Menu

Waterbodemonderzoek en modelering Verdieping Nieuwe Waterweg

Het Havenbedrijf Rotterdam investeert de komende jaren in de revitalisering van de bestaande havengebieden. Een belangrijk speerpunt is de bereikbaarheid voor havengebonden bedrijven. Het verdiepen van de Nieuwe Waterweg is hierbij van essentieel belang voor de gewenste bereikbaarheid van grotere schepen in de Botlek. Er moeten in de toekomst schepen van de Aframax-klasse (diepgang 15 meter) kunnen liggen. In de Botlek wordt jaarlijks 50 miljoen ton goederen overgeslagen. De Botlek moet in de toekomst geschikt worden gemaakt voor diepere ligplaatsen (type, omvang en belading) en meer operationaliteit en minder wachttijden.

Het Havenbedrijf is daarom voornemens de vaargeulen van de Nieuwe Waterweg, de Botlekhaven en de 2e Petroleumhaven te verdiepen. Voor deze operatie heeft Tauw in 2014 en 2015 een grootschalig waterbodemonderzoek uitgevoerd. Het onderzoek had als doel de milieuhygiënische- en fysische kwaliteit van de waterbodem en de samenstelling van het vrijkomende materiaal te bepalen. Het onderzoek dient als milieuhygiënische verklaring bij toepassing in het kader van het Besluit bodemkwaliteit (verwerking; hergebruik, bewerken of storten) en levert input voor water- en milieugerelateerde wettelijke procedures. Daarnaast is het waterbodemonderzoek belangrijke input voor de Milieueffectrapportage.

Complex onderzoeksproject
Een goede en strakke projectbeheersing met een vast projectteam met een specifieke, duidelijke en vaste systematiek voor beheersing van alle veld- en analysedata maakt dit project voor zowel opdrachtgever als voor Tauw tot een succes:

  • Alles kon worden uitgevoerd volgens de vigerende normen en strategieën (NEN 5720) met:
    - Ruim 900 boringen (bodemlagen variërend 1 tot 10 m dik)
    - Exact 440 mengmonsters geanalyseerd (op ruim 60 stoffen)
    - Circa 4.650 monsterpotten bij het laboratorium aangeleverd
    - Intensieve afstemming met bevoegd gezag (RWS)
    - Uitvoering met bijzondere of extreme condities ‘in het veld’: grote waterdiepte, sterke stroming, 
      windinvloeden
    - Druk en groot scheepvaartverkeer (tijdens de uitvoering van het veldwerk waren de vier     grootste schepen ter wereld in hun soort tegelijk in de haven van Rotterdam.
    - Specifieke restricties van het Havencoördinatiecentrum
    - Explosievenbegeleiding in risicogebieden
  • Onderzoeklocatie: bijna 21 kilometer vaarweg én ruim 630 ha industriële havens
  • Onderzoeksdiepte:
    - Variërend -16,2 m tot -18,9 m NAP.
    - Waterpeil rond 0 m-NAP (circa 1,5 m getijde)
    - Duur veldwerk: 44 dagen (inzet meerdere monsternameschepen)

Kleionderzoek
Naast het milieuhygiënisch waterbodemonderzoek is een onderzoek uitgevoerd naar de vorm en mate waarin klei die binnen het project vrijkomt verspreidbaar is op de Noordzee, op basis van de fysische omstandigheden. Tauw onderzocht samen met Deltares en Wiertsema & partners de kans op het ontstaan van zogeheten ‘kleiballen’. Hoewel hiervoor geen richtlijnen en normen beschikbaar zijn, is door middel van het onderzoek aangetoond dat er geen aanleiding is om verwachten dat tijdens het verspreiden op de Noordzee ‘kleiballen’ zullen ontstaan. Op grond van het onderzoek zal het materiaal bij verspreiden naar verwachting in voldoende mate ‘verspoelen’ en kan ophoping worden uitgesloten. Daarmee kan het verspreiden van de klei op de Noordzee bijdragen aan een (goede) natuurlijke sedimenthuishouding en weer worden toegevoegd aan de ‘kuststroom’. Hiermee kan het materiaal zijn natuurlijke ecologische en (hydro)morfologische functies vervullen.

3D-model
Gezien de heterogeniteit van de te ontgraven waterbodem, de complexiteit van de mengsamenstelling en de variatie in bodemhoogte was het niet mogelijk de verdiepingsopgave op traditionele, tweedimensionale wijze te kwantificeren. Daarom zijn alle bevindingen van het onderzoek verwerkt in één groot driedimensionaal kwaliteits- en kwantiteitsmodel (3D-model).

Hierbij wordt gebruik gemaakt van alle boor-, analyse- en onderzoeksgegevens en het ontwerp van de vaarwegprofielen. Met dit model wordt een betrouwbare totaal-kwantiteit per bodemsoort per gewenste ruimtelijke eenheid bepaald. Bovendien dient dit model als een basis voor een DTM-export.

Om te komen tot dit 3D-kwantiteitsmodel zijn de volgende stappen doorlopen.

  • Stap 1 Extrapolatie gegevens boorprofielen
    Op basis van “thiessenpolygonen” in het tweedimensionale vlak zijn de bodemteksturen (hoofdbestanddeel) geëxtrapoleerd. Een Thyssen polygoon is een gebied dat het dichtst bij een punt (knoop) ligt, ten opzichte van alle andere punten (knopen).

  • Stap 2 Inter- en extrapolatie analysegegevens (toetsingsresultaten)
    Vervolgens zijn de kwaliteitsgegevens – zowel fysisch als chemisch – toegekend aan de onderscheiden thiessen in het driedimensionale vlak. 

  • Stap 3 Hoeveelheidsbepaling en –presentatie
    Op basis van het model uit de stappen 1 en 2 is een kwantiteitsbepaling gemaakt, waarbij de hoeveelheden per deelgebied, per vak worden bepaald.

  • Stap 4 Visualiseren uitkomsten
    De uitkomsten van het 3D-model is eenvoudig weergegeven op kaarten per laag van 50 cm en een digitaal terreinmodel op basis waarvan je de kwaliteit en samenstelling van alle kanten kon inzien.

Het 3D-model geeft direct inzicht in de complexe uitkomsten van het onderzoek en is bepalend voor het baggerplan en het digitale terreinmodel (ontgravingsmodel) voor de aannemer.