Nieuwe havenmond voor Rotterdam
Reeds jaren werkt Rijkswaterstaat aan een grootscheepse verbetering van de Rotterdamse havenmond bij Hoek van Holland. De voornaamste reden: het Rotterdamse havencomplex moest bereiktbaar worden gemaakt voor grote, diepstekende tankers. Sinds 1961 was het Euro-poortgebied weliswaar toegankelijk voor tankers tot 100.000 dwt, maar de komst van nog grotere schepen dwong Rotterdam zijn "mond" wijder te openen. Het eerste wat daarvoor nodig was, bestond uit de verdieping ende verlenging van de vaargeul naar Europoort. In 1967 besloot men dit werk uit te voeren.
Het karwei lukte. In juni 1971 konden volledig beladen tankers van ruim 250.000 d w t (diepgang 65 f t ) Euro-poort bereiken. En sinds begin 1975 kunnen schepen met een diepgang van 68 f t worden toegelaten. Het werk aan de vaargeul bracht een reeks andere ontwikkelingen op gang. Omdat mammoettankers bij het binnenlopen een lange uitloop- en stopweg hebben, die in rustig vaar-water moeten worden afgelegd, nam men destijds even-eens het besluit om een nieuwe, grote havenmond aan te leggen. Een havenmond die toegang zou moeten geven t o t het zowel de Rotterdamse Waterweg als t o t het Europoortgebied.
D i t besluit hield onder meer de volgende werkzaamheden i n : de bouw van een nieuwe noorderdam in het verlengde van het bestaande noorderhoofd en de aanleg van een zuiderdam, met daarop aansluitend de zuidwal, volgens een nieuw tracé. Op deze manier zou een ruime buiten-haven ontstaan, waarbinnen de toegang t o t de Waterweg en de toegang t o t Europoort van elkaar werden geschei-den door een zogenaamde splitsingsdam.
De nieuwe zuiderdam en de zuidwal omsloten een ondiep gedeelte voor de kust, dat de Maasvlakte werd genoemd. Binnen de omarming van deze dammen deed zich de gelegenheid voor om nieuwe industrieterreinen op te spuiten. D i t werk, verricht door de gemeente Rotterdam
is nog steeds in volle gang. In 1975 bedroeg de opper-vlakte van het opgespoten land circa 1400 ha. De reste-rende 200 ha zullen in de komende jaren boven water worden gehaald. Het nieuwe land is bestemd voor de in-dustrie en voor op- en overslagterreinen.
Het gehele werk aan de havenmond te Hoek van Holland kan worden verdeeld in de volgende projecten:
de aanleg van een drie kilometer lange noorderdam en het omleggen van een deel van het oude noorder-hoofd,
de bouw van de zuiderdam en de zuidwal, die met een totale lengte van twaalf kilometer de Maasvlakte om-sluiten,
. het opspuiten van 150 miljoen kubieke meter zand binnen deze zuiderdam, waardoor het Rotterdamse havenareaal met ca. 1600 ha (netto) wordt uit-gebreid,
de bouw van een splitsingsdam die de Rotterdamse Waterweg afscheidt van de toegang tot Europoort, de aanleg van een nieuwe, definitieve toegang tot het Europoortgebied en het afsluiten van de tijdelijke toegang, op een kleine opening na voor dienstvaar-tuigen,
het baggeren van een vaargeul in zee over een lengte van twaalf kilometer en een breedt van 400 tot 600 meter met een diepte van 24,5 meter. Aan de zeezijde heeft deze geul een 1200 meter brede aanlooproute, eveneens ruim 24,5 meter diep.
de installatie van een moderne nautische uitrusting zal tevens de scheepvaart moeten begeleiden bij dag en bij nacht en tijdens slecht zicht,
. aanvullende werken, zowel van tijdelijke als van blij-vende aard. Bijvoorbeeld maatregelen tegen verzil-ting en ter stabilisatie en uitbreiding van het strand bij Hoek van Holland.
H Y D R A U L I S C H O N D E R Z O E K
Voordat men kon beginnen aan deze werken verzamelde men via omvangrijke studies en
onderzoe-ken enorm veel gegevens. Dit alles was nodig om de vormgeving en de constructie van het gehele werk zo goed mogelijk te bepalen. Een van de belangrijkste vragen gedu-rende deze voorbereiding was: hoe en op welke manier moeten de ha-vendammen worden geconstru-eerd, welke materialen zijn hier-voor geschikt en welk materieel
kan men hierbij gebruiken. Om een antwoord te vinden werd voor de kust de bodem onderzocht, voerde men peilingen uit, werden stroom-metingen verricht en ging men het verloop van het zandtransport en de golfbeweging na. Peil vaartuigen, uitgerust met echoloden en radio-apparatuur voor plaatsbepaling, verzamelden gegevens waarmee men dieptekaarten vervaardigde. Daarnaast werden met behulp van enige in zee geplaatste meetpalen en meetboeien, golfhoogten en golfperioden gemeten.
De gegevens werden door kleine zenders op deze palen en boeien naar een centrale post op de wal overgebracht.
Dankzij de verzamelde gegevens konden in de waterloopkundige laboratoria in Delft en Voorst een aantal damtracé's en damconstruc-ties worden onderzocht. T o t de belangrijkste aspekten van dit on-derzoek behoorden de analyses van het stroombeeld voor en in de havenmond en van de stabiliteit van de dammen in golven en stroom.
