Thema’s

Alle thema’s waarin WaLTER adviseert.

overzicht

Tools

Alle tools die WaLTER heeft ontwikkeld.

overzicht

Publicaties

Alle publicaties die door WaLTER zijn uitgebracht.

overzicht

Over WaLTER

Alle informatie over het project en de partners.

overzicht
Achtergrond Informatiebehoefte Huidige monitoring Walter analyse Walter advies Referenties Bijlagen
 

Informatiebehoefte

Onderdeel van Klimaat & Veiligheid

 
 

Deltathema's

In 2012/2013 zijn enquêtes gehouden om de informatie- en monitoringbehoeften te inventariseren onder gebruikers van het waddengebied. Voor dit thema zijn de resultaten gebundeld in het 3-delige rapport Klimaat & Veiligheid. De informatiebehoefte betreft drie domeinen, die binnen DPW Deltathema’s worden genoemd (Figuur 2):

Sturende factoren
Dit zijn grootschalige factoren ‘van buitenaf’ die niet direct te beïnvloeden zijn met ingrepen in het sedimentdelend systeem van het waddengebied. Hieronder vallen (storm)klimaat, zeespiegelstijging, waterstanden, bodemdaling en menselijke activiteiten als gaswinning.

Morfologische ontwikkeling en meegroeivermogen
Dit omvat de fysieke ondergrond en is de drager van de waterkering. Het sedimentdelend systeem bestaat uit verscheidene morfologische eenheden zoals eilanden (met stranden, zandplaten, duinbogen en kwelders), buitendelta’s en kombergingsgebieden (met platen en geulen en kwelders). Dit zijn dynamische eenheden die worden gevormd, en met elkaar verbonden zijn, door sedimenttransport.

Belastingen en waterkering (incl. duinen) en voorland.
De waterkering is de fysieke barrière tussen de zee en het binnendijkse land en bestaat voor het grootste deel uit duinen en dijken. De kering kan onderdeel zijn van het sedimentdelend systeem (duinen) of niet (dijken). Monitoring van de waterkering is nodig voor het beoordelen van de staat waarin waterkering en voorland verkeren, en voor de kalibratie en validatie van modellen die gebruikt worden bij het toetsen van primaire keringen. Ook is er behoefte aan monitoring van de belasting van de keringen door golven, wind, waterstanden en stromingen in het buitendijkse gebied.

Daarnaast is er aandacht voor monitoring tijdens extreme omstandigheden. Deze monitoring vindt niet met vaste intervallen plaats maar op momenten waarop zich specifieke omstandigheden voordoen, zoals stormvloed. Dit vraagt om een andere organisatie van de monitoring, namelijk volgens een Quick Reaction Force.

De werking van het systeem, de doorwerking van de sturende factoren in de waterveiligheid, wordt toegelicht in het DPW Monitoringplan.

Sturende factoren

Meteorologie
Meteorologische informatie is nodig voor beleid, klimaatstudies en klimaatsimulaties; kennisontwikkeling (onderzoeksprogramma en pilots); en operationele monitoring en verwachtingen (real-time volgen, bewaken en verwachten van het weer). Er is niet alleen informatie nodig over de Waddenzee, maar ook over de Noordzee. De hydraulische belasting van de Waddenzee wordt immers in belangrijke mate bepaald door de meteorologische omstandigheden op de Noordzee.

De behoefte aan meteorologische data betreft: windsnelheid, windrichting, luchtdruk, temperatuur, zicht, neerslag (incl. dagsom), zonnestraling en verdamping (incl. dagsom). Niet-meteorologische waarnemingen die nodig zijn voor het opstellen van meteorologische modellen betreffen: zeewatertemperatuur, land-zee masker (topografie) en bodemhoogte, bodemvocht, ijsbedekking, sneeuw en ruwheid land.

Zeespiegel
Het volgen van de wereldgemiddelde zeespiegelstijging is van belang. Een trend naar versnelde zeespiegelstijging wordt eerder in het wereldgemiddelde opgemerkt dan in de Waddenzee alleen. Zo’n tendens kan worden gebruikt voor een schatting van het verloop van de verwachte zeespiegelstijging. Scenario’s voor de toekomstige zeespiegelstijging in de Waddenzee worden gebruikt om te bepalen hoe hydraulische belastingen zich zullen ontwikkelen. Ze leveren ook materiaal voor studies naar te verwachten morfologische ontwikkelingen binnen de Waddenzee.

