Zandmotor – bouwen met natuuroplossing ter verbetering van de kustbescherming langs de kust van Delfland (Nederland)

Nederland, met zijn 350 km lange kustlijn, negen miljoen inwoners in de kustgebieden en uitgestrekte regio's onder de gemiddelde zeespiegel, is ernstig blootgesteld aan het risico van overstromingen aan de kust. De ervaren erosie van de kust, die zowel door natuurlijke processen als door menselijke ingrepen in het stroomgebied in de afgelopen eeuwen is veroorzaakt, wordt nog verergerd door de huidige en voorspelde stijging van de zeespiegelstijging. Een regionale zeespiegelstijging van 0,65 tot 1,3 m tegen 2100 en van 2 tot 4 m tegen 2200, met inbegrip van het effect van bodemdaling, moet volgens het Deltacomitéin aanmerking worden genomenbij het nemen van beslissingen met een langdurige impact op de bescherming tegen overstromingen.

Sinds de jaren 90 is Rijkswaterstaat, om het probleem van kusterosie aan te pakken, begonnen met regelmatige zandsuppletie-interventies. Als operationele doelstelling werd besloten de kustlijn op zijn plaats te houden (de referentie is de situatie van het jaar 1990). De jaarlijkse hoeveelheid zandsuppletie is in beleidsdocumenten vastgesteld op 12 miljoen m3. Dit is het bedrag dat nodig is om de gehele Nederlandse kuststichting (het gebied tussen duinen en de –20 m diepte op zee) in stand te houden, rekening houdend met de stijging van de zeespiegel in de afgelopen eeuw (18 cm/eeuw). Verwacht wordt dat dit volume in de komende decennia zal toenemen als gevolg van de voorspelde meer consistente zeespiegelstijging. Traditionele zandsuppletieoperaties (door zand op het strand te deponeren) werden geleidelijk aangevuld met onderwatervoeding op de vooroever, een veel goedkopere aanpak waarbij natuurlijke krachten het zand herverdelen en de effecten op kustfuncties verminderen.

Om een nog efficiëntere manier van onderhoud van de kust te onderzoeken, ontstonden sinds 2006 ideeën voor een 'mega-voeding'. Ideeën voor kustuitbreiding aan de kust van Delfland werden al sinds de jaren zeventig geopperd en kregen begin jaren 2000 een sterke impuls van de provincie Zuid-Holland. Een planonderzoek begon in 2009, gericht op een afzetting van een enorme hoeveelheid zand in een enkele operatie, waardoor wind, golven en stromingen het zand geleidelijk over een langere periode langs de kust verspreidden in vergelijking met traditionele voedingsinitiatieven.

De belangrijkste doelstelling van het Nederlandse kustbeleid is het duurzaam in stand houden van het kustgebied op verschillende schalen van tijd en ruimte:

• bescherming van het achterland tegen overstromingen vanuit zee, door het behoud van een veilige waterkering;
• Handhaving van de kustlijn (met de basiskustlijn als referentie), behoud van alle kustfuncties;
• Onderhoud van de kuststichting in de context van relatieve zeespiegelstijging, wat betekent dat het evenwicht tussen de gemiddelde zeespiegel en de sedimentbudgetten behouden blijft.

Zoals beschreven in het verslag over de eerste vier jaar van het monitoring- en evaluatieprogramma zijn de volgende drie doelstellingen geformuleerd voor de zandmotor:

• Bevordering van natuurlijke duingroei en behoud van een breed strand langs de Delflandse Kust tussen Hoek van Holland en Scheveningen. Dit biedt kustbeschermingsfuncties en voordelen voor natuurbehoud en vrijetijdsactiviteiten.
• Kennisontwikkeling en innovatie met als doel te bepalen in hoeverre kustonderhoud en toegevoegde waarde voor recreatie en natuur samen kunnen worden bereikt, ook in het perspectief van zeespiegelstijging.
• Creatie van een aantrekkelijk recreatie- en natuurgebied aan de Delflandse Kust.

Het concept van “megavoeding”, als langdurige bron van zand, dat in één enkele operatie wordt afgezet, is geïmplementeerd via het proefproject Zandmotor, dat wordt uitgevoerd aan de kust van Delfland (Zuid-Holland), waar sinds de jaren negentig regelmatig voedingsinterventies worden uitgevoerd om kusterosie tegen te gaan.

De zandmotor is een innovatieve interventie om laaggelegen kustgebieden te beschermen tegen de gevolgen van de zeespiegelstijging. Het is een grote voeding uitgevoerd in 2011, direct na een algemene versterking van het kustgebied van Delfland. Het betrof 21,5 miljoen kubieke meter zand dat tien kilometer voor de kust werd gewonnen en langs de kust werd afgezet, om een haakvormig schiereiland van 128 ha te vormen, inclusief een duinmeer en een lagune. De interventie werd aangevuld met twee vooroeversuppletieoperaties aan weerszijden van het schiereiland.

