Kustverdediging na 1990 (Kustnota 1990): Technisch rapport 14: Onderwateroeversuppleties

technisch rapport 14

onderwateroeversuppleties

kustverdediging

na 1990

onderwateroeversuppleties

een alternatieve kustverdedigingsmethode?

Technisch Rapport 14

H 825 april 1989

J.A. Roelvink

INHOUD

b l z .

SAMENVATTING 7 1. INLEIDING 11 1.1 S t u d i e k a d e r en opdracht 11

1.2 Doel en aanpak van de s t u d i e 11

2. MODELBESCHRIJVING 13 2.1 B e s c h r i j v i n g systeem.,,,,.,,,., 13 2.2 S c h e m a t i s a t i e 14 2.3 M o r f o l o g i s c h p r o f i e l m o d e l 15 3. TOETSING MODEL 19 3.1 I n l e i d i n g 19 3.2 Autonome o n t w i k k e l i n g 19 4. SIMULATIES ONDERWATEROEVERSUPPLETIES 33 4.1 I n l e i d i n g 33 4.2 E f f e c t p l a a t s 33 4.3 E f f e c t g r o o t t e 38 4.4 E f f e c t g e l i j k t i j d i g e w i n n i n g 39 4.5 E f f e c t z e e s p i e g e l s t i j g i n g 4 l 4.6 E f f e c t l o c a t i e 42 5. INTERPRETATIE SIMULATIERESULTATEN 45 6. SCHATTING LANGSTRANSPORTEFFECTEN 49 6.1 S u p p l e t i e s i n de a k t i e v e zone 49 6.2 S u p p l e t i e s b u i t e n de a k t i e v e zone 52 7. LEVENSDUUR SUPPLETIES 59 8. NAUWKEURIGHEID ' 63 9. CONCLUSIES 65 10. AANBEVELINGEN 67 LITERATUUR

LIJST VAN FIGUREN FIGUREN

KADER VAN DIT RAPPORT

D i t r a p p o r t i s een o n d e r d e e l van de s t u d i e d i e rond de d i s c u s s i e n o t a " K u s t v e r d e d i g i n g na 1 9 9 0 " i s u i t g e v o e r d . Deze s t u d i e h e e f t i n 1988 en

1989 p l a a t s g e v o n d e n . H i e r i n wordt een a a n t a l a l t e r n a t i e v e m o g e l i j k -heden t e n aanzien van k u s t v e r d e d i g i n g s b e l e i d o n d e r z o c h t en worden deze m o g e l i j k h e d e n naast e l k a a r g e p r e s e n t e e r d .

De b e l e i d s a n a l y t i s c h e s t u d i e v e r e i s t k e n n i s over een g r o o t a a n t a l , soms n o g a l u i t e e n l o p e n d e aspekten van k u s t v e r d e d i g i n g ( s b e l e i d ) : k u s t -g e d r a -g , v e i l i -g h e i d van de d u i n e n k u s t , v o o r s p e l l i n -g van k u s t -g e d r a -g , - ge-b r u i k s f u n k t i e s i n h e t d u i n g e ge-b i e d en hoe deze t e ge-b e o o r d e l e n , welke m a a t r e g e l e n z i j n z i n v o l , e t c . A l deze onderwerpen z i j n i n onder-bouwende s t u d i e s aan de orde gekomen en g e r a p p o r t e e r d i n Technische Rapporten.

Het o n d e r h a v i g e r a p p o r t bevat de t e c h n i s c h e onderbouwing van een van de a s p e k t e n van de b e l e i d s a n a l y t i s c h e s t u d i e .

I n o n d e r s t a a n d o v e r z i c h t i s een opsomming gegeven van a l l e Technische Rapporten d i e i n d i t kader z i j n verschenen.

