Zoutwinning en verwachte bodemdaling

Tot 2052 mag Frisia Zout onder de Waddenzee 32 miljoen ton zout winnen. De winning startte in september 2020 vanuit een eerste zoutholte (caverne): HVM-02-S2.
Frisia mag uiteindelijk maximaal 4 van zulke zoutholtes aanleggen.

Vóór de start van de winning berekende Frisia Zout welke bodemdaling zij verwacht. Deze kaart toont de prognose van de daling in tijd en centimeters. Ter plaatse van de Noorderpier en de zeedijk voorspelt Frisia een bodemdaling van maximaal 20 millimeter eind 2051.
Onder de stad Harlingen zal de daling dus minder zijn. Die daling kan volgens het mijnbouwbedrijf, het ministerie van EZK en het Staatstoezicht op de Mijnen geen schade veroorzaken.

Twee meetsystemen

Om te controleren of de voorspellingen van Frisia over bodemdaling en scheefstelling (tilt) standhouden, zijn nu twee meetsystemen ingericht.

1. het Meet- en monitoringprogramma
Dit meetsysteem is gericht op de buitendijkse bodemdaling en de gevolgen voor de natuur in de Waddenzee. De meetpunten van dit systeem worden aangeduid met WPM van WaterPasMeting (5 locaties) én CGPS (2 locaties).

2. Aanvullend Meetnet
Dit tweede systeem bevindt zich in Harlingen en registreert continu de bodemdaling, scheefstelling en het waterpeil in de stad Harlingen. De meetpunten van dit systeem worden aangeduid met H.

Meet- en monitoringsprogramma (onder de Waddenzee)

Voor mijnbouw onder de Waddenzee geldt het ‘Hand aan de Kraan-principe’. Dit houdt in dat ieder jaar de bodemdaling en de kwaliteit van de natuur gemeten wordt. Daarbij kijkt men zowel naar de bodemhoogte, aangroei en afkalving van wadplaten, sedimentstructuur, als ook de bodemdieren en vogels.

De resultaten van de monitoring worden door Frisia gerapporteerd aan de Minister van Economische Zaken en Klimaat. Deze laat ze controleren door een onafhankelijke commissie specialisten die de minister van een advies voorziet. Dit advies (met de rapporten) stuurt de minister naar de Tweede Kamer zodat er een debat mogelijk is over de inhoud.

Er wordt op dit moment gewonnen uit caverne HVM-02, de heldergroene stip in de Waddenzee. Daaromheen ligt de 2 centimeter contour zoals die in het vierde kwartaal van 2022 is gemeten.
Die metingen hiervoor worden gedaan bij de blauwe en paarse punten. Bij de blauwe punten wordt de bodemdaling eens per jaar gemeten. Bij de paarse punten wordt continue gemeten met meetpunten op palen die diepgefundeerd zijn.

Frisia mag maximaal 4 cavernes aanleggen. Wanneer naast HVM-02 meerdere caverneser in gebruik worden genomen zal de contour veranderen van een cirkel in een meer ovale vorm. Dit is al te zien in de vorm van de 2 centimeter contour voor de eindsituatie in 2051.

Aanvullend meetnet (onder de stad)

Het meetnet in de stad wordt ‘Aanvullend Meetnet’ genoemd omdat het later aan het buitendijkse meetnet is toegevoegd. Op voorstel van Stichting Bescherming Historisch Harlingen is het meetnet ontworpen door onafhankelijk geoloog en hydroloog Peter van der Gaag van Holland Innovation Team.

Het Aanvullend Meetnet meet op 5 locaties (zie kaart):

• de daling en scheefstand van de diepe ondergrond (via tiltmeters | rode stippen)
• de daling en scheefstand in de fundering van twee panden (via tiltmeters | lichtblauwe stippen)
• de trillingen (acceleraties) op grondniveau (via versnellingsmeters | groene stippen)
• veranderingen in het diepe en ondiepe grondwaterpeil (via waterpeilbuizen)

De metingen startten al in 2021, terwijl de bodemdaling door de zoutwinning Harlingen pas over een
aantal jaren zal bereiken. De ‘nul-situatie’ van de stad is dus goed vastgelegd, ruim vóór invloed van
de zoutwinning merkbaar wordt. Die nul-situatie kan op termijn als vergelijkingsmateriaal dienen.

