Spoelzee © als alternatief voor baggeren?

Door de jaren heen hebben wij als Nederlanders ons zoetwatersysteem geperfectioneerd en afgestemd op de verschillende gebruiksfuncties van ons woon-, werk- en leefgebied. Een gevolg daarvan is geweest dat we inmiddels veel beter in staat zijn pieken in wateraanvoer en afvoer te beheersen. Als gevolg van deze waterhuishoudkundige inrichting van het achterland langs onze zeedijken is er eigenlijk niet genoeg (zoet)water meer voorhanden om jachthavens en geulen door te spoelen. Door gebrek aan deze spuicapaciteit en door de autonome aanslibbing zijn verschillende geulen en jachthavens steeds minder toegankelijk en bereikbaar voor de recreatievaart geworden.

Met name noord Nederland, langs de Waddenzee maar ook langs de Duitse en Deense waddenkust, komen deze situaties voor. Hetgeen dus kansen biedt voor de realisatie van spoelzeeën.

Al sinds 2011 is HDidee Advies & coaching betrokken bij het onderzoeken naar de mogelijkheden voor een zogenaamde Spoelzee © bij onder andere Noordpolderzijl. De term “Spoelzee” is in 2012 bedacht en geïntroduceerd door HDidee Advies en coaching. Nog steeds geldt dat deze term de lading dekt: alleen zeewater stroomt twee maal per dag met de ritmiek van het getij naar binnen en buiten. Een veel ander gehoorde term is spoelmeer: dat geeft echter een foutieve associatie met het binnenwater en een meer dat toch voornamelijk uit zoetwater bestaat. Een Spoelzee © aan de randen van de (Wadden)zee dekt dus de lading.

Gemalen, scheepsbewegingen, spuien, agiteren?

Wat werkt nou wel? Naast gewoon jaarlijks flink baggeren? Velen hebben het beeld voor ogen dat, net zoals dat vroeger door de sluismeesters werd gedaan, het vastgehouden water met veel geweld wordt losgelaten om het slib uit de geul te spoelen. Dat is slechts voor een zeer beperkt deel waar. Tegenwoordig is er simpelweg geen voldoende (zoet)water meer voorhanden om flink door te spoelen. Bovendien zijn de gemaalcapaciteiten niet van dien aard dat ze voldoende debiet hebben om het vroegere spuien maar enigszins te benaderen. Met spuien wordt op eenvoudige wijze al gauw een factor 10x meer debiet bereikt dan met de zeegemalen. Nee, een gemaal af en toe (nb. en het kan dus niet dagelijks) eens flink aanzetten biedt geen soelaas. Zoals ook uit een doorspoelproef bij Noordpolderzijl van Waterschap Noorderzijlvest (G.N. Zantingh, 8 maart 2013) naar voren is gekomen heeft dit nauwelijks of geen effect gehad en duurt het een volle week om de polderwaterstand te verhogen waarmee het zeegemaal slechts 1,5 hr. met maximale capaciteit heeft kunnen draaien.

Een ander veel gehoord argument is dat om een geul open te houden er veel scheepsbewegingen moeten zijn: oftewel dat de jachthaven goed bezocht moet worden. Los van het feit dat dat in de winterperioden het aantal bezoeken drastisch inzakt, is heeft het ‘gewoel’ met scheepsschroeven maar een zeer beperkt effect. De mechanische druk op het sediment, ook op het net bezonken slib, is te zwak en van te korte duur. Wij weten dit uit ervaring omdat één van de methoden om te baggeren is het zogenaamde ploegen in combinatie met ‘schroefwoelen’. Per getijdeslag wordt wekenlang door de ploegboot ongeveer 4 hr. per getijdeslag gewerkt om een deel van het slib weg te krijgen. Bovendien zullen met name jachthavens langs de wantijen voornamelijk bij hoogwater, en veelal bij opkomend tij, bezocht worden. Waardoor er, áls er al slib losgewoeld en zwevend in de waterkolom gebracht wordt, nóg meer slib met de vloed mee achterin de jachthaven zal bezinken. Hét bekende voorbeeld hiervan is de jachthaven van het waddeneiland Juist (D) waar de veerboten op tij varen. De aanslibbingsintensiteit van de jachthaven aldaar is maar liefst 2,5 m. per jaar! Nee, scheepsbewegingen hebben in ‘wantij-situaties’ nauwelijks tot geen invloed op het voorkomen van aanslibben van aanloopgeulen en/of jachthavens.