TR- •0 O v e r z i c h t t e c h n i s c h e onderbouwing d i s c u s s i e n o t a K u s t v e r d e d i g i n , s a m e n v a t t i n g en c o n c l u s i e s van de u i t g e v o e r d e p r o j e c t e n . TR- •1 Zandsysteem k u s t een m o r f o l o g i s c h e k a r a k t e r i s e r i n g . TR- •2 Toestand k u s t 1990 k u s t t y p e r i n g en k u s t l i g g i n g . TR-•3 Kustonderhoud k o s t e n van basisonderhoud. TR- •4 I n v e n t a r i s a t i e d u i n f u n c t i e s . TR-•5 K u s t v o e r s p e l l i n g v o o r s p e l l i n g o n t w i k k e l i n g k u s t l i j n 1990-2090. TR- •6 Z e e s p i e g e l r i j z i n g hydro-meteo s c e n a r i o ' s TR- •7 Duinen a l s w a t e r k e r i n g i n v l o e d van k u s t g e d r a g op v e i l i g h e i d . TR-•8 D u i n f u n c t i e s i n v l o e d van k u s t g e d r a g TR- •9 I n v e n t a r i s a t i e f u n c t i e s onderwateroever i n t e r a c t i e met k u s t v e r d e d i g i n g . TR- •10 Zeezandwinning i n v l o e d op k u s t g e d r a g ; een v e r k e n n i n g . TR- •11 S t r a n d - en d u i n s u p p l e t i e s e f f e c t i v i t e i t en kosten TR- •12 Strandhoofden en p a a l r i j e n e v a l u a t i e w e r k i n g . TR- •13 Grote c i v i e l e werken i n v l o e d op k u s t g e d r a g . TR- •14 O n d e r w a t e r o e v e r s u p p l e t i e s een a l t e r n a t i e v e k u s t v e r d e d i g i n g s m e t h o d e . TR- •15 M o n i t o r i n g kustgedrag h u i d i g e s i t u a t i e en toekomstbeeld TR- 16 Harde k u s t v e r d e d i g i n g z e e d i j k e n , havengebieden en strandmuren a l s w a t e r k e r i n g . TR- 17 S y s t e e m a n a l y t i s c h model b e s c h r i j v i n g computermodel.

TR-20 Zeewaartse k u s t v e r d e d i g i n g

een g l o b a l e u i t w e r k i n g van enkele m o g e l i j k h e d e n .

De onderbouwende s t u d i e s b e s t r i j k e n h e t brede s c a l a van onderwerpen dat met de b e l e i d s a n a l y t i s c h e s t u d i e van de k u s t v e r d e d i g i n g samen-hangt. De r e l a t i e met deze s t u d i e komt t o t u i t d r u k k i n g door b i j de v e r s c h i l l e n d e stappen aan t e geven waar deze door een t e c h n i s c h rap-p o r t ondersteund worden. D i t i s i n onderstaand schema aangegeven.

D o e l s t e l l i n g s t u d i e B e s c h r i j v i n g u i t g a n g s s i t u a t i e TR-1, h , TR-2, TR-3, 15, TR-16 B e s c h r i j v i n g u i t g a n g s s i t u a t i e TR-1, h , TR-2, TR-3, 15, TR-16 B e s c h r i j v i n g o n t w i k k e l i n g e n TR- 5 , TR- 6 B e s c h r i j v i n g o n t w i k k e l i n g e n A n a l y s e v a n h e t p r o b l e e m TR-7, TR-8 A n a l y s e v a n h e t p r o b l e e m TR-7, TR-8 s c e n a r i o ' s >• _{O n t w i k k e l i n g} b e l e i d s a l t e r n a t i e v e n TR-4, TR-7, TR-8, TR-9, TR-10, T R - 1 1 , TR-12, TR-13, TR-14, TR-16, TR-19, TR-20 O n t w i k k e l i n g b e l e i d s a l t e r n a t i e v e n TR-4, TR-7, TR-8, TR-9, TR-10, T R - 1 1 , TR-12, TR-13, TR-14, TR-16, TR-19, TR-20 V e r g e l i j k i n g v a n b e l e i d s a l t e r n a t i e v e n TR-17, TR-18, TR-20 V e r g e l i j k i n g v a n b e l e i d s a l t e r n a t i e v e n TR-17, TR-18, TR-20 C o n c l u s i e s

