Zomaar even wat zand in zee gooien, in de hoop dat de kust er steviger van wordt? Vergeet het maar. Het zand blijkt het natuurlijke ritme van de zeebodem soms een heel andere maatsoort op te dringen . met ongewenste zandbanken en gevaarlijke muien als resultaat.
De proefschrifttitel van ir. Mark Klein zou de nieuwste hype in hippe strandtenten kunnen zijn: Modelling rhythmic morphology in the surf zone. Maar hier gaat het om een heel ander ritme. Een ritme dat zich verder op zee afspeelt, in de evolutie van zandbanken voor de Nederlandse kust.
Om de zwakke plekken in onze kustlijn te beschermen tegen erosie, deponeren we er ieder jaar weer miljoenen kubieke meters zand. Dat kan op het strand zelf, maar Rijkswaterstaat doet het liever onder water. Bij zulke ‘vooroeversuppleties’ stort ze het zand vlak achter de tweede rij brekerbanken. Dit zijn golfbrekende zandbanken die parallel aan de kust liggen. Daar kunnen baggerschepen nog net komen, en dat scheelt flink in de kosten. De natuur doet de rest, want natuurlijke processen zouden het zand vanzelf richting kust transporteren en verdelen over het bestaande bankensysteem.
Zouden, want uit waarnemingen blijkt dat het zand zich soms helemaal niet richting kust verplaatst. Soms blijft het grotendeels liggen en begint het een nieuwe zandbank te vormen. En dat kan enorme gevolgen hebben voor het bankenpatroon dichter bij de kust, waar het door zo’n verandering zelfs gevaarlijk voor zwemmers kan worden.
Egmond aan Zee had zo’n gevalletje van ongehoorzaam zand. In 1999 voerde Rijkswaterstaat er een vooroeversuppletie uit, over een lengte van twee kilometer. In plaats van de gebruikelijke een a’ twee jaar, hoefde ze bijna vijf jaar lang niet meer in te grijpen doordat een nieuwe zandbank was geboren. De brekerbanken die het dichtst bij de kust lagen, reageerden heftig op hun nieuwe broeder verder op zee, en namen een totaal nieuw patroon aan. Ter hoogte van de kop en staart van de nieuwe bank ontstonden bovendien diepe muien met hoge stroomsnelheden.
Vlindereffect
De grote uitdaging voor Klein was om te bewijzen dat die veranderingen bij het strand het gevolg waren van de suppletie, en niet van natuurlijke processen. Zijn hypothese was dat dit te maken had met de lengte waarover de suppletie was uitgevoerd. De twee kilometer was namelijk vrijwel gelijk aan de eigen lengte van het bestaande bankenpatroon voor Egmond: de afwisselingen tussen hoogtes en laagtes (muien) op de brekerbanken.
Om het bewijs te leveren voerde Klein een lange reeks computersimulaties uit. Als hij de natuurlijke processen kon ‘aftrekken’ van de totale veranderingen, zou het effect van de suppletie overblijven. In zijn numeriek model simuleerde hij daarom meer gevallen: één van beide takken volgens de natuurlijke situatie zonder ingreep, en de andere met diverse scenario’s van een vooroeversuppletie. De simulaties lieten precies zien wat ook in Egmond was gebeurd: de lengte waarover de suppletie werd uitgevoerd, had een enorme invloed op het uiteindelijke bankenpatroon. Klein beschrijft de resultaten deze maand in het vooraanstaande vakblad Journal of Geophysical Research.
Maar hoe zit dat dan met het bekende vlindereffect, dat een vlinder in India een storm in Texas kan veroorzaken? Je zou verwachten dat kustmorfologische processen net zo chaotisch van aard zijn als het weer. In zo’n geval kun je onmogelijk twee simulaties vergelijken, ook al beginnen ze op hetzelfde punt. Volgens Klein valt dat chaotische karakter reuze mee. “Zeker, kusten zonder brekerbanken zijn enorm gevoelig voor kleine verstoringen, maar onze kust heeft twee rijen met zandbanken, en die dempen de gevoeligheid. Bovendien kijken wij vooral naar algemene parameters van het patroon, zoals lengteschalen en bodemvormen, en die blijven nagenoeg hetzelfde.”
Dus Rijkswaterstaat kan binnenkort een automatisch systeem tegemoet zien dat de optimale plaats en hoeveelheid voor hun suppleties voorspelt? Klein: “Poeh, daar vraag je me wat. Het is waar je uiteindelijk naar toe wilt, maar er is nog veel voor nodig voordat het zover is. De vorming van bankpatronen kan bijvoorbeeld ook sterk afhangen van de stromingstoestand. De tijdschaal waarop bodempatronen zich op zandbanken vormen is enkele weken, dus na een flinke noordwestenwind kan het resultaat alweer totaal anders zijn. Een flinke slag naar de praktijk is dus nog wel nodig.”