Waar veel meer waarde aan wordt gehecht is het zogenaamde afremmen van de opkomende vloed. Onderzoek heeft aangetoond dat in de buurt van de wantijen op de Waddenzee in de eerste ca. 1,5 hr. van de vloed (tot windkracht 5 Bf.) de waterkolom het meest is opgeladen met zwevend materiaal. Materiaal dat voor meer dan 80% verantwoordelijk is voor de aanslibbing als gevolg van de getijdewerking. Als je dát zou kunnen tegenhouden voorkom je dus feitelijk dat slib bezinkt in het aanloopgeul en/of jachthaven. En dát is nou precies de werking van een Spoelzee © uitgerust met een volautomatisch regelwerk! Wanneer het laagwater is en de Spoelzee © staat vol met zeewater, wordt dat niet in één keer losgelaten maar wordt min of meer ‘gedoseerd’ langzaam afgelaten. Daardoor wordt de feitelijke stromingsrichting in de aanloopgeul en/of jachthaven lánger dan de astronomische ebstroom duurt zeewaarts gericht gehouden. Bovendien loopt er nog steeds zeewater met zeewaartse stromingsrichting wanneer de vloed al is begonnen. En daarmee wordt de opkomende vloed dus tijdelijk ‘buiten de deur’ gehouden. Afhankelijk van de lokale omstandigheden kan een regelwerk ervoor zorgen dat deze zeewaartse stromingsrichting ca. 2 hr. tégen de vloedstroom in gaat. Hierdoor verandert de getijdeverhouding van 6/6 hr. eb/vloed naar 8/4 hr. eb/vloed. In de animatie wordt dit duidelijk aangegeven (zie onder).

Voor diegenen die meer toelichting willen op het proces van de Spoelzee © met regelwerk  is hiernaast een theoretisch en geschematiseerde getijde-kromme grafisch weergegeven. Hierin worden ook de optredende waterstanden in zowel de aanloopgeul en/of jachthaven (mét stromingsrichtingen) en de Spoelzee © zelf aangegeven.

Brakwatergetijdegebied?

In het kader van het verzachten van de zoet-zout overgangen langs onze dijken wordt vaak gedacht aan zogenaamde brakwatergetijdegebieden. Dat zijn gebieden waar min of meer op natuurlijke wijze zoet- en zoutwater met elkaar uitgewisseld worden zodat een zachte, natuurlijke gradiënt ontstaat van zoet- naar brak- naar zoutwater. Kenmerkend voor het ecologisch systeem in de Waddenzee. Meermaals is geopperd om een Spoelzee te combineren met een brakwatergetijdegebied. Dit is echter vrijwel niet mogelijk.  Tweemaal daags loopt er namelijk veel zeewater in het systeem en om dat brak te houden moet er dus simpelweg ook veel zoetwateraanvoer voorhanden zijn om het gebied deels te aan te vullen. En dat is in veel gevallen niet zo. Uiteraard is dat sterk afhankelijk van de locatie aan zee en/of het achterliggende zoetwatersysteem.

Interessant is de mogelijke koppeling met zogenaamde vismigratievoorzieningen. Alhoewel ook hiervoor geldt dat de voorziening ontworpen moet worden ware het alsof de voorziening rechtstreeks aan zee(water) ligt! Vismigratievoorzieningen werken namelijk met een kleine zoetwater-lokstroom. Voor een betere effectiviteit kan deze kleine zoetwater-lokstroom beter in een kleine aanloopgeul en/of jachthaven uitkomen dan in een relatief ruimere Spoelzee ©.