SAMENV ATTI NG Inleiding

De laatste decennia heeft in Nederland een belangrijke verschuiving plaatsgevonden in de aanpak van kusterosieproblemen. Waar men vroeger gewend was met harde construct ies, zoals strandhoofden, strandmuren, dijken en duinvoetverdedigingen de problemen te bestrijden of althans

te vertragen, gaat men tegenwoordig steeds meer over tot I zachte' , flexibele verdedigingsmethoden, zoals strand- en duinsuppleties. Ener-zijds is dit te danken aan de ontwikkeling van de baggertechnologie, waardoor deze methoden haalbaar zijn geworden; anderz ijds heeft ook

een verandering van de onderhoudsfilosofie tot deze ontwikkeling

geleid.

De eerstgenoemde methoden zijn passief; ze vertragen of verplaatsen

slechts het probleem. Bij de laatste methoden wordt aktief ingegrepen

in het kustsysteem. Onderkend wordt, dat de oorzaak van de kusterosie

ligt in een geleidelijk verlies van zand uit de kustzone; dit verlies wordt gecompenseerd door een kustvak op gezette tijden aan te vullen. Deze methode is flexibel en hoeft niet tot een verlies aan waardevolle functies in het kustgebied te leiden. Door uitvoerings-technische pro-blemen is de prijs per kubieke meter echter nog aan de hoge kant. Meer

recentelijk is het begrip gegroeid, dat de onderwateroever een belang-rijke rol vervult in het kustsysteem, en dat voortgaande erosie ervan, met enige vertraging, tot kusterosie en verhoogde duinafslag kan

Ie iden. Andersom geldt ook, da teen aangroe iende onderwa teroever tot een gunstiger kustgedrag aanleiding geeft. Het is dan ook zinvol, te bezien of kunstmatige voeding van de onderwateroever door

onderwater-oeversuppleties een (gedeeltelijk) alternatief voor strandsuppleties kan inhouden.

Het is aannemelijk, da t het rendement van onderwateroeversupplet ies, uitgedrukt in zandhoeveelheden, door grotere verliezen naar dieper

water geringer zal zijn dan dat van strandsuppleties. Doordat de uit

-voering veel eenvoudiger is, is het echter goed mogelijk dat de totale onderhoudskosten bij toepassing van onderwateroeversuppleties lager

liggen dan bij strandsuppleties.

Om deze afweg ing te kunnen maken, is in deze studie de effecti vi te it van verschillenden vormen van onderwateroeversuppleties onderzocht in

termen van zandhoeveelheden; de kostenafweging valt bui ten het kader van de opdracht.

In het buitenland zijn in het verleden enige experimenten uitgevoerd met suppleties op de onderwateroever. In het algemeen vonden deze plaats op betrekkelijk diep water. De ervaringen zijn niet erg gun-stig; in deze studie is de aandacht dan ook voornamelijk gericht op suppleties in de zogenaamde 'aktieve zone', ruwweg tussen de waterlijn en de

8

m dieptelijn.

Doel van de studie

Het doel van deze studie is, te onderzoeken wat de invloed is van on-derwateroeversuppleties op het kustgedrag. Hierbij zijn de volgende

variabelen beschouwd, die gerelateerd zijn aan de wijze van uitvoe

-ring, de hydrodynamische condities en de positie langs de kust:

diepte van aanleg;

volume van de suppletie;

Het onderzoeksgebied b e p e r k t z i c h t o t de Hollandse zandige k u s t . Aanpak

