Systeemanalyses KPZSS zoetwater regio Amsterdam-Rijnkanaal - Noordzeekanaal

Een hoofdrol voor sluizen en pompen: het verhaal van het Noordzeekanaal en het Amsterdam-Rijnkanaal

- Met Jos van der Baan (ingenieurs- en adviesbureau Arcadis) en Jantine Hoekstra (Rijkswaterstaat)

Een groot, belangrijk, zoet kanaal dat in open verbinding staat met een zout kanaal: dat is in een notendop de complexiteit van het Amsterdam-Rijnkanaal en het Noordzeekanaal. Het systeem vraagt om zorgvuldige afwegingen rondom bijvoorbeeld de schutsluizen, gemalen, en aanvoer en gebruik van zoetwater. “Dit rapport laat zien waar nu al de knelpunten liggen”, aldus twee experts, “maar het geeft ook vooral heel veel handelingsperspectief.”

Het Noordzeekanaal en het Amsterdam-Rijnkanaal vormen een bijzondere waterverbinding in de provincies Utrecht en Noord-Holland. Het Amsterdam-Rijnkanaal is, naast een drukbevaren scheepvaartroute, ook een belangrijke buffer en doorvoerroute voor zoetwater. De drinkwatervoorziening, landbouw en natuur zijn ervan afhankelijk. Maar het kanaal sluit rechtstreeks aan op het Noordzeekanaal, dat op zijn beurt in verbinding staat met de Noordzee via de sluizen van IJmuiden. Het Noordzeekanaal is brak tot zout, omdat er relatief veel zout het systeem binnenkomt met de schepen die door de sluizen varen.

“Als het Noordzeekanaal te zout wordt, dan kan dat de zoetwaterbuffer van het Amsterdam-Rijnkanaal bedreigen”, vertelt Jos van der Baan. Samen met zijn collega’s van Arcadis en bureau HydroLogic schreef hij het deelrapport over deze zoetwaterregio binnen het Kennisprogramma Zeespiegelstijging. “Wij hebben onderzocht in hoeverre dat nu al het geval is, en welke extra druk er op het systeem komt als gevolg van zeespiegelstijging.”

Droge zomers als proef

De afgelopen vier zomers waren uitzonderlijk droog. Dat bood een uitgelezen kans om het ‘systeem onder druk’ te onderzoeken. “Met name in 2018 was het spannend”, vertelt Jantine Hoekstra van Rijkswaterstaat, die nauw bij het onderzoek betrokken was. “Het zoutgehalte op het Noordzeekanaal liep snel op en het zout trok af en toe het Amsterdam-Rijnkanaal op. Toen waren serieuze maatregelen nodig.”

Bij IJmuiden werd bijvoorbeeld een limiet gesteld aan het aantal schuttingen, wat een vermindering gaf van de zoutindringing, maar wel een beperking vormde voor de scheepvaart. Daarnaast werd er meer rivierwater vanuit de Lek richting Amsterdam-Rijnkanaal gestuurd, via de Prinses Irenesluizen bij Wijk bij Duurstede. Met dit inlaatsysteem is de waterverdeling bovenregionaal te sturen. “Vooral in 2022 werkte dat erg goed”, vervolgt Hoekstra. “Er trok geen zout het Amsterdam-Rijnkanaal op. Maar daar zitten wel duidelijk grenzen aan. De rest van Nederland heeft immers ook een zoetwaterbehoefte – en daarnaast heeft elk sluizencomplex een beperkte capaciteit om water door te laten.”

Selectief wegpompen

Sinds 2018 is er gewerkt aan een observatiesysteem om het zoutgehalte in beide kanalen fijnmaziger te kunnen monitoren. Series van meetpunten meten het zoutgehalte, en via nieuwe rekenmethodes kunnen waterbeheerders sneller zien wanneer en waar kritische grenswaarden worden bereikt. Zo kunnen ze sneller ingrijpen. “Maar intussen is ook één van de zeesluizen bij IJmuiden vervangen door een grotere”, vertelt Hoekstra, “waardoor de zoutindringing is toegenomen.”

Gelukkig beschikken de waterbeheerders ook over andere maatregelen om de zoutdruk te beperken. Een daarvan is zogeheten selectieve onttrekking, die vanaf 2025 in werking treedt. “Zout water is zwaarder dan zoet water”, legt Van der Baan uit. “Daardoor dringt het zoute water als een soort tong naar binnen, onder het zoete water. Selectieve onttrekking wil zeggen dat er bij de sluis relatief zout water op de bodem van het kanaal wordt weggepompt. Hierdoor kun je meer zout water afvoeren en dringt er minder zout naar binnen.”

Goed nieuws, met een ‘mits’

In deze deelstudie maakten de onderzoekers een model waarmee ze kunnen rekenen aan verschillende combinaties van zoutdruk, zoetwateraanvoer en het zogeheten lateraal debiet: de onttrekkingen en toevoegingen van water langs de route. “Dergelijke modellen bestonden al wel”, vertelt Van der Baan, “maar er was nog nooit gekeken naar zoveel combinaties – en naar extreme situaties, zoals twee, drie of vijf meter zeespiegelstijging.”

