Page 1

Het Doggersland, de kraamkamer van de Noordzee

Ziega van den Berk


Ziega van den Berk Master Landschapsarchitectuur Academie van Bouwkunst Amsterdam september 2020 Pieter van der Doesstraat 17 T 1056 VB Amsterdam ziega vandenberk@gmail.com +31(0)6-46338313 Commissieleden: Marieke Timmermans (mentor) Bruno Vermeersch Philomene van der Vliet Toegevoegde leden voor het tentamen: Saline Verhoeven Pierre Alexandre Marchevet 2


Het Doggersland, de kraamkamer van de Noordzee Dit afstudeerplan onderzoekt wat het betekent voor de Doggersbank; een ondiepte in de Noordzee, als je het ontwerp van een windpark op zee benadert vanuit het perspectief van het landschap en het zeeleven zelf.

3


4


Inhoud

Samenvatting 7 1. Het ontstaan de Noordzee 8 2. De Noordzee 150 jaar geleden 10 3. De Noordzee nu 12 4. De Noordzee in de toekomst 14 5. De doggersbank, een unieke plek in de Noordzee 16 6. Wie zijn de bewoners van de Doggersbank? 18 7. Ontwerp-parameters 24 8. De methode 26 9. De fundering als habitat 28 10. Stempel als habitat 30 11 . Van stempels naar windpark 34 Gesproken experts 53

5


6

Oppervlakte Noordzee

575.000 km²

Oppervlakte Noordzee NL

57.000 km²

Oppervlakte Doggersbank

19.600 km²

Oppervlakte Doggrsbank NL

5.051 km²


Samenvatting

De Noordzee wordt al sinds het begin van de 20e eeuw

Wat kunnen we voor de Doggersbank betekenen als je

geĂŤxploiteerd door de visserij. Dit heeft onder meer

het ontwerp van een windpark op zee benadert vanuit

geleid tot het bijna helemaal verdwijnen van het hard

het perspectief van het landschap en het zeeleven zelf?

substraat, de voedingsbodem van het zeeleven. De

Het harde substraat van een windpark biedt hiervoor

bodem van de Noordzee is nu vergelijkbaar met een kale

een kans.

woestijn.

De plannen voor de energietransitie zoals geprojecteerd op de Noordzee, nodig om de Klimaatdoelstellingen te halen, zijn enorm. In 2050 moeten er 15.000 windmolens gebouwd zijn in de Noordzee waarvan 8000 op de Doggersbank.

De schaal van de Doggersbank. Ongeveer de helft van Nederland

7


10500 v. Chr

8000 v. Chr

8


1. Het ontstaan van de Noordzee

Tot het midden van het Pleistoceen was Groot-

Aan het einde van de laatste ijstijd werd het klimaat

BrittanniĂŤ een schiereiland van Europa en

warmer, het enorme gewicht van het ijs nam af

verbonden door land, het Doggersland. De huidige

en de zeespiegel steeg. Het Doggersland raakte

Noordzee is geologisch gezien een jonge zee. Ze

uiteindelijk onder water. De Doggersbank, een

ontstond aan het einde van de laatste ijstijd, het

hooggelegen gebied van Doggersland, bleef een

Weichselien zo ongeveer 11.000 jaar geleden.

eiland tot minstens 5000 jaar voor Christus. Daana

Tijdens deze ijstijd waren de Noordzee en veel van

kwam door de stijgende temperatuur een snelle

de Britse eilanden bedekt met gletsjerijs en lag de

zeespiegelstijging waardoor de Doggersbank een

zeespiegel ongeveer 120 m lager.

eiland werd en Groot-BrittanniĂŤ fysiek van het continent werd losgekoppeld.

7000 v. Chr

9


10


2 . De Noordzee 150 jaar geleden

Het beeld hieronder is een schoolplaat getekend door wetenschappelijk tekenaar Adrianes Koekoek. Dit is natuurlijk een interpretatie, maar mariene biologen zijn het erover eens dat dit beeld toch aardig moet kloppen. Wat opvalt is dat het water vrij helder is en er wieren op de zeebodem groeien. In 1983 is de Noordzee voor het eerst in beeld gebracht door Olsen, O.T ‘The piscatorial atlas of the North Sea’. Hiernaast is één van de kaarten uit de atlas te zien. Één vijfde deel van de Noordzeebodem bestond uit natuurlijk hard substraat (harde ondergrond) zoals bijvoorbeeld stenen, moorlog (oud veen) en 27.000 km2 aan oesterrif.