T R A C E V A N D E H O O F D D A M M E N
De nieuwe havenmond bij Hoek van Holland v o r m t zowel de toe-gang t o t de Rotterdamse Waterweg
(met zijn scheepvaart van en naar Hoek van Holland, Maassluis, Vlaardingen, Schiedam, Rotterdam en Dordrecht) als t o t het complex van Europoort en Maasvlakte. Het tracé van de dammen is zodanig ge-kozen dat voor de scheepvaart geen hinderlijke dwarsstromen optre-den. Aan deze eis moest vooral de vorm van de zuiderdam
tegemoet-komen. Deze dam bestaat in zijn geheel uit een zanddam met een lengte van vier kilometer, en een 4,5 km lange stenen dam met een gebogen tracé. Dit tracé sluit aan op de zogenaamde zuidwal langs de zuidzijde van de buitenhaven. De zuidwal, met zijn lengte van 2,5 kilometer, werd uitgevoerd als een zanddam met een afdekking van grind.
Op deze manier ontstond tussen zuidwal en noorderdam een royale buitenhaven met een breedte van 850 meter en een diepte van 24,5 meter. Vier grote schepen kunnen elkaar zonder hinderlijke koers-afwijkingen in deze havenmond
3
passeren. De lengte van de in zee gebouwde havendammen werd vooral bepaald door de uitloop- en stopweg van grote tankers. Dit soort schepen loopt de havenmond aan met een snelheid van 8 t o t 10 knopen. Eenmaal binnen de haven-mond w o r d t vaart geminderd, waarna sleepboten assistentie ver-lenen.
D A M C O N S T R U C T I E
Het meest zuidelijke deel van de zuiderdam werd aangelegd, op een zeer flauw verlopende zeebodem en bestaat geheel uit zand. D i t ge-beurde uit technische en economi-sche overwegingen: de diepte van het water was namelijk te gering om speciaal geconstrueerde sche-pen toe te staan een damconstruc-tie van steen aan te leggen. Boven-dien is zand goedkoop bouwmate-riaal.
Het stenen deel van de zuiderdam werd aangelegd op een filtercon-structie van twee lagen grind, met
daarop eveneens in twee lagen een pakket breuksteen. Daarop werd tenslotte de eigenlijke dam aange-bracht, opgebouwd uit zwaardere breuksteen, en kleine en grote be-tonblokken t o t 43 t o n . Daartegen kwamen nog eens steenbermen te rusten. De dam koppen werden af-gedekt met vijftig ton zware beton-blokken. De gehele zuiderdam werd - met het oog op de verwach-te verdieping van de zeebodem - in een cunet (dus verdiept) aange-legd. Vooral bij hoog water zou-den dan golven over de dam heen kunnen slaan. Daarom werd ach-ter de dam een strook waach-ter ge-handhaafd, die als " w o e l k a m e r " voor de overslaande golven f u n -geert. Het water krijgt in deze strook gelegenheid om t o t rust te komen. Achter de woelkamer werd een zandstrand met een zanddijk gemaakt die het havengebied moet beschermen tegen de overslag van golven.
De zanddijk sluit langs de zuidzij-de van zuidzij-de buitenhavens aan op zuidzij-de zogenaamde zuidwal.
De stenen dam behoeft niet hoger te worden gemaakt dan voor de geleiding van de stroom,de scheep-vaart en voor de reductie van gol-ven nodig is. De kruinhoogte van de dam b l i j f t daarom beperkt t o t twee meter boven N A P , bij een breedte van circa acht meter. De noorderdam werd opgetrokken in water met een diepte van acht-tien meter. Nadat op de zeebodem een verhoging van zeegrind o f grof zand was aangelegd, werd de noor-derdam op dezelfde manier opge-bouwd als de zuiderdam.
Voor de aanleg van deze dammen waren grote hoeveelheden materi-aal nodig. Eeti paar voorbeelden: 6,5 miljoen ton f i j n grind, 1,5 mil-joen ton grof grind, 80 milmil-joen kubieke meter zand, 5,5 miljoen ton breuksteen, 60.000 grote tonblokken en 70.000 kleine be-t o n b l o k k e n ;
H E R K O M S T BOUW-M A T E R I A A L E N I N Z E T M A T E R I E E L
In november 1969 kv/am de zand-dam van de zuiderzand-dam klaar. In totaal was hiervoor 32 miljoen ku-bieke meter zand verplaatst. D i t gebeurde met de hulp van grote zandzuigers, die d i t zand haalden uit het Brielsche Gat, dat voor d i t doel van de zee was afgesloten. Twee zandzuigers, elk meteen ca-paciteit van 125.000 kubieke me-ter per week, werden voor d i t werk gebruikt. Het fijne grind voor de dammen, het vastleggen van de bodem van de Rotterdam-se Waterweg en voor de afdekking van de zuidwal, werd met grote sleephopperzuigers gewonnen voor de Engelse kust. De stort-steen kwam per spoor uit België en per schip uit Zweden.
