Systeemanalyses KPZSS zoetwater regio Volkerak-Zoommeer

Kansen voor innovatief schutten en spuien: het verhaal van het Volkerak-Zoommeer

- Met Sanne van der Heijden (ingenieurs- en adviesbureau Arcadis) en Yann Friocourt (Rijkswaterstaat)

In het zuidwesten van ons land liggen twee grote, afgesloten zoetwaterbekkens die met elkaar in verbinding staan: het Volkerak en het Zoommeer. Samen spelen ze een belangrijke rol in het zoet houden van de omliggende regio. Maar bij 1,5 meter zeespiegelstijging kan er soms niet genoeg worden gespuid. Toch liggen er opties om daarmee om te gaan. “Wij zien hier voorlopig nog voldoende kansen”, zeggen twee betrokken experts. 

Onze Zuidwestelijke Delta heeft van oudsher een complexe relatie met de zee – ook nu nog, na de bouw van de Deltawerken. Een geavanceerd geheel van dammen, dijken, sluizen en stormvloedkeringen beperkt de gevaren van de zee. Maar inmiddels zijn er ook nieuwe uitdagingen: hoe houd je het zout buiten de deur in tijden van droogte? Hoe stuur je dan de waterbalans tussen natuur, landbouw en andere functies? En nu komt daar nog de extra uitdaging van zeespiegelstijging bovenop. 

“Het Volkerak-Zoommeer is ontstaan door afsluiting van een aantal zeearmen in het kader van de Deltawerken, vanaf de jaren 1970”, vertelt Yann Friocourt van Rijkswaterstaat. “Ze zijn zoet geworden door de constante aanvoer van zoetwater, deels uit het Hollands Diep [dat de bulk van het Rijnwater naar zee brengt, red.] en deels vanuit de kleinere Brabantse rivieren. Er zijn verschillende sluizen die schepen kunnen doorlaten, maar daarmee wel zorgen voor een instroom van zout water.”

Scheepvaart

Het Volkerak is het grotere bekken tussen het Zuid-Hollandse Goeree-Overflakkee en het vasteland van Brabant. Aan de noordkant liggen de Volkeraksluizen, die het bekken afsluiten van het zoete Hollands Diep; aan de westkant de Krammersluizen, op de overgang naar een zoute Oosterscheldetak. En aan de zuidkant stroomt het Volkerakwater via een natuurlijke zeearm, nu bekend als het Schelde-Rijnkanaal, naar het zoete Zoommeer bij Bergen op Zoom. Dat laatste watert bij Bath af op de Westerschelde, via een spuikanaal en sluizen. Daarnaast is er via de Kreekraksluizen een scheepvaartverbinding naar het Antwerps Kanaalpand en de achterliggende havens in Vlaanderen.

“Het is een drukbevaren systeem”, benadrukt Friocourt. “Het is een van de grootste scheepvaartverbindingen tussen de havens van Antwerpen en Rotterdam. Dat betekent dat er veel wordt geschut via sluizen – en dat er daarmee ook relatief veel zout water binnendringt.”

Balans

Daarom is het van belang dat het systeem wordt doorgespoeld met zoetwater, vertelt Sanne van der Heijden van Arcadis. Dit adviesbureau werkte samen met bureau HydroLogic, in opdracht van Rijkswaterstaat, aan het deelrapport over het Volkerak-Zoommeer. “’s Zomers gebeurt dat doorspoelen vooral met water vanuit het Hollands Diep”, zegt Van der Heijden. “In de winter is er meestal voldoende water beschikbaar vanuit de Brabantse rivieren. Maar of er op jaarbasis voldoende zoetwater is, hangt af van allerlei factoren. Onder meer de neerslag en de afvoeren van de grote rivieren, maar ook het gebruik van het water bovenstrooms.” 

Daar spelen vaak bovenregionale afwegingen: het Hollands Diep is bijvoorbeeld ook belangrijk voor het zoet houden van de Rijn-Maasmonding – en het gehele Hollands Diep krijgt soms minder water toebedeeld ten gunste van IJssel en Amsterdam-Rijnkanaal. 

Modelexercitie

De hoofdvraag voor deze regio binnen het Kennisprogramma Zeespiegelstijging luidde, net zoals voor de overige deelregio’s: tot welke zeespiegelstijging is het huidige zoetwaterbeleid toereikend? “Maar hoe het water binnen de regio precies stroomt en waarvoor we het gebruiken, is daarbij heel bepalend”, merkt Friocourt op. “En dat hadden we nog niet voldoende in beeld. Daarom hebben we in dit rapport ook heel gestructureerd onderzocht hoe dit systeem precies functioneert bij hogere zeespiegels. Het was een grote modelexercitie waarbij we hebben gedraaid aan allerlei knoppen: niet alleen zeespiegelstijging, maar ook rivierafvoeren en watergebruik.”

“Daarbij hebben we ruim 1.600 varianten doorgerekend, dus verschillende combinaties van die variabelen”, vult Van der Heijden aan, “onder twee verschillende aannames. Ten eerste bij de huidige infrastructuur – maar daarnaast ook bij een aangepaste infrastructuur, bijvoorbeeld met extra pompen of met innovatieve schutsluizen, die minder zout water binnenlaten.”

Upgrade

De spuisluis bij Bath, aan de zuidkant van het systeem, kan met de huidige infrastructuur bijvoorbeeld onvoldoende spuien onder vrij verval bij een zeespiegelstijging van rond de 1,5 meter. Dat lijkt op het eerste gezicht zorgwekkend, want deze stijging is wellicht over een kleine eeuw al in beeld. Van der Heijden: “Maar als je er pompen bij plaatst, dan kun je veel langer voldoende water blijven afvoeren.”