11


12


3 . De Noordzee nu

De Noordzeebodem heeft vooral de laatste 60 jaar onder invloed gestaan van intensieve visserij. Met als gevolg dat het benthos (het leven in, op en net boven de bodem) hoofdzakelijk bestaat uit pioniergemeenschappen en de Noordzeebodem is veranderd in een kale woestijn. Op dit moment is nog 1.5 % van de Noordzee hard substraat wat bestaat uit boeien, wrakken, boorplatforms en windmolens, artificieel hard substraat dus. Maar het harde substraat is de bron van veel zeeleven. Ze gebruiken het harde substraat als aanhechtingsplaats of als huis. 50 % van de biomassa in de Noordzee zit op of rondom hard substraat.

13


Cijfers 1 GW stroom voor 1 miljoen huishoudens 1 windmolen gaat 30 jaar mee Doelstelling Europa Doelstelling Noordzee Doelstelling Nederland Doelstelling doggersbank NSWPH

450 GW 212 GW 60 GW 100 GW

30150 windmolens van 15MW 14204 windmolens van 15MW

100 GW is 6700 windmolens van 15MW 15MW 100 GW is 9000 windmolens van 12MW +-12 MW

rotordiameter 250 (x 6= 1500 m tussenruimte) rotordiameter 150 (x 6= 900 m tussenruimte)

2050 - AN ENERGETIC ODYSSEY, HNS

14


4 . De Noordzee in de toekoemst?

Onze relatie met de (Noord)zee In de afgelopen vijftig jaar is bijna de helft van alle ecosystemen op land en in zee ernstig aangetast door ons menselijk handelen. Meer dan één derde van alle zeezoogdieren staat op het punt van uitsterven; één derde van de koraalriffen dreigt voor altijd te verdwijnen; In vijftig jaar tijd aten we rond de 80 procent van het zwemmende leven op en dumpten tonnen plastic in de zee.

“De Noordzee, daar is nog wel plek” hoor je daarom vaak als er gesproken wordt over de toekomstige plannen voor de energietransitie. We zien de Noordzee nu als blanco vel, maar het is een landschap, dus het word tijd dat we dat ook zo gaan zien! De opgave De energieopgave geprojecteerd op de Doggersbank beschouw ik als mijn opgaven. Een Offshore windpark is een kans door al het harde substraat wat wordt toegevoegd! Dan moeten we die kans wel benutten, we moeten niet alleen maar komen halen, maar ook iets komen brengen.

De afgelopen eeuw hebben we de Noordzee geëxploiteerd. De Noordzee is één van de drukste zeeën ter wereld .We boren er naar olie en gas, winnen er zout en zand, het is een snelweg voor de scheepvaart, er zijn militaire gebieden en er wordt in grote hoeveelheden gevist. Het Nederlandse gedeelte van de Noordzee word EEZ genoemd (Nederlandse Exclusieve Economische Zone). Dit zegt naar mijn idee genoeg.

Hoe gaat dit windpark er uit zien als je ook ontwerpt vanuit het perspectief van het landschap en het zeeleven? Doel Het doel van deze opgaven is het regenereren van de Doggersbank. Van een kale woestijn als zandbodem, naar oases van leven als hard substraat. Een landschap wat kan doorgroeien naar een productieve kraamkamer van formaat. Een onderwater-natuurgebied wat de komende 300 jaar kan doorgroeien wanneer onze energietranstie gereed is.

De toekomst van de Noordzee? Geconfronteerd met een enorme energieopgave kijkt men naar windmolenparken op de Noordzee maar ook specifiek naar de Doggersbank. De Doggersbank wordt gezien als een zeer geschikte locatie voor een windmolenpark. Belangrijke redenen hiervoor zijn dat er hoge windsnelheden worden behaald en dat het ondiep is en daarmee kostenefficiënt om de molens te plaatsen. Bij het ontwerp en de aanleg van een offshore windpark gaat men enkel uit van kosten efficiëntie, kabellengte en een compositie die leidt tot de hoogste opbrengt. Er wordt totaal voorbij gegaan aan wat dit landschap eigenlijk is, de intrinsieke waarde ervan en wie de inwoners zijn van dit landschap.

Om dit goed te doen moeten we dit landschap met zijn inwoners leren kennen. 70% van de aarde is zee. Wie de zee niet kent, kent de aarde niet. 60 % van Nederland is zee? Wie de Noordzee niet kent, kent Nederland niet. Het is tijd om de deze dode hoek te onthullen.