Deze stenen werden op een negen-tig ha. groot werkterrein in Euro-poort opgeslagen en vandaar met door Rijkswaterstaat gecharterde
en aan de aannemer beschikbaar gestelde stortschepen naar de plaats van bestemming gebracht. Om de enorme betonblokken, no-dig voor de opbouw va[n de dam-men, te kunnen vervaardigen, moest in ongeveer 5 jaar tijd één miljoen kubieke meter betonmor-tel worden geproduceerd. Op het werkterrein werd hiervoor een fa-briek gebouwd, die dankzij een ver doorgevoerde automatisering door slechts enkele mensen werd bediend. De capaciteit van deze fabriek bedroeg 130 kubieke me-ter beton per uur. IVlet speciaal hiervoor ontworpen, eveneens door Rijkswaterstaat gecharterde en aan de aannemer beschikbaar gestelde blokkenschepen, uitge-rust met een grote kraan op het achterdek, werden deze blokken naar hun plaats op de dam in aan-bouw gebracht. Om de verschil-lende onderdelen van de dammen exact op hun plaats te krijgen maakte men bij de bouw gebruik van radioplaatsbepalingssysteem (Hi-Fix, Cubic A u t o Tape en la-sers).
N A U T I S C H
-H Y D R A U L I S C -H E N Z I N T U I G F Y S I O L O G I S C H O N D E R Z O E K
De havenmond werd t o t vijf ki-lometer in zee uitgebouwd om een goede uitloop- en stopweg van mammoettankers mogelijk te ma-, ken. Er kwam veel nautisch-hy-draulisch onderzoek aan te pas, voordat deze uitloop- en stopweg kon worden bepaald. Dit onder-zoek werd uitgevoerd in het Neder-lands Scheepsbouwkundig Proef-station in Wageningen.
Een soortgelijk onderzoek was no-dig om de zogeheten 'keel-clearance' (de ruimte tussen de kiel van het schip en de zeebodem) vast te stellen voor mammoettankers. Deze ruimte bepaalde welke diep-te de toegangsgeul, de aanloop en de havenmond moesten krijgen. Ook de vormgeving van de vaar-geulen, de toegangen en de boch-ten waren onderwerp van
nauw-5
gezet onderzoek, dat eveneens in het proefstation v^'erd verricht. Een ander soort onderzoek betrof de toekomstige breedte van de vaargeulen, mede in samenhang met navigatiehulpmiddelen. In het kader van dit onderzoek werden zowel in het laboratorium (o.a. de navigatie-simulator) als in de prak-t i j k , onder andere meprak-t meeprak-tvaar- meetvaar-tuigen en aan boord van mammoet-schepen metingen gedaan. Hierbij bleek onder meer, dat door de aan-wezigheid van goede navigatiemid-delen, zoals radioplaatsbepaling, radar en hydrometeo-informatie, de afmetingen van de vaargeul sterk konden worden ingekrom-pen. Zo leidde de aanleg van de tijdelijke lichtenlijn met scherpe gebundelde lichten en de o m b o u w van het radarsysteem Hoek van Holland t o t een product-radarsta-tion (beide in 1968) ertoe, dat de IVlaasgeul (500 t o t 1000 meter), kon worden teruggebracht t o t 400 a 600 meter. Een tijdelijke radio-plaatsbepalingsysteem stond reeds toe dat de aanlooproute van één zeemijl breed, t o t 2/3 zeemijl kon worden gereduceerd. Het
defini-tieve plaatsbepalingsysteem sluit theoretisch zelfs een versmalling t o t 1/3 zeemijl niet uit. Daarnaast staat een goed functionerend hy-dro meteosy stee m in beginsel een reductie van de vereiste vaar-dieptes toe.
Via het Nederlands Scheepsbouw-kundig Proefstation en het Zintuig-fysiologisch laboratorium werd eveneens nagegaan op welke wijze de haventoegang het beste 'gepre-senteerd' kon worden aan de zee-man, zowel bij dag en nacht, als bij slecht zicht.
Ook de presentatie van de informa-tie aan boord, afkomstig van de wal radar en de radioplaatsbepaling, betrok men bij dit onderzoek.
H E T B A G G E R E N V A N D E G E U L
Sinds eind 1969 kunnen schepen met een diepgang van 62 f t . volle-dig beladen gebruik maken van de toegangsgeul naar de havenmond bij Hoek van Holland. Sinds 1 juni 1971 is deze geul geschikt voor schepen met een diepgang van 65 f t . Later werd de geul nog verder uitgediept.
Zoals gezegd, was het uitbaggeren van deze geul nodig om Rotterdam bereikbaar te houden voor de in grootte toenemende schepen. In-middels is sinds 1967 bij de reali-satie van de geul en de aanloop-route 75 miljoen kubieke meter baggerwerk verricht, en heeft men zes wrakken en drie wrakresten op-geruimd. In de jaren 1968/1969 werden de randen van de vaargeul vastgelegd met 1.700.000 ton zee-grind, om het vele baggerwerk enigszins te verminderen.
Het baggeren van de twaalf kilo-meter lange geul en de
aanloop-Ovot/iilii \.iri (le havenmond
route was geen eenvoudig Icarwei. Ze lagen in of bijdedrukstescheep-vaartweg ter wereld, met meer dan 70.000 scheepsbewegingen per jaar. Om dit verkeer niet te hinde-ren pakte men het baggerwerk aan met slechts twee sleephopperzui-gers, die echter tot de groots^ ter wereld behoorden. Een van die twee was de "Prins der Nederlan-den", een hopperzuiger die in ruim een uur zesduizend kubieke meter zand kon opzuigen, om na vijf a tien minuten deze lading weer te lossen op een stortplaats in zee. Met dit soort schepen vorderde de aanleg van de geul zeer snel. Vrij kort nadat met het baggeren was begonnen, konden in de loop van 1968 al schepen van 57 ft. gebruik-maken van de geul.