Op grond van de kennis van h e t kustsysteem, ondermeer opgedaan i n h e t de onderbouwende s t u d i e k u s t v o o r s p e l l i n g (TR5) voor de Nota K u s t v e r -d e -d i g i n g , i s b e s l o t e n v o o r n a m e l i j k -de e f f e c t e n op -de o n t w i k k e l i n g van het d w a r s p r o f i e l t e beschouwen; hiermee wordt v e r o n d e r s t e l d , d a t de beschouwde s u p p l e t i e s z i c h over t e n m i n s t e enige k i l o m e t e r s u i t s t r e k -ken. Voor de analyse wordt g e b r u i k gemaakt van h e t d w a r s t r a n s p o r t m o d e l CROSTRAN, d a t i n een eerdere s t u d i e door het Waterloopkundig Labora-t o r i u m i s o n Labora-t w i k k e l d en g e v e r i f i e e r d meLabora-t behulp van D e l Labora-t a g o o Labora-t p r o e v e n . U i t deze proeven op g r o t e s c h a a l i s gebleken, d a t een a a n t a l dwars op de k u s t werkende t r a n s p o r t p r o c e s s e n r e d e l i j k kunnen worden gemodel-l e e r d . I n e e r s t e i n s t a n t i e i s i n deze s t u d i e o n d e r z o c h t , i n h o e v e r r e d i t model een b e s c h r i j v i n g kan geven van de b e l a n g r i j k e k a r a k t e r i s -t i e k e n van de au-tonome k u s -t o n -t w i k k e l i n g . Na deze -t o e -t s i n g i s aan de hand van een a a n t a l s i m u l a t i e s met h e t model h e t e f f e c t van s u p p l e c i e s a l s f u n c t i e van de bovengenoemde v a r i a b e l e n onderzocht. De r e s u l t a t e n van deze s i m u l a t i e s z i j n i n een a a n t a l gr-afieken samengevat, aan de hand waarvan s u p p l e t i e s ontworpen kunnen worden.

T o e t s i n g model

In de genoemde D e l t a g o o t p r o e v e n z i j n enige b e l a n g r i j k e d w a r s t r a n s p o r t -processen a f z o n d e r l i j k onderzocht om de wiskundige m o d e l l e r i n g e r v a n t e t o e t s e n . H i e r v o o r z i j n omstandigheden gecreëerd, w a a r b i j t e l k e n s één van de processen overheersend was. I n w e r k e l i j k h e i d t r e d e n deze processen t e g e l i j k op, en h e e f t i n p l a a t s en t i j d nu h e t ene, dan h e t andere proces de overhand. H i e r d o o r o n t s t a a t een systeem, d a t s t e r k kan f l u c t u e r e n , maar d a t over l a n g e r e t i j d gemiddeld b i j n a i n even-w i c h t i s . Om nu t e b e z i e n , o f h e t o n t even-w i k k e l d e model ook onder deze omstandigheden nog z i n n i g e u i t k o m s t e n b i e d t , i s een t o e t s i n g aan n a t u u r -l i j k e o n t w i k k e -l i n g e n u i t g e v o e r d .

Een g e d e t a i l l e e r d e i j k i n g van h e t model i s met de b e s c h i k b a r e p r o t o -type-gegevens n i e t m o g e l i j k ; wel kan worden bezien i n h o e v e r r e een a a n t a l k a r a k t e r i s t i e k e n van de autonome k u s t o n w i k k e l i n g kunnen worden weergegeven. Deze k a r a k t e r i s t i e k e n z i j n onder andere:

- v e r s c h i l l e n i n de v e r p l a a t s i n g s s n e l h e i d van de k u s t l i j n t e n gevolge van v e r s c h i l l e n i n u i t g a n g s p r o f i e l ;

- g l o b a l e p r o f i e l v o r m ;

- o p t r e d e n van een 'dynamisch e v e n w i c h t ' ; - voorkomen van b r a n d i n g s r u g g e n ;

- gedrag van brandingsruggen;

Deze k a r a k t e r i s t i e k e n b l i j k e n i n een a a n t a l g e v a l l e n r e d e l i j k t e kunnen worden g e s i m u l e e r d door h e t model, z o a l s b l i j k t u i t berekende p r o f i e l o n t w i k k e l i n g e n b i j Egmond aan Zee, D e l f l a n d en N o o r d w i j k .

