Moeten we zorgvuldig zijn met zand?

Seismisch zandmodel

Zand wordt voor veel verschillende doeleinden gebruikt zoals voor onze kustverdediging bijvoorbeeld maar ook in de bouw als ophoogzand of om beton te maken en in glas en elektronica. Zandexpert Tommer Vermaas weet er alles van. Als hoofdprojectleider Delfstoffen Informatie Systeem brengt hij onze Nederlandse zandvoorraden op zee nauwkeurig in kaart.

Tommer: “We werken aan een verbetering van het eerdere model waarbij we nu een andere informatiebron toevoegen – seismiek. Waar boringen informatie op één punt geven, geeft seismiek dat langs een lijn. Het wordt vanaf een schip ingemeten, en langs de hele gevaren lijn krijg je een 2D beeld van de ondergrond. Hiermee krijgen we een gedetailleerder beeld van de zandlagen onder de zeebodem. Eerst werden alleen boringen gebruikt.”

Tommer: "Ik leg graag de puzzel van de ondergrond en wil praktische vraagstukken oplossen. Dat varieert van windmolens die we op zee willen bouwen, dijkveiligheid én ook zand. Als kustgeoloog onderzoek ik vooral de ontwikkeling van de kust en hoe alles in de ondergrond bewaard blijft."

3D Model

Als we in Nederland in onze ruimtelijke planning geen rekening houden met de beschikbaarheid van zand, dan lopen we op termijn tegen problemen aan, omdat er voor zandwinning bijvoorbeeld kabels of windmolenparken in de weg liggen. Dan wordt het veel duurder om geschikt zand te winnen. Het is belangrijk dat er op lange termijn genoeg zand beschikbaar blijft voor onze kustverdediging en de bouw.

Samen met de TNO - Geologische Dienst Nederland maken we in opdracht van Rijkswaterstaat een nieuw model van de zeebodem van de Noordzee waarin we nu met gedetailleerde 3D-modellering in kaart brengen waar welke zandsoort zit. Zo kunnen we ook berekenen hoeveel zand er is. Als beheerder van de Noordzee gebruikt Rijkswaterstaat dit model ook bij vergunningsverleningen of planning van kabelroutes of windmolenparken bijvoorbeeld.

De winning van zand is van nationaal belang. Zand is noodzakelijk om de kustveiligheid op orde te houden, daarnaast is zand nodig in de bouw. Het is daarom van groot belang dat we goed inzicht hebben in de zandvoorraden in Nederland.

Quirijn Lodder, senior adviseur waterveiligheid, Rijkswaterstaat

Serieuze zandschaarste

“Hier in Nederland hebben we nog voldoende zand, maar op andere plekken in de wereld is het schaars. Tekorten zijn ook niet zomaar op te lossen omdat het duur is om over grote afstanden te verplaatsen,” zegt Tommer.

“We moeten voor de lange termijn onze voorraden in de gaten houden. Je moet erbij kunnen én je hebt specifiek zand nodig voor verschillende toepassingen. Als wij een kabel door de Noordzee leggen of een woonwijk bouwen, dan kunnen we daaronder het zand niet meer weghalen. In IJmuiden kun je door de haven zand gemakkelijk aan land brengen. Maar het oppervlak waar we zand uit zee kunnen winnen, is beperkt door kabels, pijpleidingen, windmolenparken en een drukke scheepvaartroute. Daarom is daar toch zandschaarste.”

Tommer: "Het is niet zo dat er straks nergens meer een korrel zand te vinden is, maar geschikt zand is niet altijd in de buurt te vinden. Soms is het daardoor financieel onaantrekkelijk om dat zand te winnen. Dan is er toch wel sprake van schaarste. In Nederland hoeven we ons nog geen zorgen te maken als het gaat om kustverdedigingszand, maar we moeten wel blijven nadenken."

Zanddieven

Wereldwijd is er reden voor alarm, geeft Tommer aan. De zandproblematiek kreeg in 2022 veel aandacht door een rapport van het milieuprogramma van de Verenigde Naties UNEP.

Helena van der Vegt, kustonderzoeker bij Deltares, schreef hier aan mee. Dit rapport waarschuwt onder andere voor een tekort aan bouwzand in ontwikkelingslanden. Dat kan leiden tot criminele praktijken, zoals het leeghalen van stranden zonder vergunning.

Helena legt uit dat er verschillende typen zand zijn: "Bouwzand moet hoekig en grof (grote korrels) zijn, zodat de korrels stevig in elkaar haken. Dit zand is vooral te vinden op het vasteland in Nederland. Zandkorrels beginnen grof en hoekig, maar slijten steeds meer af en worden dus fijner (kleinere korrels) en ronder, naarmate ze verder met de rivier mee stromen."

Soms is er gebrek aan kennis. Dan wordt ergens zand weggehaald waardoor op andere plekken schade ontstaat. In Vietnam bijvoorbeeld waar uit de Mekong rivier zand werd gewonnen wat dan niet meer terechtkomt in de delta, met overstromingen tot gevolg.

Duin- en woestijnzand kan niet gebruikt worden in de bouw, omdat de zandkorrels daarvoor te fijn en rond zijn. Zo kan het gebeuren dat woestijnlanden toch zand moeten importeren.