Landschappelijke inpassing Spoelzee ©

De zeedijk van het vaste land begrenst voor het merendeel een prachtig en uniek kweldergebied langs de randen van de Waddenzee. Op de hogere delen van de kwelders, tegen de zeedijk aan, vindt als gevolg van veroudering zogenaamde vergrassing van de kwelders plaats. De vegetatie aldaar gaat steeds meer lijken op landvegetatie. Deze plekken zijn uitstekend geschikt om natuurlijk vormgegeven, kleine spoelzeeën te projecteren passend binnen de natuurdoelstellingen. In Duitsland en Denemarken worden zelfs ten behoeve van renaturatie in combinatie met kleiwinning deze vergraste kwelders afgegraven zodat er nieuwe, dynamische kweldersystemen kunnen ontstaan.

De landelijke inpassing van een Spoelzee © kan vrijwel onzichtbaar plaatsvinden door gebruik te maken van natuurlijk verlopende taluds (1 : 100), een ontwerpdiepte van de waterbodem die gelijk is aan de droogvallende aanloopgeulen, kwelderachtige oevers en een regelwerk dat qua landschappelijke verstoring en hoogte in het niet valt (minder dan de helft) bij de in het kader van het Kwelderherstelprogramma (2012) geplaatste dammen en hekken in de Dollard en noord Groningse kust (zie foto rechts).

Om een idee te krijgen op welke manier een Spoelzee © landelijk ingepast kan worden is in 2014 al eens een keer een Artist Impression gemaakt (Artist Impression, 2014). Overigens is het hierin opgenomen regelwerk té fors aangegeven en zou feitelijk onzichtbaar moeten zijn.

Er is in het verleden wat verwarring ontstaan over kolossale het regelwerk zoals dat bij Nessmersiel in Duitsland wordt gebruikt (zie video hiernaast). De robuustheid van dit systeem heeft voornamelijk te maken met het feit dat het regelwerk hier tevens dienstdoet als stormvloedkering voor de achterliggende buitendijkse polder. Niet een situatie die dus in het algemeen voor spoelzeeën nagestreefd wordt.

Bovendien geeft de ‘heftige’ stroming zoals die is te zien op de video een vertekend beeld omdat aldaar richting de jachthaven de stroomsnelheid zeer laag is en blijft (minder dan 0,20 m./sec. zoals te zien is op de eindshot van de video).

Natuurlijke dynamiek van een Spoelzee ©

Essentieel voor het ecologisch evenwichtig functioneren van de Spoelzee © in het natuurgebied de Waddenzee is namelijk dat het áltijd aansluit bij de natuurlijke getijde-ritmiek van de Waddenzee. Het vertragen van de afvoer (i.e. ebstroom) past in een natuurlijk systeem omdat het vergelijkbaar is met de afvoer van de rivieren die afstromen in de Waddenzee. Soms wordt voorgesteld om de Spoelzee © ‘af en toe’ te laten vullen en leeg te laten lopen, bijvoorbeeld een paar dagen niet en dan weer wel. Dat wordt erg kunstmatig en is dodelijk voor (bodem)organismen die afhankelijk van het getij zijn.

Ontwerp, aanleg, kosten en beheer

Bij HDidee Advies & coaching zijn exacte kentallen op het gebied van dimensies, tijdplanningen, kostenramingen en beheerkosten beschikbaar. Afhankelijk van de situatie kunnen die locatie specifiek toegepast worden.

Het ontwerpen en inrichten van een Spoelzee © hoeft niet veel geld te kosten. Naast het oppervlaktebeslag, een tiental hectares, hoeft er niet ingewikkeld gegraven te worden en/of enorme kades in het landschap te verrijzen. Met een gesloten grondbalans kunnen vanuit het midden van de aan te leggen Spoelzee © eenvoudig ‘kades’ opgeschoven worden met zeer flauwe taluds (1 : 100). Kades die qua hoogte nauwelijks boven met maaiveld van de hoge kwelders uitkomen. Met stormvloed mogen deze kades gewoon overstroomd worden, net zoals dat nu ook al af en toe op de hoge kwelders plaatsvindt. Ook de diepte van de Spoelzee © past in de omgeving: in principe niet veel dieper dan de waterbodem van de drooggevallen aanloopgeul. Tevens kunnen kleine eilandjes in het ontwerp worden meegenomen hetgeen weer goed is voor predatievrije broedgelegenheid van bijvoorbeeld Kluut en Visdief. Dat graven en aanleggen op de kwelders goed mogelijk is, zélfs wanneer er uit de kwelders klei wordt gewonnen, bewijst de aanleg van de Brede Groene dijk, fase 1 (december 2018).