Deze “mega-voeding” volgt de aanpak van Building with Nature. De hoeveelheid afgezet zand fungeert als buffer tegen zeespiegelstijging. De aanpak vermindert de frequentie van verstoringen van lokale ecosystemen veroorzaakt door regelmatige zandsuppletie-interventies, terwijl ook nieuwe gebieden voor de natuur en nieuwe mogelijkheden voor recreatieve activiteiten worden geboden.

In zijn oorspronkelijke vorm stak de Zandmotor 1 km de zee in en strekte zich uit langs 2 km kust. Op veel plaatsen stijgt het tot 5 meter boven de gemiddelde zeespiegel. Het uiteindelijke ontwerp van de zandmotor werd geselecteerd als het meest in overeenstemming met de drie hoofddoelstellingen die zijn vastgesteld in de milieueffectbeoordeling die is uitgevoerd voor de uitvoering van het project: duingroei, het creëren van meer natuur- en recreatievoorzieningen, kennisontwikkeling.

Sinds de bouw van de Zandmotor in 2011 heeft het zand zich inderdaad verspreid langs de kust, met kustaangroei zowel naar het zuiden als het noorden. Dit leidde en leidt nog steeds tot veranderingen in de vorm van de Zandmotor, met (logisch gezien) de sterkste evolutie in het eerste jaar na de bouw. Transitieve ontwikkelingen van de Zandmotor creëerden nieuwe morfologische vormen en landschappen: een “zandspuw”, een lagune, een getijdenkanaal, de strandvlakte aan de zuidkant van de zandmotor en verschillende patronen van zandbanken. Bovendien werd aan de voet van de haak een nieuw duinmeer met drainage- en monitoringsysteem gecreëerd om ervoor te zorgen dat de zandmotor geen negatieve invloed zal hebben op de grondwaterstromen in het stroomgebied van het drinkwater Solleveld aan de landzijde.

De Zandmotor is tot stand gekomen na een overeenkomst tussen de Provincie Zuid-Holland, Rijkswaterstaat, de Gemeente Den Haag, de Gemeente Westland, het Waterschap Delfland en de Milieufederatie Zuid-Holland. Het project werd tijdens de workshops mede ontworpen door de ondertekenaars en de locatie ervan werd gezamenlijk besloten om negatieve gevolgen voor de betrokken belanghebbenden te voorkomen. Naast de partijen die aan de overeenkomst deelnamen, werd ook het maatschappelijk middenveld geraadpleegd en had het de mogelijkheid om vragen te stellen en formeel bezwaar aan te tekenen via juridische procedures, met name tijdens de planningsfase.

Door het zandmotorinitiatief wordt langetermijnbescherming van de kust (primaire doelstelling) gecombineerd met natuuruitbreiding (nieuwe habitat voor lokale flora en fauna) en nieuwe ruimte voor recreatie, waarbij meerdere doelen van verschillende actoren worden bereikt. Hierdoor ontstond grote nationale en internationale belangstelling voor de Zandmotor. Ecoshape, een gezamenlijke inspanning van Nederlandse bagger- en ingenieursbedrijven, de kennissector en de overheid, heeft bijgedragen aan de verspreiding en promotie van het Zandmotorinitiatief, met de nadruk op de 'Building with Nature'-benadering. Samen met de Sand Motor werden verschillende onderzoeksprogramma's opgezet, waaronder NatureCoast, met drie postdoctorale en twaalf doctoraatsonderzoekers.

Zandmotorachtige oplossingen worden overwogen op verschillende locaties buiten Nederland, zowel in Europa (bijvoorbeeld Zweden, het Verenigd Koninkrijk, België) als elders (Verenigde Staten, Mexico). De uitvoering van de interventie vereiste het gebruik van een grote hoeveelheid offshore gewonnen zand (21,5 miljoen kubieke meter) met een korrelgrootte die voldoende verenigbaar was met de kenmerken van het afzettingsstrand. Beschikbaarheid van zand is een kwestie waarmee rekening moet worden gehouden bij de overdraagbaarheid van de praktijk.

De zandmotor is een uniek kustgebied met zandvlaktes die twee keer per dag bij hoog water worden ondergedompeld. Bijwerkingen van de interventie waren het creëren van nieuwe stromingen als gevolg van het dynamische karakter en de veranderende vorm van het haakvormige schiereiland, waardoor tijdelijke gevaarlijke situaties ontstonden, vooral voor het baden. Deze zouden onder controle kunnen worden gehouden door een combinatie van publieksvoorlichting, extra aandacht van kustwachters die werden bijgestaan door bathymetrische onderzoeken en een smartphoneapplicatie.