Helena van der Vegt, kustonderzoeker Deltares

Zandstatus in Nederland

In Nederland hebben we het zandbeheer onder controle, zegt Tommer. “Door onze wet- en regelgeving gaan we er in Nederland op een verantwoorde manier mee om. We spuiten hier ook al 35 jaar zand op.” Door UNEP wordt gewerkt aan het transparanter maken van alle wereldwijde gegevens. De bewustwording en dialoog over zand zijn toegenomen. Ook is er steeds meer aandacht voor in de media.

Tommer: “Mooi voorbeeld is ook weer Vietnam, waar verschillende projecten lopen en Deltares ook zandvoorraadadvies geeft. Daar zijn ze nu bewuster bezig met zand, zowel in de rivieren als op zee.”

"Zand ontstaat doordat rotsen vanuit de bergen in steeds kleinere stukjes worden afgebroken. Zand word ook vooral gemaakt door gletsjers en die hebben we nog maar beperkt. Het is een natuurlijk verweringsproces wat wij niet kunnen versnellen. Er komt wel steeds nieuw zand maar langzamer dan dat wij het kunnen gebruiken."

Duurzaam zandbeheer

Voor zandwinning uit de Noordzee wordt eerst uitgebreid getoetst, zegt Tommer. “Stel we hebben twee miljoen kubieke meter zand nodig voor ophogen, verkoop of voor de bouw. Dan kijken we eerst waar dit ligt en tot welke diepte we moeten gaan. Ook bestuderen we welk zand er is en wat de effecten op de ecologie zijn als we het er weghalen.”

Tommer legt uit: “Als we aanvullen op het strand, zoeken we eerst zand wat lijkt op wat er ligt. We spuiten bij voorkeur geen klei of stenen op. Dat is niet goed voor de ecologie én ook niet fijn voor strandgangers die er op blote voeten lopen. Voor onze kustverdediging halen we zand verder uit zee, waar we verwachten dat dit geen nadelige effecten heeft voor onze stranden. Anders zou je water naar de zee dragen.”

Bij zandwinning beschadig je de zeebodem, je haalt schelpen en ander leven weg. Daarom wordt er altijd een milieueffectrapportage studie (MER-studie) uitgevoerd door grotere adviesbureaus met verschillende partijen waaronder Rijkswaterstaat, ecologen en boorbedrijven.

Deltares kijkt hierin specifiek naar de effecten van zandwinning op de ecologie in het Waddengebied. Hier gaat het vooral om slib wat vrijkomt als je zand uit de bodem haalt. In dat slib zit voedsel voor het onderwaterleven, maar teveel slib blokkeert ook licht en dat kan nadelige effecten hebben op het ecosysteem.

Uit ondergronddata kun je zien welk materiaal op de plek van het datapunt is afgezet. Met geologische kennis kun je vervolgens reconstrueren wat voor systeem dat sediment heeft afgezet. Als je dat systeem begrijpt, kun je gaan voorspellen wat je op plekken vindt waar je geen data hebt. Op die manier kun je ook voorspellen waar je zand zult tegenkomen, hoe zeker je dat weet en of dat zand goed bereikbaar is.

Romée Kars, geoloog, TNO Geologische Dienst Nederland

Alternatieven voor zand

Tommer geeft aan dat we op grote schaal moeten zoeken naar oplossingen waarbij je met minder zand kunt bouwen, zoals andere bouwtechnieken, lichtere bouwmaterialen zoals hout en recyclen van grondstoffen. “Omdat we betonnen huizen hebben die zwaar zijn, moeten we er een goede laag zand onder leggen om het stabiel te houden. In het beton zelf gaat natuurlijk ook veel zand.”

Meer boringen en seismische data

Tommer: “In Nederland werken we samen met de Geologische dienst en Rijkswaterstaat aan verdere verbetering van het model met nieuwe gegevens.” In het buitenland valt er nog heel veel te onderzoeken en is er vaak weinig bekend over beschikbaarheid van zand. Het is ook lastig om dit automatisch in beeld te brengen. Wat er onder de grond zit kun je niet met satellieten zien, daarvoor moeten boringen gedaan worden en moeten seismische data beschikbaar zijn.

“De boringen uit de Noordzee bekijken we in ons lab in Delft, geeft Tommer aan. “Elk jaar laat Rijkswaterstaat boringen zetten op de locaties waar ze zand willen winnen, en dan plannen we een aantal boringen extra om meer inzicht in beschikbaarheid van ons zand te krijgen. We willen dan weten hoe het sediment in de boring is afgezet. Is dit bijvoorbeeld afkomstig van rivieren, zee of landijs? En hoe oud is het? Met die kennis kunnen we beter voorspellen of een kleilaag lokaal voorkomt of juist over een groter gebied, en dat geeft meer inzicht in de variatie in samenstelling van zand. Een boring is namelijk maar een speldenprik, een paar meter verderop kan de ondergrond weer heel anders zijn.”

Wat is jouw droom?

Tommer: “Ik vind het ontzettend mooi dat we in Nederland zoveel data inwinnen en investeren in het goed in kaart brengen van de zandvoorraden. Als geoloog is dat een droom!"