Het regelwerk kan in de vorm van prefab-beton (bijv. Kijlstra Beton) in het gebied worden aangelegd. Een punt van aandacht is de in- en uitstroomopening van het regelwerk: daar zal de nodige (onzichtbare) oever- en bodembescherming (i.e. stortbed) moeten worden aangebracht. Het aanbrengen van het onderwater liggende stortebed vormt de belangrijkste kostenpost van het ontwerp, uiteraard tezamen met het in eigendom verkrijgen van de gronden. Omdat het regelwerk volautomatisch werkt, moeten ook de nodige telemetrische voorzieningen worden aangebracht. Ook hiervan zijn de kosten beperkt.

Een Spoelzee © moet eenvoudig en robuust ontworpen worden, en dat is mogelijk. Mede daardoor zullen de beheerkosten relatief laag zijn en blijven. Tijdens de aanleg van de Spoelzee © wordt wel geadviseerd de aanloopgeul met jachthaven éénmalig, voorwaardenscheppend tot de gewenste streefdiepte uit te baggeren, hetgeen een forse investering is. Die zal overigens nooit dieper zijn dan de natuurlijke evenwichtsdiepte die lokaal geldt. Daarna hoeft er dus nooit meer gebaggerd te worden. Natuurlijk zal in overhoekjes en dergelijke nog wel eens wat extra gebaggerd moeten worden, maar dit is minimaal.

In de Spoelzee © zelf vindt als gevolg van het regelwerk nauwelijks of geen aanslibbing meer plaats waardoor het nooit meer (uit)gebaggerd hoeft te worden. Dit is bekend en er zijn voorbeelden van met vergelijkbare gebieden waar al 30 jaar niet meer gebaggerd hoeft te worden.

Doel van de animatie

Door HDidee Advies & coaching is een animatie ontwikkeld en is opdracht gegeven aan een professionele studio (Frissekom.nl) deze animatie uit te werken. Belangrijk onderdeel van de opdracht aan de studio was dat de animatie in de toekomst in rekenkundige zin en andere lokale omstandigheden aangepast moet kunnen worden zodat in opdracht van HDidee Advies & coaching meerdere gebiedsspecifieke animaties opgezet kunnen worden. Hiervoor kan HDidee Advies & coaching altijd benaderd worden.

Het doel van deze animatie is om geïnteresseerden en deskundigen te duiden wat de daadwerkelijke functie is van een Spoelzee ©. Hoe werkt het, wat kan je er mee en welke voor- en nadelen heeft het? In de afgelopen jaren zijn er namelijk veel misverstanden over spoelzeeën, spoelmeren, spuiboezems etc. verspreid. Jammer, want het is juist zo’n mooie oplossing. HDidee Advies & coaching wil met onderhavige toelichting en animatie graag haar kennis delen, duidelijkheid scheppen en discussies enigszins te structureren.

Colofon

Behorend bij animatie Spoelzee © met regelwerk

De animatie is in opdracht van HDidee Advies & coaching vervaardigd door animatie-studio Creatief Digitaal Bureau Frissekom (Frissekom.nl). De voice-over is ingesproken door Marjon Keller (Marjon Keller.nl). Van de voice-over bij de animatie is een transcript beschikbaar (Transcript). De gelijkenis met Noordpolderzijl heeft alleen te maken met de verbeelding en heeft verder geen enkele betekenis.
Voor verdere inlichtingen en/of vragen kunt u contact opnemen met HDidee Advies & coaching.