Een ander voorbeeld zijn de Krammersluizen, waar schepen vanuit de zoute Oosterschelde het zoete Volkerak op varen. Daar wordt naar verwachting in 2027 een nieuw systeem in gebruik genomen, de zogeheten Innovatieve Zoet-Zoutscheiding, of IZZS. Van der Heijden: “Dat is een systeem waarbij zout water vanuit de schutsluis wegloopt naar een opvangbekken, in plaats van naar het Zoommeer, en er dus met elk schip veel minder zout meekomt.” 

Dat systeem werkt in het huidige ontwerp slechts tot ruim één meter zeespiegelstijging, omdat ook dit afhankelijk is van vrij verval. Maar na een upgrade met extra pompen kan deze technologie nog een tijdlang blijven voldoen bij grotere zeespiegelstijging, zo verwachten beide experts. Tegelijkertijd ontstaat er dan een situatie waar in Nederland nog geen ervaring mee is: permanent hoger buitenwater dan binnenwater.

Verrassend robuust

De hoeveelheid zout die binnendringt bij de Krammersluizen is een van de knelpunten in deze regio, merkt Friocourt op. “Maar wat mij opvalt in dit rapport is dat dit systeem, zeker gezien de mogelijkheden van zo’n IZZS, best heel robuust is. Dat verraste mij wel aan deze modelberekeningen. De houdbaarheid van de oplossingen is nog behoorlijk te verlengen.” 

Daarnaast zijn er ook andere extra maatregelen mogelijk, zoals selectief wegpompen van zout water, of zorgen voor extra tegendruk van zoetwater op het moment dat er een schip door de sluis gaat. “Hoewel die laatste mogelijkheid in dit systeem wel beperkt is”, relativeert Van der Heijen, “omdat je, vooral in tijden van droogte, niet altijd kunt rekenen op voldoende aanvoer van zoetwater.”

Schade accepteren

Ook Friocourt geeft aan dat er grenzen zitten aan het zoetwaterbeheer: “Extra pompen kost natuurlijk veel energie. In deze fase van het Kennisprogramma is niet onderzocht hoe lang dat werkbaar en rendabel is.” Van der Heijden: “Met de huidige infrastructuur moeten we er rekening mee houden dat er problemen kunnen gaan optreden vanaf die 1,5 meter zeespiegelstijging. Dat betekent dat we misschien moeten accepteren dat de chlorideconcentratie soms lokaal boven de norm uitkomt.” Tot die tijd is er wel behoorlijk veel extra water nodig voor doorspoeling. 

Daarnaast speelt nog een ander gegeven: het Volkerak-Zoommeer is aangewezen als calamiteitenopvanggebied voor waterberging. Dat betekent dat deze bekkens het water van het Hollands Diep zullen moeten opvangen als de grote stormvloedkeringen langere tijd gesloten zijn voor de waterveiligheid. Dat kan leiden tot ruim 2 meter peilverhoging in het Volkerak en overstroming van omliggende polders. “Nu hebben we met elkaar afgesproken dat we de schade accepteren als dat niet vaker gebeurt dan eens in de 1.400 jaar”, zegt Friocourt. “Maar als je het peil van het Volkerak laat meestijgen met de zeespiegel, dan zal die frequentie toenemen. Dus dan zullen we moeten gaan nadenken over hoe we die schade kunnen beperken. Die opties gaan we nader verkennen in een volgende fase van het Kennisprogramma.” 

Inzicht

Dit rapport plakt geen labels op dergelijke problemen – zoals: dit probleem gaat zó vaak optreden, het probleem is dan zó groot, en de schade zó ernstig. Het geeft ook niet aan wanneer – in de tijd – dergelijke problemen gaan optreden. Daarvoor is het te vroeg; het KNMI werkt bijvoorbeeld nog aan nieuwe klimaatscenario’s. “Maar dit rapport laat wel heel mooi andere dingen kwantitatief zien”, zegt Friocourt. “Bijvoorbeeld: als de doorspoeling terugloopt vanwege een beperkte spuicapaciteit, dan heeft dit déze gevolgen voor het zoutgehalte. Of: met déze post moeten we veel meer rekening houden dan met déze. Zoute kwel blijkt bijvoorbeeld een veel minder groot probleem te zijn dan zoutindringing bij de schutsluizen.”

“Dat laatste verbaasde mij wel”, zegt Van der Heijden. “Het mooie is: dit rapport maakt deze dingen inzichtelijk. Het laat zien waarover we beslissingen moeten nemen. En het laat ook zien wat we nog onvoldoende weten.” 

Bewustwording

Dat alles helpt bij de bewustwording, vult Friocourt aan: op welke vlak kunnen we zonder problemen nog een tijdlang vooruit, waar is nog verder onderzoek nodig, waarin kunnen we maar beter nu alvast investeren? 

“We moeten nu al nadenken over hoe we deze systemen slimmer kunnen inrichten”, besluit Friocourt. “Elke investering die we nu doen, moet zoveel mogelijk toekomstbestendig zijn. Dit rapport geeft daar richting aan. Het laat zien aan welke knoppen je kunt draaien, welke daarvan relatief de meeste invloed hebben en wat daarvan de voor- en nadelen zijn.”

Het is goed als we daar nu alvast gevoel voor krijgen, besluit Van der Heijden. “Dus ja, in die zin heeft dit rapport zeker een positieve boodschap.”