Ritmische zandbanken bij de westkust van Australië. (Foto: Bilderberg/Hollandse Hoogte)
De proefschrifttitel van ir. Mark Klein zou de nieuwste hype in hippe strandtenten kunnen zijn: Modelling rhythmic morphology in the surf zone. Maar hier gaat het om een heel ander ritme. Een ritme dat zich verder op zee afspeelt, in de evolutie van zandbanken voor de Nederlandse kust.
Om de zwakke plekken in onze kustlijn te beschermen tegen erosie, deponeren we er ieder jaar weer miljoenen kubieke meters zand. Dat kan op het strand zelf, maar Rijkswaterstaat doet het liever onder water. Bij zulke ‘vooroeversuppleties’ stort ze het zand vlak achter de tweede rij brekerbanken. Dit zijn golfbrekende zandbanken die parallel aan de kust liggen. Daar kunnen baggerschepen nog net komen, en dat scheelt flink in de kosten. De natuur doet de rest, want natuurlijke processen zouden het zand vanzelf richting kust transporteren en verdelen over het bestaande bankensysteem.
Zouden, want uit waarnemingen blijkt dat het zand zich soms helemaal niet richting kust verplaatst. Soms blijft het grotendeels liggen en begint het een nieuwe zandbank te vormen. En dat kan enorme gevolgen hebben voor het bankenpatroon dichter bij de kust, waar het door zo’n verandering zelfs gevaarlijk voor zwemmers kan worden.
Egmond aan Zee had zo’n gevalletje van ongehoorzaam zand. In 1999 voerde Rijkswaterstaat er een vooroeversuppletie uit, over een lengte van twee kilometer. In plaats van de gebruikelijke een a’ twee jaar, hoefde ze bijna vijf jaar lang niet meer in te grijpen doordat een nieuwe zandbank was geboren. De brekerbanken die het dichtst bij de kust lagen, reageerden heftig op hun nieuwe broeder verder op zee, en namen een totaal nieuw patroon aan. Ter hoogte van de kop en staart van de nieuwe bank ontstonden bovendien diepe muien met hoge stroomsnelheden.
Vlindereffect
De grote uitdaging voor Klein was om te bewijzen dat die veranderingen bij het strand het gevolg waren van de suppletie, en niet van natuurlijke processen. Zijn hypothese was dat dit te maken had met de lengte waarover de suppletie was uitgevoerd. De twee kilometer was namelijk vrijwel gelijk aan de eigen lengte van het bestaande bankenpatroon voor Egmond: de afwisselingen tussen hoogtes en laagtes (muien) op de brekerbanken.
Om het bewijs te leveren voerde Klein een lange reeks computersimulaties uit. Als hij de natuurlijke processen kon ‘aftrekken’ van de totale veranderingen, zou het effect van de suppletie overblijven. In zijn numeriek model simuleerde hij daarom meer gevallen: één van beide takken volgens de natuurlijke situatie zonder ingreep, en de andere met diverse scenario’s van een vooroeversuppletie. De simulaties lieten precies zien wat ook in Egmond was gebeurd: de lengte waarover de suppletie werd uitgevoerd, had een enorme invloed op het uiteindelijke bankenpatroon. Klein beschrijft de resultaten deze maand in het vooraanstaande vakblad Journal of Geophysical Research.
Maar hoe zit dat dan met het bekende vlindereffect, dat een vlinder in India een storm in Texas kan veroorzaken? Je zou verwachten dat kustmorfologische processen net zo chaotisch van aard zijn als het weer. In zo’n geval kun je onmogelijk twee simulaties vergelijken, ook al beginnen ze op hetzelfde punt. Volgens Klein valt dat chaotische karakter reuze mee. “Zeker, kusten zonder brekerbanken zijn enorm gevoelig voor kleine verstoringen, maar onze kust heeft twee rijen met zandbanken, en die dempen de gevoeligheid. Bovendien kijken wij vooral naar algemene parameters van het patroon, zoals lengteschalen en bodemvormen, en die blijven nagenoeg hetzelfde.”
Dus Rijkswaterstaat kan binnenkort een automatisch systeem tegemoet zien dat de optimale plaats en hoeveelheid voor hun suppleties voorspelt? Klein: “Poeh, daar vraag je me wat. Het is waar je uiteindelijk naar toe wilt, maar er is nog veel voor nodig voordat het zover is. De vorming van bankpatronen kan bijvoorbeeld ook sterk afhangen van de stromingstoestand. De tijdschaal waarop bodempatronen zich op zandbanken vormen is enkele weken, dus na een flinke noordwestenwind kan het resultaat alweer totaal anders zijn. Een flinke slag naar de praktijk is dus nog wel nodig.”
Ritmische zandbanken bij de westkust van Australië. (Foto: Bilderberg/Hollandse Hoogte)
Comments are closed.