Overigens ging Inet baggeren in de loop der jaren gestadig door. Al
was het alleen maar om de geul op diepte te houden. In de aanloop-route moesten voornamelijk de toppen van de zogenaamde "mega-ribbels" (drie t o t zes meter hoge duintoppen onder water) worden weggebaggerd.
Door Rijkswaterstaat en de ge-meente Rotterdam w o r d t de moge-lijkheid onderzocht om Europoort in de toekomst bereiktbaar te ma-ken voor schepen van 72 f t .
D E F I N I T I E V E T O E G A N G E N S P L I T S I N G S D A I V I
In de nieuwe havenmond moesten de toegangen t o t de Rotterdamse Waterweg en t o t het Europoortge-bied van el kaar worden gescheiden. Hiervoor was een splitsingsdam no-dig, die tevens de tijdelijke toegang t o t het gebied van Europoort en Maasvlakte zou afsluiten. De aan-leg van de definitieve toegang, de afsluiting van de tijdelijke toegang en de bouw van de eigenlijke split-singsdam hingen op waterloopkun-dig-, nautisch- en technisch gebied sterk samen; daardoor kon de de-finitieve toegang pas in oktober 1973 dieper dan vijf meter worden door gebroken. In het licht van de bovengenoemde samenhang was
Olie-opslagplaatsen in Europoort.
het tevens onverantwoord de defi-nitieve en tijdelijl<e toegang naast ell<aar te laten bestaan.
Aan de uitvoering van dit complexe werk werd in 1969 begonnen. In 1971 kwam het werk, op de afwer-king na, gereed. Het oorspronke-lijke tijdschema moest onder meer wegens de komst van 65 ft. sche-pen vanwege veiligheidsredenen, sterk worden versneld; van eind 1972 naar medio 1971. Mede om-dat het hier een van de moeilijkste onderdelen van het gehele werk aan de havenmond betrof, werd er 168 uur per week gewerkt. Op een zeker moment werkten drie bo-demzuigers, vier sleepzuigers, een cutterzuiger, een lepelbaggeraar, een baggermolen en vier onderlos-sers aan de voltooiing van dit werk-onderdeel. Daarbij moet nog een grote drijvende bok worden
ge-noemd, die paraat bleef om even-tueel blootkomende wrakken te bergen.
De splitsingsdam zou oorspronke-lijk vrij breed worden gemaakt. Naderhand maakten verschillende onderzoeken echter duidelijk, dat deze dam uiterst smal zou moeten worden.
Voor de aanleg van de definitieve toegang werd het voormalige zui-derhoofd vrijwel geheel opgeruimd en circa v i j f t i g miljoen kubieke me-ter baggerwerk verricht.
N A U T I S C H E U I T R U S T I N G
Het spreekt vanzelf, dat een nieu-we haventoegang slechts goed bruikbaar is als hij beschikt over een moderne, nautische uitrusting. T o t en met 1968 bestond de nau-tische uitrusting van de havenmond bij Hoek van Holland uit een aan-loopboei (Maasboei), de lichtenlijn voor de mond van de Rotterdamse Waterweg en de hulplichtenlijn voor de tijdelijke toegang t o t Euro-poort. Verder kon men bij de navi-gatie profiteren van het kustlicht, het licht Noorderhoofd, enkele boeien en bij slecht zicht van de havenradar.
in de nieuwe situatie w o r d t de ha-venmond gemarkeerd door een witte hoofdlichtenlijn en twee
se-cundaire lichtenlijnen; groen voor de definitieve toegang van Euro-poort en IVlaasvlakte en rood voor de toegang t o t de Waterweg. De lichttorens die relatief ver van el-kaar staan en belangrijk in hoogte verschillen, werden opgebouwd uit voorgefabriceerde, betonnen elementen.
De havenradar-installatie bij Hoek van Holland werd in verband met de zeewaartse uitbreiding van de vaargeul op 1 juli 1968 aangepast door de installatie van een radar-systeeiTi met een groter selecterend vermogen. Het Loodswezen paste de betonning aan en legde een reeks boeien (Euroboeien) om de aanlooproute naar de vaargeul te
markeren.
Vooruitlopend op en ter bestude-ring van een definitief systeem van radioplaatsbepaling werd twee jaar volstaan met de zogenaamde Ver-stelle-chain. In juli 1972 werd het definitieve plaatsbepalingsysteem definitieve plaatsbepalingsysteem in gebruik genomen: de Holland-chain. Dit systeem geeft in het zuidwesten aansluiting op de Eng-land-chain en in het noorden op de Frisian-lslands-chain. Met deze drie, die alle op hetzelfde systeem berusten, ontstond een radioplaats-bepalingsysteem voor de gehele zuidelijke Noordzee. Tegelijk met de ingebruikname van de Holland-chain werden nieuwe zeekaarten uitgegeven voor de Noordzee en de toegang t o t Europoort. Op de-ze kaarten staat het uitgestraalde radiopatroon van de Holland-chain ingetekend. Deze Holland-chain bestaat uit zenders in Gilze-Rijen, Heiloo en Sas van Gent en een
con-Grote voorraden zand waren nodig voor de Maasvlakte
Een mammoettanker voor de werf in Europoort
trolecentrum in Hoek van Holland. De plaats van de zenders is zoda-nig gekozen, dat enkele rechte po-sitielijnen van het uitgestraalde ra-diopatroon samenvallen met de as-sen van de Euro- en de Maasgeul.