En, wat kwam daaruit? “Allereerst dat het spuien onder vrij verval al rond de halve meter zeespiegelstijging niet meer mogelijk is”, zegt Hoekstra. Dit spuien is niet alleen van belang ter voorkoming van wateroverlast onder natte weersomstandigheden, maar ook om het zoute water uit de sluizen naar zee te kunnen afvoeren. “Dat klinkt misschien heftig, maar daar is deze regio al mee bekend”, relativeert Hoekstra. “We zullen van spuien moeten overstappen naar pompen. Dat is niet per se een probleem: technologisch gezien kan er een heleboel.”

Belangrijke mits

De huidige analyse laat zien dat als de pompcapaciteit meegroeit met het systeem, we voldoende zout kunnen blijven afvoeren, concludeert Hoekstra: “Als aan die voorwaarde wordt voldaan, dan is  het Amsterdam-Rijnkanaal, bij voldoende aanvoer van zoetwater, technisch gezien nog zoet te houden bij vijf meter zeespiegelstijging – zelfs als de scheepvaart bij IJmuiden nog verder toeneemt.” 

Dat is goed nieuws, maar er is een zeer belangrijke mits: die aanvoer van zoetwater vanuit de Lek. In de afgelopen droge zomers is al gebleken dat dat een knelpunt kan gaan worden. “Ook andere regio’s én andere gebruiksfuncties hebben bij droogte immers zoetwater nodig uit dezelfde rivieren”, zegt Hoekstra. “Daarnaast is er bij die gecombineerde watervraag een ander probleem: de maximale capaciteit van de huidige Prinses Irenesluizen.” 

Keuzes maken

Daarvoor zijn er op termijn dus keuzes te maken, benadrukken beide experts. “Je zou ervoor kunnen kiezen om meer aanvoercapaciteit vanuit de rivieren te realiseren”, zegt Van der Baan. “Maar dan speelt nog steeds de kwestie van die bovenregionale waterverdeling: dat water moet dan wel beschikbaar zijn.”

Je zou er ook voor kunnen kiezen om vaker toe te staan dat het zout het Amsterdam-Rijnkanaal op trekt, merkt Hoekstra op. “Maar dat kan gevolgen hebben voor de omringende landbouw, natuur en drinkwaterproductie. Het is daarom belangrijk te bekijken wat precies de gevolgen zijn, hoe ver het zout mag komen en waar de inlaatpunten voor zoetwater vanuit het Amsterdam-Rijnkanaal liggen. Dit wordt in de volgende fase verder onderzocht.”

Effect van de sluizen

Een derde optie is het nemen van extra maatregelen bij de sluizen in IJmuiden – bijvoorbeeld kiezen voor minder intensieve scheepvaart. “Deze studie toont heel duidelijk dat de zoutdruk maar redelijk beperkt toeneemt als gevolg van zeespiegelstijging”, vat Van der Baan samen. “Namelijk maar zo’n 60 tot 65 procent bij vijf meter zeespiegelstijging. Dat valt relatief mee ten opzichte van het effect van het gebruik van de sluizen. Eenzelfde toename in zoutdruk ontstaat ook als je van circa tien naar circa vijftien scheepsschuttingen per dag zou gaan, bij de huidige zeespiegel. Toename van de zoutdruk is dus nu al een belangrijk aandachtspunt, en niet pas bij vijf meter zeespiegelstijging. Wat mij betreft is dat een van de belangrijkste conclusies uit dit rapport.”

Volgende fase

In deze fase van het Kennisprogramma is nog niet gerekend aan de economische gevolgen van bepaalde beleidskeuzes, benadrukken beide experts. Nu is alleen in kaart gebracht waar knelpunten komen te liggen bij bepaalde combinaties van zeespiegelstijging, zoetwateraanvoer en watergebruik. Hoekstra: “Hoe groot de problemen eventueel gaan worden, en op welke termijn, dat staat op de onderzoeksagenda in de volgende fase. Dan kijken we bijvoorbeeld ook naar de houdbaarheid van de zoetwaterbuffers, en manieren om die eventueel op te rekken.”

Dat gebeurt voor deze regio in samenwerking met een ander onderzoeksprogramma: Toekomstbestendig watersysteem Amsterdam-Rijnkanaal/Noordzeekanaal, opgezet vanuit de waterschappen en Rijkswaterstaat. Tussen beide programma’s is ook nu al uitwisseling van data en expertise. 

Handelingsperspectief

Hoe kijken de beide experts nu in grote lijnen naar dit huidige rapport? “Enerzijds is het best een spannende boodschap”, zegt Hoekstra, “als je kijkt hoe het systeem nu al knelt in die droge zomers. Dus we moeten echt aan de bak, ook nu al, als we ruim in dat zoetwaterjasje willen blijven zitten.”

“Aan de andere kant biedt dit rapport ook heel veel handelingsperspectief”, vult Van der Baan aan. “Het laat heel duidelijk zien waar de knelpunten nu al liggen, en welke knelpunten daar in de toekomst nog bij komen. Het is goed dat we daar nu al zoveel grip op hebben: dan weten we in welke richtingen we de oplossingen kunnen gaan zoeken. Dat is een heel belangrijk startpunt.”