Monitoring van de zeespiegel in de Noordzee rond het waddengebied geeft informatie over directe stuurvariabelen van het waddengebied en van de hydraulische belastingen. Voor het waddengebied zijn vooral de gemiddelde hoogwaterstand (GHW) en laagwaterstand (GLW) relevant. De verandering in GHW en GLW bij het waddengebied wijkt namelijk enigszins af van de verandering in het gemiddelde zeeniveau (GZN).

Waterbeweging op de Noordzee
Er is behoefte aan informatie over golven en waterstanden op de Noordzee voor onder andere beleid, randvoorwaarden voor modellen en actuele verwachtingen en waarschuwingen voor Waddenzee en Noordzeekust.

Bodemdaling en seismiciteit
Informatie over bodemdaling in het waddengebied is noodzakelijk bij het bepalen van de sedimenthuishouding en waterveiligheid, en de effecten van gas- en zoutwinning daarop. De snelheid waarmee de bodem daalt wordt opgeteld bij de snelheid waarmee de zeespiegel rijst, om de relatieve zeespiegelstijgingssnelheid te bepalen

Bij seismiciteit staat de vraag centraal met wat voor toekomstige aardbevingen rekening moet worden gehouden. Zullen bevingen heviger worden en wat voor consequenties heeft dit voor de calamiteitenorganisatie? Verder is het belangrijk om te weten wat de door gaswinning geïnduceerde aardbevingen zullen betekenen voor de stabiliteit van waterkeringen.

Menselijke activiteiten
Menselijke activiteiten kunnen effecten hebben op de waterveiligheid, morfologie en sedimentvraag. Voorbeelden zijn veranderingen in de grondwaterspiegel (grondwaterwinning), toename in ontgrondingsgaten (als gevolg van spuien) en zandsuppletie.

Morfologische ontwikkeling

De hoofdvraag ten aanzien van de morfologische ontwikkeling van het waddengebied is of het gebied op peil kan blijven met de (relatieve) zeespiegelstijging. We onderscheiden hierbij de volgende functies, met specifieke informatiebehoefte (waarvan sommige, zoals de MKL, verbonden zijn aan concrete beleidsdoelstellingen of vastgestelde grenswaarden):

  • Bieden van droog areaal en daarmee veiligheid op de eilanden en het vasteland
  • Beschermende functie van het voorland en de duinen
  • Bieden van natuurwaarden en ecosysteemdiensten

Bieden van droog areaal en daarmee veiligheid op de eilanden en het vasteland.
Dit betekent in eerste instantie dat de kust niet achteruit mag gaan. Hiervoor is informatie nodig over de ontwikkeling van de kustlijnpositie van de zandige kust. De bijbehorende indicator is de ligging van de Momentane kustlijn (MKL) en te Toetsen Kustlijn (TKL) ten opzichte van de Basis Kustlijn (BKL).
Ten tweede is informatie over de hoogteontwikkeling van het achterland (achter de dijken en duinen) van belang. Bij een relatieve stijging van de zeespiegel komt het achterland steeds dieper te liggen, waardoor het gevoeliger wordt voor overstromingen.

Beschermende functie van het voorland en de duinen.
Het voorland bestaat aan de Noordzeekust uit de vooroever met de buitendelta’s, en aan de Waddenzeekust uit de wadplaten en kwelders voor de dijken. Samen vormen deze het kustfundament. Om deze functie in de toekomst te kunnen waarborgen, is informatie nodig over de volume- en hoogteveranderingen van deze gebieden ten opzichte van de zeespiegelstijging. Ook de ontwikkeling van geulen is van belang,

Bieden van natuurwaarden en ecosysteemdiensten.
Om te kunnen weten of het waddengebied in de toekomst ruimte kan blijven bieden aan dezelfde ecosysteemdiensten, is het van belang dat de abiotische karakteristieken van het systeem zo goed mogelijk behouden blijven. Hiervoor is informatie nodig over ontwikkelingen in de morfologische karakteristieken, zoals hoogte en oppervlak van intergetijdengebieden, kwelders (inclusief vegetatie) en geulen, getijdenwaterstanden, sedimentsamenstelling en sedimentatiesnelheden van platen en kwelders. De informatiebehoefte over het ecosysteem is verder vergelijkbaar met die van de themadossiers Gas- en zoutwinning, Natuurwaarden natte wad en Klimaat en Natuur en wordt hier niet verder uitgewerkt.

De databehoefte voor de morfologische ontwikkeling en het meegroeivermogen van het waddengebied is onderverdeeld in bodemligging en volumina, sedimentkarakteristieken, waterstanden en vegetatie.

Belasting en waterkering

Voor de wettelijke toetsing van de waterkeringen (WTI) is het nodig om waterstanden, golfcondities, wind en stroming onder extreme omstandigheden nauwkeurig te kunnen bepalen. Deze gegevens (ook onder niet-maatgevende omstandigheden) zijn tevens nodig voor de kalibratie en validatie van de rekenmodellen die worden gebruikt voor de afleiding van de hydraulische randvoorwaarden.