S i m u l a t i e s o n d e r w a t e r o e v e r s u p p l e t i e s

De s i m u l a t i e s z i j n a l s v o l g t u i t g e v o e r d : er i s een i n s p e e l t i j d van twee j a a r gehanteerd om initiële aanpassingen van h e t p r o f i e l , d i e

te kuberen over bepaalde s t r o o k b r e e d t e n o f door de k o r t d u r e n d e f l u c -t u a -t i e s a f -t e f i l -t e r e n worden de s i g n i f i c a n -t e v e r s c h i l l e n d u i d e l i j k gemaakt.

De e f f e c t i v i t e i t van een s u p p l e t i e voor een bepaalde s t r o o k wordt i n deze s t u d i e g e d e f i n i e e r d a l s de volumetoename per m k u s t l e n g t e van d i e s t r o o k t . o . v . de autonome o n t w i k k e l i n g , u i t g e d r u k t a l s percentage van het aangebrachte volume per m k u s t l e n g t e .

Deze e f f e c t i v i t e i t b l i j k t v o o r n a m e l i j k t e worden bepaald door de aanl e g d i e p t e . I n f i g u u r 1 i s d i t verband weergegeven; aanl a n g s t r a n s p o r t e f f e c t e n z i j n h i e r b i j b u i t e n beschouwing g e l a t e n . Ook b i ] s t r a n d s u p p l e -t i e s i s de e f f e c -t i v i -t e i -t n i e -t 100^; d i -t i s i n de f i g u u r s c h e m a -t i s c h aangegeven. 100 -O - X 1 j a a r n a a a n l e g 3 j a a r n a a a n l e g 6 j a a r n a a o r i i e g a a n l e g d i e p t e ( m )

F i g u u r 1 E f f e c t i v i t e i t van s u p p l e t i e s voor zone t o t 200 m u i t de MAP-liJn a l s f u n c t i e van de a a n l e g d i e p t e

L a n g s t r a n s p o r t - e f f e c t e n

Om h e t e f f e c t van h e t verwaarlozen van h e t l a n g s t r a n s p o r t t e s c h a t t e n z i j n e n i g e p r i n c i p e - b e r e k e n i n g e n u i t g e v o e r d met een één-lijn model. H i e r u i t b l i j k t , d a t door l a n g s t r a n s p o r t een h e r v e r d e l i n g van zand l a n g s de k u s t kan o p t r e d e n ; r e l a t i e f i s h e t e f f e c t g e r i n g e r naarmate de s u p p l e t i e l a n g e r i s . BIJ s u p p l e t i e s i n de a k t i e v e zone p r o f i t e r e n aangrenzende kustvakken van v e r l i e z e n door l a n g s t r a n s p o r t i n h e t sup-p l e t i e v a k . B i j s u sup-p sup-p l e t i e s b u i t e n de a k t i e v e zone kan tombolo-vorming o p t r e d e n , hetgeen t o t a a n g r o e i l n h e t s u p p l e t i e v a k l e i d t , doch t o t e r o s i e i n de aangrenzende vakken.

C o n c l u s i e s

U i t de s i m u l a t i e s kunnen de volgende c o n c l u s i e s worden g e t r o k k e n : - hoe d i c h t e r een s u p p l e t i e b i j de k u s t wordt aangebracht, des t e

- hoe d i c h t e r een s u p p l e t i e b i j de k u s t w o r d t a a n g e b r a c h t , des t e g r o t e r i s h e t e f f e c t ;

- h e t s u p p l e t i e v o l u m e h e e f t w e i n i g i n v l o e d op de e f f e c t i v i t e i t ;

