Kunnen er schepen blijven varen door de Schaar van Valkenisse?

De Schaar van Valkenisse is een nevengeul die veel gebruikt wordt door de binnenvaart en kleine zeeschepen: zo’n 20.000 op- en afvaarten per jaar. Doordat deze nevengeul ondieper wordt, staat de toegankelijkheid onder druk. Daarom wordt nu onderzocht waar die veranderingen door komen en welke gevolgen deze veranderingen hebben voor de scheepvaart. Morfologische én nautische inzichten leren ons wat de beste weg vooruit is.

Aanleiding

Eb en vloed volgen van nature hun eigen weg: daarom ontstaan eb- en vloedscharen. Dit zijn geulen waardoor het water toe- en wegstroomt tijdens verschillende getijden. Ze hebben beide een drempel aan het uiteinde: de ebschaar aan de kant van de zee, de vloedschaar aan de kant van het binnenland. Door deze geulen en drempels is de stroming in het gebied dynamisch. De Westerschelde is daarbij veranderlijk. Geulen verplaatsen zich en worden dieper of ondieper op een andere plek. Doordat de meest opwaartse drempel in de Schaar van Valkenisse ondieper wordt, is op vraag van de Permanente Commissie van Toezicht op de Schelde onderzoek uitgevoerd naar de morfologische veranderingen. “De Schaar van Valkenisse is een belangrijke verbinding”, vertelt onderzoeker Jelmer Cleveringa (Arcadis). “Het sluit aan op het kanaal door Zuid-Beveland dat door  veel binnenschepen wordt gebruikt die richting de haven van Antwerpen varen. Ook is het een belangrijke schakel op het traject richting de Rotterdamse haven.”

De afgelopen jaren was er een enorme schaalvergroting in (met name de container)scheepvaart op de Schelde. Vanwege de nautische veiligheid varen binnenvaartschepen en pleziervaart daarom zo min mogelijk tussen de grote zeeschepen in de hoofdvaargeul. Met een ondiepere nevengeul kan dit misschien niet langer. De VNSC bracht de ontwikkelingen en risico’s in kaart met morfologisch onderzoek naar ontwikkelingen en veranderingen.

Morfologische achtergrond en onderzoek

In het morfologisch onderzoek, uitgevoerd door Arcadis en Deltares in opdracht van de VNSC, worden de ontwikkelingen van de afgelopen tien jaar in kaart gebracht, en wordt gekeken naar de verwachtingen én beheermogelijkheden voor de komende tien jaar. “De eerste fase van dit onderzoek was gericht op begrijpen wat er gebeurt in de nevengeul”, licht onderzoeker Lodewijk de Vet (Deltares) toe. “Dat deden we met behulp van morfologische data-analyses van Arcadis. Daar is een numeriek model van Deltares tegenover gezet. Welke hydrodynamische krachten of eb-vloeddominantie forceren de ligging van de schaar? Zo beschouwen we de ontwikkeling door de tijd. Dat begrip is nodig als je over effectieve maatregelen na wil denken. De vraag is alleen: laat je de natuur zijn gang gaan, of grijp je in? De ervaring leert dat we niet teveel tegen de natuur in moeten werken.”

Op de afbeelding hieronder is te zien dat de ondiepe drempel in de Schaar van Valkenisse zich flink heeft verplaatst. De schaar ligt nu haakser op de hoofdvaargeul en is lokaal een stuk ondieper: de minst gepeilde diepte was -10 m NAP in 2011 en bedraagt in 2021 -5,5 m NAP. Deze verondieping zorgt ervoor dat de Schaar van Valkenisse minder toegankelijk is voor de scheepvaart. De drempel in de schaar is naast ondieper ook breder geworden. Het onderzoek leert dat dit het gevolg is van autonome dynamiek – er wordt immers niet in de Schaar van Valkenisse gebaggerd of gestort.