15


Flanken Doggersbank

Diepte Doggersbank

Grind Doggersbank

Doorsnede Noordzee

Stratificatie

Primaire productie

16

Lichtintensiteit


5. De Doggersbank, een unieke plek in de Noordzee De Doggersbank is een ondiepe zandbank, die de Noordzee splitst in een noordelijk en een zuidelijk deel. De bank strekt zich over een lengte van bijna 500 km uit van west naar oost en is gelegen in Engelse, Nederlandse, Duitse en Deense wateren, en is een voorbeeld van het habitattype: ondiepe, permanent overspoelde zandbank. Hij ligt in de noordelijke punt van het Nederlands continentaal plat.

Door zijn geringe diepte, oriĂŤntatie en enorme afmetingen heeft de bank een groot effect op allerlei processen in de zee. Getijdenstromen, golfwerking en stromingen als gevolg van stormen zorgen voor een watermenging boven de ondiepe delen van de bank. Dankzij de helderheid en de geringe diepte dringt voldoende licht door tot op de bodem om groei van benthische diatomeeĂŤn mogelijk te maken. Deze situatie wordt verder in de Noordzee weinig aangetroffen, omdat het water daar of te diep of te troebel is.

De waterdiepte boven de bank varieert tussen de 16 en 30 meter, terwijl de omgeving van de bank twee tot drie keer zo diep ligt. Door de geringe waterdiepte breken hier de lange golven, die in de diepe noordelijke Noordzee ontstaan, en mengen ze de waterkolom. Het verschil tussen het gemengde water op de bank en het gelaagde water ten noorden van de bank resulteert in een getijdenfront.

De Doggersbank is productiever dan de omliggende gebieden door een hoge benthische primaire productie en sterke groei van organismen in de waterkolom. Extra productie treedt op langs hydrografische fronten aan de noordkant van het gebied.

Getijden

Frontsystemen

17


18


6. Wie zijn de bewoners van de Doggersbank?

Wie zijn ze? Wat doen ze? Wat zijn hun wensen? Hoe ziet hun dag eruit?

19


20


21


22


23


24


7. Ontwerp-parameters

Door me te verdiepen in het leven van de zeedieren, heb ik hen beter leren kennen en onderzocht wat hun belangen zijn. Zo ben ik tot een reeks ontwerp parameters gekomen. Sommige dieren willen graag in de luwte zitten, anderen houden van de stroming. Sommigen hebben een grote schuilplek nodig, anderen zoeken liever een kiertje op. De een heeft hele specifieke levensbehoeftes, de ander is snel tevreden en voelt zich overal thuis. Het ene dier vindt de schaduw fijn, terwijl een ander van het licht houdt. Maar hard substraat is nodig, als vaste grond onder de voeten van het zeeleven.

25


Methode grotto

Methode kegel

26


8. De methode

Uitgangspunt Als uitgangspunt heb ik het gravity-based model genomen en de minimale maatvoering ervan. Dit model neemt alle nadelen van de monopile weg, zoals bijvoorbeeld het heien wat daar mee gepaard gaat, wat veel te schadelijk is voor het zeeleven. Daarnaast brengt het gravitiy-based model een groter oppervlak hard substraat met zich mee wat ten goede komt aan het zeeleven en kan als rif kan gaan fungeren Methode Dit windpark zorgt voor één keer een grote ingreep en gaat één keer een beetje pijn doen maar op schaal van de Noordzee zijn het nog steeds speldenprikjes. De bodem fungeert als bekisting en het grondverzet, waar deze methode mee gepaard gaat, creëert condities voor het regenereren van het landschap. Omdat in eerste instantie het veel meer diversiteit in hoogte achterlaat. De methode Grotto laat heuvels achter en de methode Kegel laat gaten achter. Deze methoden laten een landschap achter met veel meer gradiënt in hoogteverschil. Een deel wordt gefixeerd met composiet. Het is waardevol om dit gradiënt te fixeren zodat je op al dat verschil in hoogte een betere voedingsbodem voor het zeeleven creëert.