- z a n d w i n n i n g op -10 m h e e f t geen i n v l o e d op h e t s u p p l e t i e g e d r a g b i n n e n de beschouwde p e r i o d e ; de i n v l o e d op l a n g e r e t e r m i j n v a l t b u i t e n h e t kader van deze s t u d i e ;

- de e f f e c t i v i t e i t , z o a l s d i e i n deze s t u d i e i s g e d e f i n i e e r d , i s b i j v e r s n e l d e z e e s p i e g e l s t i j g i n g even g r o o t ; - de e f f e c t i v i t e i t van s u p p l e t i e s voor de s t r o o k t o t 200 m u i t de k u s t b e d r a a g t na ca. 5 j a a r ongeveer: D i e p t e t . o . v . MAP E f f e c t i v i t e i t (m) {%) 3 55 5 40 7 25 10 < 5 T a b e l 1. E f f e c t i v i t e i t van s u p p l e t i e s voor de s t r o o k t o t 200 m u i t de N A P - l i j n na ca. 5 j a a r , a l s f u n c t i e van de a a n l e g d i e p t e Algemeen kan worden geconcludeerd, d a t s u p p l e r e n i n de zone t o t ca. NAP -7 m h e t k u s t g e d r a g g u n s t i g beïnvloedt.

B i j s u p p l e t i e s i n deze zone kunnen v e r l i e z e n i n l a n g s r i c h t i n g o p t r e -den. R e l a t i e f wordt d i t e f f e c t g e r i n g e r , naarmate de s u p p l e t i e s l a n g e r z i j n .

De n e g a t i e v e c o n c l u s i e s t . a . v . s u p p l e t i e s op d i e p e r water worden bev e s t i g d door de l i t e r a t u u r o m t r e n t eerdere e r bev a r i n g e n i n h e t b u i t e n -l a n d .

De l e v e n s d u u r van een s u p p l e t i e wordt bepaald door e n e r z i j d s de g r o o t -t e en de e f f e c -t i v i -t e i -t van d i e s u p p l e -t i e , en a n d e r z i j d s door de ma-te van autonome k u s t a c h t e r u i t g a n g . Voor h e t s c h a t t e n van de l e v e n s d u u r i s een eenvoudige berekeningsmethode a f g e l e i d .

1. INLEIDING

1.1 S t u d i e k a d e r en opdracht

I n o p d r a c h t van de D i e n s t G e t i j d e w a t e r e n van de R i j k s w a t e r s t a a t i s door h e t W a t e r l o o p k u n d i g L a b o r a t o r i u m een s t u d i e u i t g e v o e r d naar de m o g e l i j k h e d e n om de k u s t o n t w i k k e l i n g met s u p p l e t i e s op de o n d e r w a t e r -oever t e beïnvloeden. Deze s t u d i e d i e n t t e r onderbouwing van de Nota K u s t v e r d e d i g i n g d i e i n 1990 voor de e e r s t e keer d e f i n i t i e f moet v e r s c h i j n e n a l s u i t v l o e i s e l van de nieuwe Wet op de W a t e r k e r i n g . D i t r a p p o r t i s a l s Nota 14 één van de t e c h n i s c h - w e t e n s c h a p p e l i j k onder-bouwende achtergronddocumenten voor de Nota K u s t v e r d e d i g i n g .

1.2 Doel en aanpak van de s t u d i e

Tegen de a c h t e r g r o n d van de t e verwachten z e e s p i e g e l s t i j g i n g en de tendens om onder andere h i e r d o o r optredende k u s t e r o s i e steeds meer met

'zachte' methoden t e b e s t r i j d e n , s t r e e f t DGW naar h e t o p t i m a l i s e r e n van d e r g e l i j k e methoden. Enkele bezwaren van de v e e l toegepaste s t r a n d s u p p l e t i e s z i j n :

- o v e r l a s t gedurende de a a n l e g ;

= s t u i f o v e r l a s t voor a c h t e r l i g g e n d e n a t u u r - o f woongebieden; - hoge e i s e n aan de z a n d k w a l i t e i t ;