D i t is van belang voor de navigatie met diepstekende mammoettan-kers, die'op hun route van en naar Europoort gebruikmaken van de gebaggerde geulen.
In 1974 zijn de beide havenlichten in de koppen van de nieuwe haven-dammen geplaatst. Ze werden over het water aangevoerd en op een steenfundering afgezonken in tien meter diep water. De havenlichten zijn 35 meter hoog. Z i j werden op een unieke wijze gefundeerd in een caisson, dat in het lichaam van de havendammen werd opgeno-men. Op de hoge, geblokte torens van de havenlichten is een platform voor helikopters gebouwd. Zowel onderhoudsploegen als de olie voor de dieselagregaten worden via de lucht aangevoerd. De havenlichten hebben vijf miljoen gulden per stuk gekost.
Er komen bovendien nog door-gangslichten bij en een operatie-centrum voor de haven. Op onge-veer vijftien kilometer uit de kust wil men in de toekomst een radar-eiland inrichten. Een o f meer hy-dro-meteo meetstations in zee zul-len de nautische uitrusting afron-den. Zij zullen gegevens over wa-terstanden, golven en stroom ver-zamelen, waaruit aan de kust een soort vaaradvies voor grote schepen zal worden samengesteld.
A A N P A S S I N G S W E R K E N
De aanleg van een haventoegang buiten de kustlijn maakt een aan-tal aanpassingen elders noodzake-lijk. Deels zullen deze aanpassin-gen tijdelijk zijn, deels blijvend. Tijdens de v/inning van zand in het Brielse Gat bijvoorbeeld, moes-ten maatregelen worden getroffen om de vegetatie op Voorne te be-schermen tegen een afwijkend zoutgehalte en tegen het wegvallen van het getij. Men moest hier even-eens zorgen voor een goede beheer-sing van het waterpeil, terwijl op de Rotterdamse Waterweg het zoutgehalte zorgen baarde. Er wer-den maatregelen getroffen die daar de verzilting moesten tegen-gaan, zoals de ophoging van een bepaald gedeelte van de Nieuwe Maas.
Eveneens moesten enkele obsta-kels in de Waterweg worden opge-ruimd om een veilige vaart moge-lijk te maken. T o t die obstakels behoorde het 800 meter lange zee-einde van het Noorderhoofd, dat in de oude situatie zo'n tachtig me ter in de Waterweg stak.
De bouw van de havenmond in zee is tevens van invloed op de kust. Het stond bij de werken in Hoek van Holland vrijwel vast, dat zich aan de noordzijde van de haven-mond een flinke aanwas zou voor-doen. Het tracé van de dam aan de zuidzijde werd van meet af aan af-gestemd op de verwachte, toekom-stige kustboog. De grote hoeveel-heden overtollig zand, die bij de werken vrijkwamen werden opge-spoten op het strand van Hoek van JHolland. Daarmee kon een
strand-plan worden verwezenlijkt, dat door de gemeente Rotterdam ver-der w o r d t verzorgd.
II
The new harbour mouth for Rotterdam
Giant crane on the quarter-deck of the dumping vessel.
Block dumping vessel Libra
For some years now 'Rijkswaterstaat' (the Government Public Works
Department in the Netherlands) has been engaged on the large-scale improvement of the Rotterdam harbour mouth near the Hook of Holland, the main reason being the need to make the Rotterdam harbour complex accessible to large deepdraft tankers. The Europoort area had, of course, been accessible to tankers of up to 100,000 dwt since 1961, but owing to the advent of still larger vessels Rotterdam was compelled to enlarge its harbour mouth even further.
Consequently, in 1967 it was decided that, as a first step, the existing Europoort access channel should be deepened and lengthened.
As a result o f the successful realisation o f this project, fully-laden tankers o f more than 250,000 dwt and 65 f t . draft were able t o enter the Europoort as f r o m 1 Juni 1971 and, since the beginning of 1975_, ships o f 68 f t . draft have been admitted. Work on the channel, however, set in motion a whole series o f other developments. As approaching supertankers require a long stretch o f calm water in which t o slow down and come t o a halt i t was also decided to build a large new harbour m o u t h , which would have t o provide access t o both the Rotterdam Waterway and the Europoort area.
Among the works involved in the decision were the building o f a new north mole as an extension o f the existing north pier and the construction along a new line of a south mole, linked to a south shore embankment. In this way a large outer harbour has been created, w i t h i n which separate entrances have been provided to the Waterway and the Europoort area by means o f a midstream mole.
The new south mole and the south shore embankment have shut o f f f r o m the sea a shallow off-shore sand-bank called the 'Maasvlakte'. In the stretch of water embraced by these moles i t has proved possible t o reclaim a large area o f land for industrial purposes. This work is still in progress and is being carried out by the City o f Rotterdam. By 1975 about 1,400 hectares had been reclaim-ed. The remaining 200 hectares will be reclaimed in the next few years. The new land is t o be used for industrial sites and for storage and transhipment facilities.