Toekomstscenario’s

Met het inzicht in de ontwikkelingen van de afgelopen tien jaar kijken de onderzoekers ook naar de toekomst. Wat kunnen we verwachten? Zij zien twee mogelijke toekomstscenario’s:

• De positie van de geul ‘kwispelt’ over de jaren, oftewel: hij blijft verplaatsen van oost naar west en weer terug. Daarbij blijft de drempel breed en ondiep.
• De situatie wordt weer zoals ongeveer tien jaar geleden, als het ondiepe oostelijke deel van de schaar op natuurlijke wijze doorbreekt. Dan zou een relatief diepe geul kunnen ontstaan waarin eb- en vloedstromingen zich concentreren.

Intensieve monitoring in de komende jaren kan ons leren welke van deze toekomstscenario’s gevolgd wordt. Detailmetingen zijn nodig, want de complexe ontwikkeling is niet zichtbaar in de reguliere metingen tot en met 2020. Die was wel goed terug te zien in gedetailleerde metingen in het drempelgebied tussen 2019 en 2021. Voor specifiekere analyses zijn dus gegevens met meer details nodig. Daarom adviseren de onderzoekers om bij de drempel en directe omgeving minimaal elk halfjaar metingen (lodingen) met een hoge ruimtelijke resolutie te doen. Jelmer Cleveringa: “Met multibeam-lodingen kunnen we meer gedetailleerde dieptekaarten maken. Dan zie je dat de drempel niet één bult is, maar een reeks kleinere bulten sediment die steeds verplaatsen. Dat is anders dan bijvoorbeeld in de Schaar van de Noord. De Schaar van Valkenisse is een lastige schaar met een complex stromingsbeeld. We weten bijvoorbeeld nog niet hoe de kleirijke plaat naast de schaar van invloed is op de ontwikkelingen in de vaargeul.”

Ook raden ze analyses van sedimentvolumes in het drempelgebied aan, aangevuld met morfologische modelberekeningen. Al deze data moeten zorgen voor een betere kennis van de drempeldynamiek in de Schaar van Valkenisse. Lodewijk de Vet: “Elk stukje informatie is een puzzelstukje in de puzzel. We kunnen niet alles reproduceren, maar proberen die complexiteit zo goed mogelijk te begrijpen.”

Dynamisch betonnen en toch baggeren?

Die extra metingen zijn ook nodig om de vaargeul zo goed mogelijk te markeren zodat schepen niet in moeilijkheden komen. In de nevengeul wordt dynamisch betond: om de geul nautisch toegankelijk te maken worden bakens en boeien geplaatst op basis van de minimale beschikbare diepte. Daarvoor zijn metingen onmisbaar.Hoe lang dynamisch betonnen nog mogelijk is, hangt af van de bodemontwikkelingen. De grens van dynamisch betonnen is momenteel al overschreden, en er wordt nu gebruik gemaakt van gele waarschuwingstonnen. Die zijn minder veilig. Er wordt nu zelfs alleen afvarend (in de richting van de Noordzee) in de geul gevaren, en vooral bij hoogwater.

Plannen voor nautisch onderzoek

Omdat de toegankelijkheid van de nevengeul en de plaatselijke veiligheid hoe dan ook in het geding komt bij een ondiepere Schaar van Valkenisse, is nautisch onderzoek ingesteld. De Permanente Commissie van Toezicht op de Scheldevaart (PC) gaf hier opdracht voor. Met een risicoanalyse wordt bekeken wat de gevolgen zijn van een minder (of niet) toegankelijke vaargeul in de Schaar van Valkenisse. Het Waterbouwkundig Laboratorium en de Universiteit Gent startten dit onderzoek recent op.