Het project werd gefinancierd door de provincie Zuid-Holland en Rijkswaterstaat; de kosten van de interventie bedroegen 70 miljoen euro.

Na de interventie is een intensieve monitoringsinspanning gerealiseerd. Vijf jaar na de bouw van de Zandmotor blijkt uit de resultaten van de monitoringactiviteiten dat deze bijdraagt aan de kustbescherming, met name in de omgeving van de Zandmotor. De kustlijn bij de Zandmotor en onmiddellijk naar het noorden en zuiden is verplaatst en ligt nu zeewaarts van de basiskustlijn. Uitgebreid onderzoek dat tot nu toe is uitgevoerd, heeft aangetoond dat de nieuwe zandplaat die door de zandmotor is gemaakt, een nieuwe habitat biedt voor flora en fauna, vooral in en rond het beschutte en ondiepe deel van de lagune. Bovendien biedt de Zandmotor een nieuw groot gebied dat wordt gebruikt voor recreatieve doeleinden, in lijn met de verwachting van de provincie Zuid-Holland. Andere voordelen hebben betrekking op de opgedane kennis over het kustsysteem en de mogelijkheden om deze innovatieve interventie voor de versterking van de kust uit te voeren.

De verwachte lange levensduur van de zandmotor (ongeveer 20 jaar) is een duidelijk voordeel van de interventie in vergelijking met traditionele zandsuppletie die regelmatige interventies vereist met een groot zandvolume dat vaak de zeebodem verstoort. Vijf jaar na de interventie wordt Sand Motor beschouwd als een realistisch alternatief voor kustbeheer, zowel qua kosten als qua effect. Een volledige economische evaluatie van de innovatieve interventie in vergelijking met conventionele onderhoudsoplossingen is nog niet geformuleerd.

In 2008 is in opdracht van de staatssecretaris van Openbare Werken en Waterstaat een nieuwe Deltacommissie (na de eerste die is ingesteld om de rampzalige overstroming van 1953 te beheren) opgericht, met als opdracht het formuleren van een visie op de langetermijnbescherming van de Nederlandse kust en haar achterland. Deze tweede State Delta Committee heeft suggesties gedaan om de Nederlandse kust en het laaggelegen achterland te beschermen tegen de verwachte gevolgen van klimaatverandering, waaronder zeespiegelstijging en kustoverstromingen. Deze aanbevelingen, in een geïntegreerde toekomstvisie tot 2100, vormden de basis voor het Deltaprogramma voor een klimaatbestendig Nederland, dat verder is ingebed in de Deltawet. Bouwen met natuurbenadering, met zandsuppletie om Noordzeekustgebieden te beschermen tegen overstromingen maakt deel uit van de aanbevelingen van de Deltacommissie die op middellange en lange termijn moeten worden opgevolgd.

De planningsfase van Sand Motor omvatte de milieueffectbeoordelingsprocedure, om de meest haalbare en milieuvriendelijke alternatieven voor op voeding gebaseerd kustbeheer te identificeren.

De Zandmotor werd gebouwd tussen maart 2011 en november 2011 en sinds de voltooiing ervan is de interventie nauwlettend gevolgd. Een eerste uitgebreide evaluatie van de werking van de zandmotor werd vijf jaar na de bouw voltooid (in 2016) en de eindbeoordeling wordt verwacht voor 2021.

De verwachte levensduur van de Zandmotor is minimaal 20 jaar, waarbij verwacht wordt dat wind, golven en stromingen het zand langs de kust tussen Hoek van Holland en Scheveningen verspreiden. De volledige herverdeling van het afgezette zand zal echter zeker meer dan 20 jaar duren, met voordelen van de zandmotor ook na de eerste 20 jaar. Na de eerste vier jaar van de bouw van de zandmotor gaven de monitoringresultaten aan dat 95% van het zandvolume zich nog steeds in het afzettingsgebied bevindt, wat suggereert dat de levensduur van het proefproject langer zou kunnen zijn dan verwacht.

Marcel Taal
Deltares, Marine and Coastal Management
E-mail: Marcel.Taal@deltares.nl 

Ben Girwar
Province of Holland
E-mail: bs.girwar@pzh.nl 
General e-mail: zandmotor@kustvisiezuidholland.nl

Carola van Gelder-Maas
Rijkswaterstaat
E-mail: carola.van.gelder-maas@rws.nl 

Sand Motor website, Deltares, Rijkswaterstaat en Provincie Holland