergelijking van twee 13-uursmetingen in de Doove Balg (15 december 1982) en in de Vliestroom (12 januari 1983) met modeluitkomsten voor dezelfde twee periodes. Ook zijn achteraf, na het doorrekenen van de gekozen scenario’s, de modelresultaten vergeleken met waarden genoemd in het proefschrift van Zimmerman [lit.1]. Uit de verificatie blijkt dat de berekende waterstanden goed gereproduceerd worden. De stroomsnelheden en saliniteiten worden redelijk gereproduceerd. Om een vergelijking te kunnen maken tussen de huidige situatie en de situatie met een nieuw spuimiddels zijn 38 sommen, die een breed spectrum aan omstandigheden (getij, wind en afvoer) vertegenwoordigen, doorgerekend. Als basis voor deze sommen is de periode oktober en november 1998 gekozen, waarbij voor elke som een maatgevende dag gekozen is. Voorafgaand aan deze dag is eerst 10 dagen 2D gerekend met het IJsselmeermodel, gevolgd door 9 dagen (18 getijperioden) 3D met TRIWAQ. Voor de zeerandvoorwaarden is een tijdreeks van waterstanden opgelegd en een tijdreeks van saliniteiten, bepaald met een reeks van 2D modellen (Coastal Shelf Model, Zuidelijk Noordzee model en het Kuststrookmodel). Voor de spuidebieten is voor de scenario’s met alleen de huidige spuisluizen en de autonome ontwikkeling gebruik gemaakt van de actuele openings- en sluitingstijden van Kornwerderzand en Den Oever. Voor de scenario’s met de nieuwe spuisluis zijn spuidebieten, die door SOBEK met het Bekkenspuimodel gegenereerd zijn, gebruikt. De 38 sommen zijn cyclisch doorgerekend, dat wil zeggen dat gedurende deze 9 dagen hetzelfde getij, spuidebiet en wind aangehouden is. De resultaten van de laatste van deze 18 dagen is gebruikt voor vergelijking tussen de huidige situatie en de situatie met spuimiddel. Achteraf bleken niet alle 38 sommen voor vergelijking bruikbaar, omdat in een aantal gevallen faseverschuivingen tussen de SOBEK-resultaten en de TRIWAQ-resultaten voorkwamen en omdat de spuidebieten in een aantal scenario’s onderling van niet vergelijkbare orde van grootte waren. Uit de berekeningen bleek dat door een nieuwe spuisluis het noordoostelijk deel van de Waddenzee iets zoeter (0 tot 3 psu) en het zuidwestelijk deel iets zouter wordt (ook 0 tot 3 psu). Door de nieuwe spuisluis zullen de ebsnelheden in de Doove Balg en de Vlieter iets toenemen, de vloedsnelheden nemen marginaal af. Op grond van hydraulische overwegingen is geen voorkeur voor een van de twee alternatieven te geven, omdat: - de verschillen in saliniteiten tussen locatiealternatief 1A en 2A marginaal zijn. - de verschillen in stroomsnelheden zijn orde grootte 4 à 5 cm/s, hetgeen ook marginaal is. - de verschillen in waterstanden zijn in de nabijheid van de spuilocaties soms maximaal 8 cm, maar zijn overal elders in de westelijke Waddenzee kleiner (variërend tussen 0 en 2 cm). Om de morfologische effecten van een nieuwe spuisluis te bepalen zijn van de 38 gemaakte sommen de sommen met gemiddeld getij en lage afvoer en met gemiddeld getij en hoge afvoer voor T0, locatiealternatief 1A en locatiealternatief 2A gebruikt. Hierbij is gekeken naar slib en zand. Voor slib is gekeken naar de import van slib via het zeegat, de concentratie van slib door gravitatiecirculatie, de kans op lokale bezinking door afname van de stroomsnelheid en de kans op permanente bezinking door overdiepte van de geulen. Op basis hiervan is gekeken of: - de slibtoevoer naar de kwelders zou kunnen veranderen. - er significante diepteveranderingen van de platen ten opzichte van de waterstand te verwachten te zijn. - de buitendelta van volume kan veranderen. Voor slib wordt geconcludeerd dat lokaal met slibsedimentatie rekening moet worden gehouden, bijvoorbeeld bij de spuipunten en nabij Robbezand. Aan de andere kant is het de vraag of deze effecten aangetoond kunnen worden in het veld, omdat dit nu ook al plekken zijn waar sterke slibsedimentatie in nabijgelegen gebieden optreedt en die als slibbron zullen fungeren. Voor kwelders wordt geconcludeerd dat de aanvoer van slib naar kwelders gemiddeld weinig zal veranderen. Ten aanzien van platen is uit de modelberekeningen gebleken dat de waterpeilen bij gemiddeld getij maximaal 1 cm hoger zullen worden voor hoogwater en maximaal 2 cm lager voor laagwater. De platen zullen vermoedelijk de waterpeilen beperkt volgen. Verwacht wordt dat de hoge platen minder dan 0,5 cm hoger zullen worden en