27


28


9. De fundering als habitat Deze ontwerpmethode biedt de mogelijkheid om een rijkdom aan windmolenvoeten te creĂŤren. Geen enkele basis is hetzelfde doordat ook het landschap, de ondergrond mede invloed uitoefenen op het maakproces van de windmolenfundering. Dan is er nog een bewerking mogelijk van de gaten voor de voet, met bijvoorbeeld restmaterialen uit de bouwsector voor het creĂŤren van extra diversiteit van de huid van de voet, kieren, holte, spleten. Dit is absoluut iets wat nog verder onderzocht moet worden in de wetenschap. Hoe hoger de diversiteit aan habitat hoe hoger de diversiteit van hierop gevestigde levensgemeenschappen. Dus hoe meer variatie in alle ontwerp parameters, hoe beter dat is voor de ontwikkeling van het zeeleven. Deze windmolenvoeten kunnen in de loop van de tijd gaan dienen als kunstriffen en als stapstenen voor soorten met pelagische larven die nu gebieden kunnen bereiken die anders onbereikbaar waren. Mogelijk verbinden ze hiermee ook de van nature nog aanwezige riffen, en vormen deels een soort surrogaat voor het verdwenen natuurlijke hard substraat.

Studies windmolenvoet 29


30


10. Stempel als habitat

UItganspunt Het uitgangspunt is hoe diverser het habitat, hoe groter de biodiversiteit. Dus ook op deze schaal zoek ik naar manieren om die diversiteit te creĂŤren. Dat doe ik door een bepaald type voet , de Grotto en de Kegel te laten landen op een specifieke plek in de Doggersbank, waarbij hoogte leidend is. Stempels Verschillende stempels van 4, 8, 16, 24 windmolens. Hoe groter de stempel van windmolens, hoe groter het nieuw gevormde landschap wat het achter laat door het grondverzet wat ermee gepaard gaat. Op een gebied waar al wat meer gradiĂŤnt is kan je gaan experimenteren om een stempel speciaal toe te spitsen op een dier om dit onderzoek verder te dienen. Daarnaast maak ik hard substraat op de hoogte waar het meeste zeeleven zich gaat ontwikkelen. 31


35-45 m diep

25-35 m diep

15-25 m diep

20 m

30 m

40 m

32


Zuidwest Doggersland De Grotto-methode komt voor in het meest ondiepe deel van de Doggersbank, waar het gemiddeld 20 meter diep is. Dit is de plek op de Doggersbank waar het meeste licht tot de bodem rijkt. Dit wordt af en toe weg genomen door dit model zodat ook de soorten die van iets meer schaduw houden daar een plek kunnen vinden. Deze methode geeft ook de mogelijk geeft om het gradiÍnt aan heuvels wat het achter laat zo nu en dan boven het water oppervlak te laten herrijzen. Zo kunnen daar rustplekken ontstaan voor een aantal vogelsoorten en bijvoorbeeld zeehonden. Noordoost Doggersland De Kegel-methode komt waar het gemiddeld 40 m diep is. De vorm van de kegel reikt richting het wateroppervlak en door de gaten die het achter laat wordt er veel variatie aan hoogte toegevoegd in het landschap. De paardenmossel, een rifbouwende soort die al op kleine schaal voorkomt in het noorden, krijgt op deze manier zo’n groot mogelijke kans om zich verder te gaan vestigen. Doggersmidsland Hier komt de combinatie van de 2 verschilende voeten. Dus door de voet te laten landen op een specifieke plek in het Doggerslandschap, beïnvloedt door de wensen van de dieren, zorgt vooreen specifieke ontwerpkeuze. Maakproces naar locatie De funderingen worden gemaakt van gebiedseigen materiaal; zand, grind en een bindmiddel anders dan cement. Dus dan noem je het een composiet. Met de juiste specificaties zodat het niet uitspoelt tijdens het storten net zoals met het onderwaterbeton wat niet uitspoelt door een hulpstof. Onderzoek naar zandwinning toont aan dat de diepte van de winputten door sedimentatie van slib en organisch materiaal van positieve invloed is op de rekolonisatie van het zeeleven. Die winputten worden zo weer een eigen soort habitat. 33


KM

34


11 . Van stempels naar windpark

4. Hoogte

Op de allergrootste schaal, de schaal van de gehele Doggersbank, zijn er ontwerp-parameters die het ontwerp van het windpark beïnvloeden wederom met als doel om zo veel mogelijk voor het zeeleven te betekenen.