The entire harbour mouth development at the Hook of Holland can be broken down into the following projects:
. the construction of a 3 km long north mole and alteration in the shape of the original north pier;
. the building of the south mole and south shore embankment, with a total length of 12 km, surrounding the 'Maasvlakte';
. the pumping of 150 million cubic metres of sand onto the area contained within the south mole, thus effectively enlarging the Rotterdam harbour area by approx. 1,600 ha;
. the building of a midstream mole separating the Rotterdam Waterway from the Europoort entrance;
. the construction of a new, permanent entrance to the Europoort area and the closing of the temporary entrance, except for a small gap left for service traffic;
. the dredging of a fairway out at sea, approx. 12 km long, 4 0 0 - 6 0 0 metres wide and 24.5 metres deep. At its seaward end this channel has a 1,200 metre wide approach route which is also 24.5 metres or more deep;
. the installation of modern navigational equipment to mark the harbour mouth and the fairway and to guide shipping both day and night, and in poor visibility;
. the execution of both permanent and temporary secondary works designed, for example, to prevent salinification and to stabilise and extend the beach near the Hook of Holland.
Hydraulic research
Before construction w o r k could begin on these projects an enormous body o f information was collected by means of extensive studies and investigations in order t o ascertain the o p t i m u m design and type o f construction f o r the whole development. One of the most important questions tackled during the pre-paratory stage was how and in what way the harbour moles should be b u i l t , what would be the most suitable materials and what equipment could be employed. T o answer this question the off-shore seabed was examined, water-depths and currents were measured and sand transport and wave behaviour were studied. Data f o r the compilation o f depth charts was collected by sound-ing vessels equipped w i t h echo-sounders and radio position-fixsound-ing devices. Wave heights and periods were also measured, using gauges and sounding buoys locat-located o u t at sea; the latter were f i t t e d w i t h small transmitters, which sent the data back t o a receiving station on shore.
The data collected enabled a number o f possible locations and types o f con-struction for the moles t o be tested in the hydraulic laboratories at Delft and Voorst. One of the most important features o f this research was an analysis of the current pattern in and around the harbour mouth and the resistance o f the moles t o waves and currents.
The siting of the moles
The new Hook o f Holland harbour mouth forms the entrance both to the Rotterdam Waterway (carrying shipping t o and f r o m the Hook o f Holland, Maassluis, Vlaardingen, Schiedam, Rotterdam and Dordrecht) and t o the Euro-poort and Maasvlakte complex. The sites o f the moles were chosen so as to avoid the creation of awkward cross currents for shipping. This was a require-ment which had to be met by the design o f the south mole in particular. The latter consists o f a sand mole 4 km long and a curved stone mole 4.5 km long, and connects up w i t h the south shore embankment along the south side o f the outer harbour. This embankment, which is 2.5 km long, was constructed o f sand wi-th a covering of gravel.
In this way a large outer harbour, 850 metres wide and 24.5 metres deep, was formed between the south shore embankment and the north mole, in which f o u r large ships can pass w i t h o u t having t o make troublesome course adjust-ments. The distance the harbour moles extend o u t to sea was mainly determin-ed by the distance requirdetermin-ed by large tankers f o r slowing down and stopping. Vessels of this type approach the harbour mouth at a speed o f 8 t o 10 knots. Once inside the harbour mouth they reduce speed and are then assisted by tugs.
The construction of the moles
The southernmost part o f the south mole, which rest on a gently sloping sub-aqueous base, is built entirely o f sand. The reasons f o r this were both technical and economic; at that point the water was t o o shallow t o permit the specially designed craft t o lay down a mole o f stone construction. Moreover, sand is cheap building material.
The stone section o f the south mole was b u i l t on a permeable base consisting of t w o layers o f gravel topped w i t h two layers of rubble. On top o f this was built the mole proper, using heavier rubble and small and large concrete blocks weighing up to 43 tons. More stone was then discharged along the sides o f the mole t o f o r m the berms while the heads o f the moles were tapped by 50 ton
stock of stones and blocks of concrete Block after block plunges into the water Survey of the port entrance
13
concrete blocks. In view o f the anticipated deepening o f the sea b o t t o m the whole of the south mole was built in a t r e n c h ; at high tide especially, waves could wash over the top o f it. For this reason a stretch of water was retained behind the mole t o act as a stilling area for such waves, while behind this a sandy beach was formed and a sand dike was b u i l t up t o keep the waves out o f the harbour area.
A l o n g the south side o f the outer harbour a link has been constructed f r o m the sand dike to the south shore embankment.
The stone mole did not need to be higher than was necessary for the purposes o f navigation, guiding the current and reducing the waves. The top o f the dam is therefore only 2 metres above NAP (mean high-water level at Amsterdam)
and has a w i d t h o f about 8 metres. , , The north mole was built in 18 metres o f water. A f t e r the level o f the sea b o t t o m
had been raised by laying a foundation o f sea-gravel and coarse sand, the con-struction o f the north mole proceeded in the same way as that o f the south mole.
Enormous quantities o f material were required for the construction o f these moles, including 6.5 million tons o f fine gravel, 1.5 million tons o f coarse gravel, 80 million cubic metres o f sand, 5.5 million tons o f rubble, 60,000 large concrete blocks and 70,000 small concrete blocks.
Sources of supplies of building materials and the employment of equipment
The first, sand section of the south mole was finished in November 1969. By then a total o f 32 million cubic metres o f sand had been moved f o r use in its construction. The w o r k was done by t w o large suction dredgers each w i t h a weekly capacity o f 125,000 cubic metres; the sand was taken f r o m the Brielsche Gat, which had been dammed for the purpose. The fine gravel f o r the moles, the stabilisation o f the b o t t o m o f the Rotterdam Waterway and the covering o f the south shore embankment was obtained o f f the coast of England, using large trailing suction hopper dredgers. The stone was brought by rail f r o m Belgium and by ship f r o m Sweden.