Door middel van nautische scenario’s wordt bekeken welke risico’s er voor de toegankelijkheid van de nevengeul en hoofdgeul bestaan, legt Jeroen Verwilligen (Waterbouwkundig Laboratorium) uit. “De nautische risico’s zijn niet eenduidig te bepalen, want elk nautisch scenario heeft een voordeel en nadeel. Denk aan scenario’s als: al het vaarverkeer vaart via de hoofdgeul. Of eenrichtingsverkeer in de nevengeul. Er zijn aannames over hoe nadelig die scenario’s zijn, maar dat kan veel beter worden onderbouwd. Dat doen we door de historische situatie van 2010 tot nu te bekijken.” Door trends in de toegankelijkheidsfunctie van de nevengeul te identificeren, kun je interacties en risico’s in kaart brengen en die relateren aan andere vaaromgevingen binnen het Scheldegebied. Maar je kunt je wel indenken dat de risico’s groot zijn als alle soorten scheepvaart samenkomen bij Walsoorden: elk soort schip met eigen afmetingen, snelheid en dynamiek.

Van historisch onderzoek naar workshops

Objectief de mogelijke risico’s van verschillende interacties inschatten, is echter niet eenvoudig. Nautische veiligheid is namelijk lastig te modelleren, omdat er veel menselijke factoren een rol spelen. Schippers en loodsen maken beslissingen en dat is niet eenduidig te voorspellen. Met behulp van een historische analyse en veel data probeert dit onderzoek een objectief beeld te vormen. Dat historisch onderzoek duurt zo’n twaalf maanden. Daarna gaan de onderzoekers tijdens twee workshops in gesprek over de resultaten met stakeholders uit de scheepvaart. Denk aan loodsen, de Gemeenschappelijke Nautische Autoriteit (GNA), binnen- en zeevaartschippers en andere betrokkenen.

Met de discussie hopen ze de resultaten goed aan de praktijk te verbinden. “We streven naar de meest realistische nautische scenario’s”, stelt Jeroen Verwilligen. “En in elk mogelijk scenario is er interactie tussen de zeevaart en binnenvaart. De interactie op een kruispunt waar nevengeulverkeer hoofdgeulverkeer samenkomt is anders dan wanneer iedereen via de hoofdgeul vaart. Waar liggen dan de grootste risico’s? In workshops denken stakeholders mee over hoe we dat vormgeven en welke mitigerende maatregelen er nodig zijn om de nautische veiligheid te borgen. Zo komen we samen tot toekomstscenario’s voor een hoger veiligheidsniveau in het gebied. Tijdens de laatste zes maanden van het onderzoek wordt een risicobeoordeling uitgevoerd voor de gedefinieerde nautische scenario’s.”

Automatische route

Binnen het nautisch onderzoek wordt een model ontwikkeld die op basis van historische gegevens kijkt of schepen de Schaar van Valkenisse hadden kunnen gebruiken. Als het aan de onderzoekers ligt, gaat dat nog een stap verder en ontwikkelen ze een tool die automatisch de meest geschikte route voor een binnenvaartschip bepaalt. Op basis van de getijcondities en bathymetrie (bodemmetingen) geeft het systeem aan: kun je door de nevengeul of beter door de hoofdgeul? Jeroen Verwilligen: “Dat zou een unieke stap zijn. Door de aanbevelingen van de tool te vergelijken met de werkelijk gevaren trajecten (uit AIS) kunnen we de toegankelijkheid van de nevengeul bepalen op basis van verschillende dieptescenario’s, scheepstypes, vaarrichtingen en tijcondities. We gebruiken Algoritmes voor ‘path planning’ uit de autonome vaart, die voor elke schip het vereiste vaarpad binnen de heersende bathymetrie leveren. Door deze resultaten te combineren en toe te passen op het gewenste toegankelijkheidsniveau van de nevengeul, kan de tool ook advies bieden voor de bebakening van de nevengeul.”

Toekomst

Met meer begrip van het systeem op zak én inzicht in de nautische scenario’s en risico’s, kunnen de PC en VNSC vooruitblikken op mogelijk aangepast beleid en beheer. De resultaten van het nautisch onderzoek worden begin 2024 verwacht en zijn ook onderdeel van het Langetermijnperspectief Toegankelijkheid.