Tilt meten
Met het Aanvullend Meetnet meten we op twee punten in Harlingen de scheefstand (rode stippen). De meetpunten liggen het dichtst bij de winning en er het meest veraf. Daarvoor is meetapperatuur aangebracht in de diepe ondergrond, op 20 meter diepte. We meten zowel in de richting van de caverne als ook er loodrecht op. In dit dashboard presenteren we altijd de tilt in de richting van de caverne, omdat die tilt op termijn door de zoutwinning veroorzaakt zou kunnen zijn.

Daarnaast meten we ook de trillingen op het oppervlak om te kijken naar eventuele lokale activiteiten.
In de stad meten we de tilt in de hoeken van twee kelders (blauwe stippen) en het lokale grondwaterpeil daar. En we meten ook op een vijfde locatie (groene stip) de oppervlakte tilt en wederom trillingen .

Controle

Met het binnen- en het buitendijkse meetnet wordt gecontroleerd of de voorspellingen van Frisia kloppen. Maandelijks worden meetgegevens gerapporteerd aan het Staatstoezicht op de Mijnen (SodM). Jaarlijks beschrijft Frisia ook welke veranderingen zich voltrekken in de bodemhoogte, aangroei en afkalving van wadplaten, sedimentstructuur, bodemdieren en vogels. De resultaten worden vergeleken met de ‘nulsituatie’ die in 2018/2019 - dus vóór de zoutwinning - al in kaart is gebracht.

De minister van Economische Zaken en Klimaat laat alle rapportages controleren door onafhankelijke specialisten, die de minister van een advies voorzien. De Tweede Kamer ontvangt zowel de rapporten als het advies, zodat er een debat mogelijk is over de inhoud.

Bij de Pilot Harlingen stellen de partners samen de veiligheid van de stad en zijn inwoners centraal. Daarbij horen afspraken. Deze legden zij vast in de samenwerkingsovereenkomst.
Een van de afspraken is dat een scheefstelling (tilt) van 8 mm per 10 meter aanleiding is om met elkaar opnieuw te beoordelen wat hiervan de oorzaak is.

Bodemdaling en scheefstand

Schade aan gebouwen ontstaat niet zozeer door (gelijkmatige) bodemdaling, maar vooral door scheefstand (‘tilt’).
Als heel Harlingen gelijkmatig 1 centimeter lager komt te liggen is er weinig reden aan te nemen dat dat schade oplevert. Pas wanneer de ene kant van een gebouw meer of sneller zakt dan de andere is er kans op schade.

Algemeen wordt, ook internationaal. een scheefstand van 2 millimeter per strekkende meter als veilig beschouwd, dat wil zeggen dat daarbij geen schade wordt verwacht.
Een kelder van 5 meter breed mag aan de ene kant dus 1 centimeter lager komen te liggen als de andere, zonder dat er schade te verwachten is.

De tilt (scheefstand) drukken we in de grafieken in dit dasboard van het meetnet uit in millimeter per kilometer.

Werkelijke bodemdaling ten opzichte van de prognose

Vóór de winning maakte Frisia een prognose van de bodemdaling van jaar tot jaar. Nu meet het mijnbouwbedrijf continu hoe de bodemdaling werkelijk verloopt.

• Rechts in de grafiek ligt Harlingen. Links in de grafiek is de Waddenzee met op de y-as het centrum van de caverne HVM-02. 
  Daartussen zijn de locaties van de verschillende meetpunten aangegeven, alsook de afstand van de caverne tot de Noorderpier.
  Om deze grafiek te kunnen maken is een denkbeeldige lijn getrokken van het centrum van de winning naar de binnenstad van Harlingen. Alle meetpunten worden op deze lijn uitgezet met hun afstand tot het centrum van de HVM-02 caverne. Dat kan omdat er nu gewonnen wordt uit één caverne waaromheen de bodemdalingscirkel zich gelijkmatig vormt.
  
  
• De '0-lijn' is de situatie zonder zoutwinning.
• De rode lijn toont de prognose van de totale bodemdaling die optreedt ten gevolge van zoutwinning op de vier vergunde winningslocaties tezamen.
  Frisia heeft toestemming voor maximaal 20 millimeter bodemdaling bij de Noorderpier in het jaar 2052 (meetpunten WPM07 en WPN08). 
• De groene lijn toont de prognose van de totale bodemdaling die optreedt door zoutwinning uit de huidige winnings-locatie HVM-02.
• De horizontale lichtblauwe lijn toont de bodemdaling die in september 2022 gemeten is.
• De horizontale oranje lijn toont de bodemdaling die in januari 2023 gemeten is.
• De verticale oranje lijn toont dat in januari 2023 de grens van 2 centimeter bodemdaling nog ruim 2.000 meter van de Noorderpier ligt. 