De hydraulische randvoorwaarden per waterkeringsvak bestaan uit het toets- of rekenpeil en een aantal golfcondities. Deze worden grotendeels bepaald uit modellen die data nodig hebben omtrent waterstanden, zeeniveau, golven, wind, bodemligging, stroming en bodemruwheid (zie ook poster Estimates of exposure times in the Wadden Sea using contrasting methods).

De waterkering in het waddengebied bestaat voor het grootste deel uit dijken en duinen. Het voorland wordt hierbij opgevat als onderdeel van de waterkering. Om bescherming van het achterland tegen overstroming te waarborgen, is het voor de beheerder noodzakelijk de fysieke staat van de waterkering te kennen en regelmatig te controleren. De hoofdvraag hierbij is: voldoet de waterkering nog aan de veiligheidsnormen tegen overstroming, op dit moment en in de toekomst? Bedreigingen voor de staat van de kering kunnen geleidelijk of meer abrupt optreden. Op lange termijn moet worden gedacht aan daling van de waterkering als gevolg van bodemdaling, op de korte termijn gaat het om beschadigingen onder extreme omstandigheden. De staat van kering en voorland wordt geëvalueerd in regelmatig uitgevoerde toetsingen. De reguliere toetsrondes focussen vooral op de langere termijn invloeden, terwijl schade als gevolg van bijzondere gebeurtenissen een korte-termijn effect heeft.

De hydraulische randvoorwaarden leveren voor verschillende locaties langs de dijkring een toets peil, met significante golfhoogte en -periode waartegen de dijk bestand moet zijn. Het voorland van de dijken wordt op dit moment niet getoetst. Toetsing van wadplaten en kwelders kan echter relevant worden indien deze in de toekomst als onderdeel van de waterkering worden meegenomen. Dijkringen zijn zo sterk als de zwakste schakel. Daarom is op zwakke plekken (maar in principe op de hele dijkring) monitoring noodzakelijk. Tijdens storm wordt er dijkbewaking ingesteld om te signaleren of de dijk geen zwakke plekken vertoont.

Uitgangspunt bij de toetsing van duinen is dat na afslag, onder maatgevende omstandigheden, een restprofiel overblijft, waardoor een duindoorbraak gedurende de toets periode niet kan optreden (Figuur 3). Daarvoor moet jaarlijks het kustprofiel worden ingemeten, met extra metingen na een zware storm. Het voorland van het duin wordt getoetst aan de BKL.

Quick Reaction Force

Veel van de basismonitoring moet periodiek worden uitgevoerd. Er zijn echter ook bijzondere (weers)omstandigheden die om monitoring voor, tijdens en/of na de gebeurtenis vragen. Voorbeelden zijn stormvloed, extreem laag water, sterke ijsgang of aardbevingen. Extra monitoring is niet alleen nodig om acute risico’s in te schatten (cf. dijkwacht door de waterschappen), maar ook om meer inzicht te krijgen in het onder extreme omstandigheden (bijvoorbeeld stormvloed) functioneren van het systeem. De op korte termijn, door bijzondere gebeurtenissen gedreven monitoring wordt binnen het Deltaprogramma Waddengebied de ‘Quick Reaction Force’ (QRF) genoemd. Extreme gebeurtenissen zijn o.a.:

  • Stormvloeden; vooral stormen uit het noordwesten zorgen voor verhoging van de waterspiegel en een grotere golfaanval op de waterkeringen. Naast schade kunnen ook grote morfologische veranderingen optreden.
  • Extreem laag water; extreem laag water leidt tot een vergroot areaal droogvallende platen. Dit biedt de mogelijkheid om vanuit de lucht waarnemingen aan deze platen te doen, zoals tijdens een LiDAR vlucht. Keringen en kunstwerken die normaal onder water staan, kunnen bij extreem laagwater eenvoudig worden geïnspecteerd. Daardoor kan worden vastgesteld in welke staat ze verkeren.
  • IJsgang; kruiend ijs tijdens langdurige vorst kan door wind en getij richting de dijken worden gestuwd. Monitoring van ijsgang tijdens vorstperiodes is van belang voor de waterkeringbeheerder vanwege de kans op schade aan de kering.
  • Aardbevingen; door gaswinning geïnduceerde aardbevingen kunnen schade aan waterkeringen in het waddengebied veroorzaken.

Gedetailleerde informatiebehoefte, indicatoren en databehoefte staan uitgewerkt in het monitoringplan DPW.