• al het hoogteverschil doorkruisen 5. Habitattypen, sediment • alle habitattypen (sediment) doorkruisen (kaart op pagina 38)

1. Geologie (uitleg op volgende pagina) • volgen van oude rivierbeddingen

6. Aanwezigheid diersoorten • Indien mogelijk de aanwezige diersoorten aanspreken, zoals bijvoorbeeld de paardenmossel in het noordelijke deel van de Doggersbank

2. Wrakken en boorplatforms • beginnen waar het leven zich al bevindt, op de wrakken en boorplatforms • fasering: op 3 verschillende plekken op de Doggersbank beginnen, waarna het windmolenpark naar elkaar toe kan groeien • bij iedere volgende fase komt er een nieuwe zand en grind ontginning bij • tijdens het groeien van het windpark zo veel mogelijk wrakken en platforms insluiten • oude boorplatforms kunnen een rol gaan spelen tijdens het ontwikkelen van dit windpark

Zoals gezegd is er tot nu toe vrij weinig bekend over de specifieke eisen en wensen van de verschillende diersoorten. Daarom vormt de voorgestelde cyclus van ontwerpen en aanleggen, onderzoek doen naar de effecten op het zeeleven, en weer aanpassen van dit windmolenpark een kans om het landschap met haar zeeleven, nog beter te leren kennen. Wanneer onze energietransitie gereed is en de windmolens zijn afgeschreven, hebben we een begin van een onderwaternatuurgebied achtergelaten, een kraamkamer van formaat, die een bijdragen kan leveren aan het herstel van de gezondheid van de Noordzee die vervolgens de komende 300 jaar en langer kan doorgroeien.

3. Flanken • de flanken zijn heel productief dus het windmolenpark komt wel in de buurt van de flanken maar niet op de flanken • het Noordelijke en zuidelijke deel van Noordzee aanspreken

35


36


8 . Stempels

Geologie Tijdens de meest recente ijstijd, was de Noordzee bedekt met gletsjerijs en lag de zeespiegel ongeveer 120 m lager. Toen het ijs smolt aan het einde van de ijstijd, steeg de zeespiegel en begon het land te kantelen doordat het enorme gewicht van ijs afnam. De evolutie van de Doggersbank werd dus gedreven door het complexe samenspel tussen klimaatverandering, de dynamiek van ijskappen en de daarbij horende zeespiegelverandering. Multidisciplinair geologisch onderzoek in het zuidelijke deel van de Doggersbank heeft uitgewezen dat de ondergrond intern zeer complex is in plaats van een eenvoudige laagjeskoek van sedimenten zoals eerst werd gedacht.

37

Glaciale landsystemen Seismisch onderzoek heeft aangetoond dat er een reeks glaciale landsystemen begraven zijn in de ondergrond met de bijbehorende sedimentafzettingen. Een grootschalige morenecomplexen en smelwaterkanalen gevormd door de tektonische krachten van gletsjers; een heel groot meer, het Doggersmeer en veel oude rivierbeddingen. Een enorme rijkdom aan diversiteit in de ondergrond zoals veen, klei, organisch materiaal en al die sedimentafzettingen van deze glaciale landschappen komt weer aan de oppervlakte door het maken van dit windpark. Een nieuwe rijkdom aan habitattype. Nu weten we dit alleen over het zuidelijke gedeelte van de Doggersbank omdat in het kader van de Engelse windparken daar onderzoek is gedaan. Maar de verwachting is dat deze ondergrondse landsystemen over de gehele Doggersbank aan te treffen. Dus ook hier kan tijdens het ontwikkelen van dit windmolenpark onderzoek naar gedaan worden.dat deze ondergrondse landsystemen over de gehele doggersbank aan te treffen. Dus ook hier kan tijdens het ontwikkelen van dit windpark onderzoek naar gedaan worden.


38


39


40


41


42


43


44


45


46


47


48


49


Het Doggerswindpark, een nieuw landschap, een kraamkamer van formaat voor de Noordzee

50


51


52


Gesproken expairs

Joop Coolen Marien bioloog wageningen

Han Lindeboom Marien bioloog wageningen en Nioz

Rob Witbaard Marien bioloog Nioz

Maarten Erich Marien bioloog Ambasade van de noordzee

De Noordzeeboerderij Marien bioloog, Kelp specialist

Thijs de Zeeuw Landschapsarchitect

Anne van Leeuwen Ambasade van de Noordzee

Thijs Middeldorp Ambasade van de Noordzee

Firmijn zijl Deltaris, hydroloog

Tim Raaijmakers van Senior Adviseur Offshore Engineering Deltaris

Dr. S. (Sytze) van Heteren Coastal and marine geologist Geological Survey of the Netherlands

Saskia Jaarsma Tennet

Jasper Vis Tennet, NSWPH 53


54