Meetresultaten tot nu - conclusies

Vanaf het begin 2022 is het Aanvullend Meetnet in werking. Per kwartaal wordt de tilt (scheefstelling) in beeld gebracht.
Op de illustratie zijn de meetpunten van de Nieuwe Vissershaven en Fabrieksstraat te zien. Bij beide meetpunten zijn voor alle kwartalen de meetgegevens weergegeven. Uitzondering hierop is het eerste kwartaal 2023 van de Fabrieksstraat. Vanwege technische problemen met de sensor zijn er over deze periode geen gegevens. 

Uitleg tabel Kwartaalplot kwartaal 3, 2023

• De tilt in deze tabellen is uitgedrukt in millimeters per kilometer*
• de horizontale zwarte streep bij elk kwartaal is de mediaan, een gemiddelde van de over die periode gemeten waarden.
• het grijze vlak boven en onder de mediaan geeft 80% van de meetwaarden in dat kwartaal aan. Het geeft het bereik aan van veelvoorkomende bewegingen (bijvoorbeeld veroorzaakt door eb en vloed).
• In ieder kwartaal staat een donkerblauwe verticale lijn. Deze geeft de maximale en minimale gemeten waarde aan. Deze maximale waarden kunnen ontstaan door doodtij of springtij
• links in beide tabellen staat een lichtblauw (klein vertikaal) lijntje. Dit geeft de getijdebeweging aan.
• links in beide tabellen staat een oranje (lange verticale) lijn. Dit is de gemeten tilt bij de aardbeving in Turkije en Syrië op 6 januari 2023.
  Deze is in kwartaal 1 2023 (Q1 2023 - te zien bij de Nieuwe Vissershaven) gelijk aan de in deze periode maximale en minimale gemeten tilt.

Tussen de Nieuwe Vissershaven en de Fabrieksstraat zijn de verschillen in meetwaarden duidelijk zichtbaar.
Bleven bij de Nieuwe Vissershaven de gemeten waarden in anderhalf jaar ongeveer gelijk, in de Fabrieksstraat was dat niet het geval.

Het meetpunt bij de Fabrieksstraat ligt op de grootste afstand van de winningslocatie HVM-02.
Uit de data blijkt dat de beweging hier groter is dan de beweging van het getij (kleine vertikale lichtblauwe lijn links in de tabel).
Ook blijkt dat de Fabrieksstraat in 2022 in één richting 'flink' schever is gezakt. Alhoewel de reden van de daling onbekend is kan het te maken hebben met de bouwactiviteiten in de buurt. In het derde kwartaal 2023 geven de metingen aan dat aan het 'scheefzakken' van de Fabrieksstraat een eind lijkt te zijn gekomen.

Bij de Nieuwe Vissershaven zijn de afgelopen anderhalf jaar zijn geen noemenswaardige verandering in de bodem gemeten. De veelvoorkomende beweging die zichtbaar is is ongeveer gelijk aan de getijdebeweging (kleine vertikale lichtblauwe lijn links in de tabel). 
Tezijnertijd zal in de stad bodemdaling door zoutwinning als eerste merkbaar moeten zijn bij de Nieuwe Vissershaven.

Aan de grijze rechthoeken is te zien dat Harlingen dag in dag uit iets heen en weer beweegt door het getijde (6 milimeter per kilometer). Dat kan Harlingen wel hebben, want bijna alle panden staan los van elkaar zodat de huizen onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen.

* Internationaal wordt een scheefstand van 2 millimeter per strekkende meter als veilig beschouwd. 

Prestaties netwerk

Het aanvullend netwerk in Harlingen telt vijf locaties, namelijk de Nieuwe Vissershaven, Zoutsloot, Franekereind, Rommelhaven en Fabrieksstraat. De gemeten data worden via modems doorgezonden om elders te worden verzameld en opgeslagen.
Gestreefd wordt naar een gemiddelde prestatie van 96% data-ontvangst. Vanwege periodiek onderhoud aan de server is dat en geen 100%, de maximaal haalbare prestatie.

Wanneer modems onvoldoende of niet presteren gaan data verloren. In het tweede kwartaal bleken data onvoldoende te worden doorgezonden waarbij met name de meetpunten Zoutsloot en Rommelhaven zeer slecht presteerden.
Aan het eind van het tweede en het begin van het derde kwartaal van 2023 zijn modems vervangen die het 3G signaal misten. Daardoor komen data nu beter binnen. Voor het vierde kwartaal is de verwachting dat alle meetpunten hun data naar behoren doorzenden.