The stone was stored on a 90—ha. w o r k area in the Europoort and transported f r o m there t o the building site by dumper craft chartered by Rijkswaterstaat and put at the disposal o f the contractors.
For the production o f the enormous concrete blocks required for the con-struction o f the moles a million cubic metres of concrete mortar had to be produced over a period o f about 5 years. A special factory was erected on the w o r k area. Requiring a very small staff t o operate it, because o f the high degree of automation, it had a capacity o f 130 cubic metres o f concrete per hour. Specially designed block-laying ships with a large crane on the after-deck were also chartered by Rijkswaterstaat for use by the contractors in transporting the blocks t o their allotted place in the mole under construction.
T o ensure that the various parts o f the moles were brought t o precisely the right place, use was made dunng building operations o f radio position-fixing systems (Hi-Fix, Cubic A u t o Tape and lasers).
Research into navigational requirements and sensual perception
Large quantities of sand were needed for IVlaasvlakte
Giant tanker at wharf in Europoort Refinery near IVlaasvlakte
The harbour mouth was extended 5 km o u t t o sea in order t o provide super-tankers with a sufficient distance in which t o slow down and stop. IVluch navigational research had t o be done before the distance required could be determined. The research was carried o u t in the Netherlands Ship Model Basin at Wageningen.
A similar investigation was needed to determine the keel clearance required for supertankers, since i t was this clearance that dictated the depth required f o r the entrance channel, the approach and the harbour m o u t h . The shape and course o f the fairways, entrances and bends were also the subject o f detailed research carried o u t at the test basin.
Another kind o f study concerned the future w i d t h o f the fairways, taking into account, amongst other things, the navigation aids available. The investigation involved taking measurements, both in the laboratory (using, f o r example, a navigation simulatro) and at sea, where this was done, inter alia, by monitor vessels and on board supertankers. One important f i n d i n g was that if good navigation aids — such as radio positionfixing, radar and hydrographic i n f o r m -ation — are available, the size o f the channel could be considerably reduced. Consequently, the construction o f a temporary line o f lights w i t h clusters o f bright lights and modification o f the Hook o f Holland radar system (both carried o u t in 1968) enabled the width o f the Maas channel t o be cut down f r o m 5 0 0 - 1 , 0 0 0 metres t o 4 0 0 - 6 0 0 metres.
Even w i t h a temporary radio position-fixing system i t was possible to reduce the w i d t h of the approach route f r o m one sea mile to 2/3 sea mile; w i t h the permanent position-fixing system a reduction t o 1/3 sea mile is in theory not impossible. A t the same time an efficient hydrographic reporting system should theoretically permit a reduction in the channel depth requirements.
The Netheriands Ship Model Basin and the Institute f o r Perception also examin-ed the best type o f design f o r the harbour mouth f r o m a seaman's point o f view, both by day and night and in poor visibility.
The presentation on board ship o f information f r o m on-shore radar and radio position-fixing systems was also covered by the investigation.
Dredging the channel
Since the end o f 1969 fully-laden ships w i t h a 62 f t . draft have been able to use the entry channel t o the harbour mouth at the Hook o f Holland. Since 1 June 1971 this channel has been able t o take ships with a 65 f t . draft, and now it has been deepened even further.
As already stated, the channel had t o be dredged to ensure that Rotterdam was accessible to ships of increasing size. In the course o f the w o r k on the channel and approach route, which has been going on since 1967, 75 million cubic metres o f material has been dredged up and six wrecks and the remains o f three other wrecks have been removed. In 1968 and 1969 the edges o f the fairway were stabilised w i t h 1,700,000 tons o f sea-gravel t o reduce somewhat the amount of dredging w o r k necessary.
Dredging the 12-km long channel and the approach route was no easy task. They are situated in or near the busiest shipping lanes in the world, where there are more than 70,000 shipping movements a year. So that this traffic should not be obstructed, only two trailing suction hopper dredgers were used for the work; these, however, were among the largest in the world. One of them, the 'Prins der Nederlanden' is capable of pumping up 6,000 cubic metres of sand in no more than an hour and dumping it at sea five to ten minutes later. With these vessels, construction of the channel made rapid progress. It was already navigable for ships of 57 ft. draft in 1968, soon after dredging had started.
For the rest, dredging operations have continued steadily throughout the years, as indeed they must i f only t o keep the depth o f the channel constant. In the approach route i t was mainly the upper part o f the mega ripples on the sea b o t t o m — under-water sand-dune crests 3—6 metres high — that had to be removed.
Rijkswaterstaat and the City o f Rotterdam are now studying the possibility o f making the Europoort accessible t o ships w i t h a 72 f t . draft.
15
The permanent entrance and the midstream mole
A midstream mole was built in the new harbour mouth t o provide the Rotterdam Waterway and the Europoort area w i t h separate entrances. This mole also served the purpose o f closing the temporary entrance t o the Europoort and the Maasvlakte area. The construction o f the permanent entrance, the closing o f the temporary entrance and the building o f the midstream mole were closely connected f r o m the point o f view o f hydraulic, navigational and technical factors. As a result it was not until October 1973 t h a t it became possible t o excavate the permanent entrance t o a depth o f more than 5 metres. In the light of the interdependence o f the various factors there was no justification for allowing the temporary and permanent entrances t o remain in existence side by side.