de lage platen minder dan 1 cm lager zullen worden. Dergelijke veranderingen zijn insignificant en in de praktijk onmeetbaar. De buitendelta’s, lobvormige zandlichamen die zeewaarts van het zeegat liggen, zijn direct gerelateerd aan het dominant getij. Veranderingen in het dominant getij als gevolg van een nieuwe spuisluis zullen naar verwachting ordegrootte 1000 m3 zijn voor het Vlie en Marsdiep als gevolg van een spuisluis op locatiealternatief 2A en ordegrootte 200 m3 voor het Eierlandsche gat als gevolg van een spuisluis op locatiealternatief 1A. Dit is een verschil van ongeveer 0,5 %, wat als insignificant wordt beschouwd. De eindconclusie ten aanzien van de morfologische effecten van een nieuwe spuisluis in de Afsluitdijk is dat er vrijwel geen onderscheid te maken is tussen locatiealternatief 1A en 2A. De deelstudie ecolgie heeft zich verder toegespitst op de effecten van een extra spuimiddel op de bodemfauna vanwege de sleutelrol die deze organismen spelen in het ecosysteem van de Waddenzee. Allereerst is middels een verkennende studie getracht de huidige effecten van de spuisluizen op de bodemfauna in kaart te brengen. Deze konden evenwel niet worden aangetoond. Om deze reden zijn een aantal surveys uitgevoerd op platen in de nabijheid van de spuimiddelen. De resultaten daarvan worden in fase 3 nader geanalyseerd. Om de effecten van een verandering van de saliniteitspatronen in te schatten zijn relaties tussen a-biotiek en voorkomen van de bodemfauna zoals afgeleid voor de Westerschelde toegepast voor de westelijke Waddenzee. De resultaten lieten een onrealistische verpreiding van de onderzochte bodemfaunasoorten zien. In fase 3 van de studie worden Waddenzee specifieke relaties afgeleid. Vervolgens is een recht-toe recht-aan methodiek opgezet om het effect van de saliniteit op de bodemfauna in te schatten door te kijken naar langdurige onderschrijdingen van lage zoutconcentraties. Om het effect op het voedselaanbod voor de bodemfauna te bepalen is een ecologisch stofstroommodel ontwikkeld. Op basis van de resultaten worden de volgende veranderingen in de ecologie verwacht door de aanleg van een nieuwe spuisluis ten opzichte van de huidige situatie: - De soortensamenstelling van de bodemfauna zal nauwelijks wijzigen. - Het gebied waar de kokkel, een voor verzoeting gevoelig organisme, niet voorkomt is minimaal en beperkt zich tot de directe omgeving van de spuisluizen. - Het gebied waar de groei van de kokkel wordt beperkt door verzoeting verplaatst zich van de omgeving van Den Oever naar het Kornwerderzand en zijn directe omgeving. - De meeste andere aanwezige bodemorganismen zijn minder gevoelig voor verzoeting (bijvoorbeeld de mossel). Voor deze organismen zal het beïnvloedingsgebied naar verwachting kleiner zijn. - Het voedselaanbod in het sediment en de waterkolom zal iets wijzigen: een geringe verarming in de omgeving van Den Oever en een geringe verrijking in de omgeving van Kornwerderzand. Tegelijkertijd vormt het zoete water een stress-factor die afneemt bij Den Oever en toeneemt bij Kornwerderzand. Het uiteindelijk effect op het voedselaanbod is daardoor naar verwachting gering. - In de erosiekuil zal geen bodemfauna van betekenis voorkomen. De verschillen in ecologisch effect tussen variant 1A en 2A zijn verwaarloosbaar, behoudens lokale effecten in de directe omgeving van het spuimiddel, bijvoorbeeld als gevolg van de vorming van een ersosiekuil en het voorkomen van extreem lage saliniteiten. De hoofdconclusie van het totale onderzoek is tweeledig: - Ten aanzien van de effecten van een nieuwe spuisluis in vergelijking tot de huidige situatie wordt geconcludeerd dat er slechts marginale effecten te verwachten zijn. Zo wordt het noordoostelijk deel van de Waddenzee iets zoeter en het zuidwestelijk deel iets zouter. De veranderingen zijn ordegrootte plus of min 3 psu. - Ten aanzien van het onderling verschil in effecten tussen locatiealternatief 1A en 2A wordt geconcludeerd dat zowel uit hydraulisch, morfologisch als ecologisch oogpunt er geen duidelijke voorkeur voor een van beide locaties kan worden gegeven. Tijdens het onderzoek bleken er op diverse onderdelen vragen ten aanzien van de resultaten te ontstaan. Daarom is in april 2002 een plan van aanpak opgesteld om deze vragen te onderzoeken. De resultaten hiervan zullen in de rapportages van fase 3 worden gepresenteerd. Spuilocatie 1A