The execution of this complex project was begun in 1969. By 1971 work had been completed, apart from the finishing touches. The original schedule had to be considerably speeded up owing to the advent of ships of 65 ft. draft and for safety reasons, the completion date being brought forward from the end of 1972 to mid-1971. As this was also one of the most difficult parts of the whole harbour mouth scheme, work went on without a break round the clock 7 days a week. At one time 3 suction dredgers, 4 trailing suction dredgers, 1 cutter suction dredger, 1 dipper dredger, 1 multi-bucket dredger and 4 dump barges were engaged in carrying out this portion of the work, not to mention a large floating derrick which stood by to clear any wrecks uncovered during the dredging work.
Originally the midstream mole was t o have been fairly wide. Subsequent research showed, however, that it would have t o be extremely narrow. Construction of the permanent entrance necessitated the almost complete removal o f the former south pier and the excavation by dredging o f some 50 million cubic metres o f material.
Navigational equipment
It goes w i t h o u t saying that the value of a new harbour entrance depends on its possessing modern navigational equipment. Up t o 1968 the navigational equipment at the harbour mouth at the Hook o f Holland consisted o f an ap-proach buoy (Maas b u o y ) , the line o f lights for the mouth o f the Rotterdam Waterway and the auxiliary line o f lights f o r the temporary entrance to the Europoort. Shipping could also take its bearings f r o m the coast light, the North Pier light, a number o f buoys and, in poor visibility, the harbour radar. In the new situation the harbour mouth is marked by a main line o f lights, which are white (first installed on a temporary basis in March 1969) and two secondary lines o f light - one green, marking the permanent entrance to the Europoort and the Maasvlakte, and the other red, marking the entrance to the Rotterdam Waterway. The lighthouses, which are fairly well spaced o u t and differ considerably in height, are constructed o f prefabricated concrete elements.
With the widening o f the fairway o u t at sea the harbour radar installation at the Hook o f Holland was modified on 1 July 1968 t o suit the new conditions by the commissioning o f a new radar system w i t h greater selectivity. The Pilotage Service repositioned the buoys and put down a new line o f buoys (Eurobuoys) to mark the approach route to the fairway.
The Verstelle chain was employed f o r t w o years prior to the installation o f a permanent radio position-fixing system and served as a means o f studying the alternative possibilities. The permanent system was brought into use in July
South-West and w i t h the Frisian islands chain in the N o r t h . These three chains, which are all based on the same system, together provide a radio position-f i x i n g system position-f o r the whole o position-f the southern part o position-f the North Sea. New sea charts were published f o r the North Sea and the entrance t o the Europoort at the same time as the Holland chain was put into operation. The charts show the transmitted radio pattern o f the Holland chain. This chain comprises trans-mitters in Gilze-Rijen, Heiloo and Sas van Ghent, and a control centre in the Hook of Holland. The sites o f the transmitters have been só chosen that a number of straight bearing lines o f the transmitted radio pattern coincide w i t h the axes of the Europoort and Maas channels. This is important f o r deep-draft supertankers making use o f the channels on their way t o and f r o m the Euro-p o o r t .
The t w o harbour lights were erected at the heads o f the new harbour moles in 1974 and cost five million guilders each. They were brought by sea and lower-ed onto a stone foundation in ten feet o f water. They are 35 metres high. They were each bedded in a unique manner into a foundation caisson, which was then incorporated into the harbour moles. On t o p o f the tall, chequered harbour light towers a helicopter platform has been built. Maintenance teams and oil for the diesel units are brought by air.
Moreover, " t r a f f i c " lights are t o be erected and there will be a harbour oper-ations centre. A radar island is also to be built about fifteen kilometres o f f the c o a s t a t s o m e t i m e i n the future. One or more hydrographic monitoring stations o u t at sea will complete the navigational equipment. The stations will collect data on water-levels, waves and currents; navigation recommendations will be prepared on shore f r o m this data for the larger ships.
Adaptation worl<
The construction o f a harbour entrance beyond the coastline necessitates a number o f adjustments elsewhere, some temporary and others permanent. When, for example, sand was being extracted f r o m the Brielsche Gat something had to be done to protect vegetation on this Island o f Voorne f r o m the effects o f a change in salinity and the disappearance o f tidal movements. The water-level o f this district had to be watched and the salt content o f the Rotterdam Waterway was also giving cause f o r concern. Antisalinisation measures, includ-ing the raisinclud-ing of part o f the bed o f the Nieuwe Maas, had to be taken.
Further, a number o f obstacles in the Rotterdam Waterway had to be removed to facilitate safe navigation. Among these was the 800-m. long seaward end o f the north pier, which formerly jutted out about eighty metres into the Water-way.
The construction o f the harbour mouth at sea also affects the configuration o f the coast. It was virtually certain before w o r k at the Hook of Holland began that there would be considerable accretion o f land along the coast to the north o f the harbour m o u t h . From the outset the line o f the south mole was based on the curved shape the coastline was expected to assume in the future. The large quantities of surplus sand arising during the execution o f the w o r k were pumped onto the beach at the Hook o f Holland, thus making it possible to realise a beach development plan, the further implementation o f which is in the hands o f the City of Rotterdam.
march 1976