- o n g u n s t i g e b e l a s t i n g e n op p i j p e n door de brandingszone;

- hoge k o s t e n om bovengenoemde bezwaren t e reduceren ( a a n l e g i n o n g u n s t i g s e i z o e n , s t u i f b e p e r k e n d e m a a t r e g e l e n , duurder zand, hoge e i s e n aan p i j p e n en v e r b i n d i n g e n ) ;

i n i t i e e l vaak een s t e r k e a c h t e r u i t g a n g , hetgeen v o o r a l p s y c h o l o -g i s c h o n -g u n s t i -g i s .

De bovengenoemde bezwaren worden opgeheven o f s t e r k v e r m i n d e r d b i j t o e p a s s i n g van s u p p l e t i e s b u i t e n de brandingszone. De gedachte a c h t e r d e r g e l i j k e s u p p l e t i e s i s ( z i e ook WL- r a p p o r t H316-C -overwegingen t e n a a n z i e n van de b e s t r i j d i n g van k u s t e r o s i e ) d a t de v e r s c h i j n s e l e n d i e t o t i n g r i j p e n nopen op een d i e p e r n i v e a u , n a m e l i j k d a t van de v o o r o e v e r e r o s i e , worden aangepakt. H i e r d o o r wordt h e t s t r a n d v e e l g e l e i d e -l i j k e r aangepast, o f z e -l f s i n h e t i d e a -l e g e v a -l s -l e c h t s op z i j n p -l a a t s gehouden, zodat de n a t u u r l i j k e b e g r o e i i n g h e t tempo van de v e r a n d e r

-ingen kan b i j h o u d e n .

Een voorwaarde voor de t o e p a s s i n g van d e r g e l i j k e v o o r o e v e r s u p p l e t i e s i s u i t e r a a r d wel d a t er een aantoonbaar g u n s t i g e f f e c t i s van deze i n g r e p e n op de vooroever op de g e s i g n a l e e r d e problemen. Eerdere b e r e -keningen met h e t CROSTRAN-model (WL r a p p o r t e n H518 en H596) l i e t e n reeds z i e n , d a t zanddammen op r e l a t i e f d i e p water de s t r a n d o n t w i k -k e l i n g n i e t aantoonbaar beïnvloeden. T e r r a s - a c h t i g e s u p p l e t i e s op o n d i e p e r water l i e t e n e c h t e r wel d e g e l i j k een g u n s t i g e invoed z i e n . De aanpak d i e b i j d i t onderzoek i s gekozen hangt nauw samen met de v r a a g s t e l l i n g , om binnen een b e p e r k t e t i j d t o t p r a k t i s c h e antwoorden op complexe vragen t e komen. D i t v e r e i s t een ' i n g e n i e u r s ' - a a n p a k w a a r b i j de nadruk meer l i g t op h e t oplossen van vereenvoudigde problemen dan op h e t w i j z e n op de onzekerheden d i e v o l g e n u i t de g e b r u i k t e s c h e m a t i s a t i e s . Het r e s u l t a a t i s t e z i e n a l s een 'beste s c h a t t i n g ' op grond van de nu aanwezige k e n n i s .

I n h o o f d s t u k 2 wordt een beknopte b e s c h r i j v i n g gegeven van h e t H o l -landse kustsysteem en van de toegepaste s c h e m a t i s a t i e van d i t systeem. I n h o o f d s t u k 3 wordt beschreven hoe met h e t s i m u l a t i e m o d e l CROSTRAM voor een a a n t a l r a a i e n langs de Hollandse k u s t de autonome o n t w i k -k e l i n g zo goed m o g e l i j -k i s gesimuleerd. Deze s i m u l a t i e s geven een i n z i c h t i n h e t gedrag en onderscheidend vermogen van h e t model en dienen tevens a l s r e f e r e n t i e - b e r e k e n i n g e n voor de b e o o r d e l i n g van de v e r s c h i l l e n d e v a r i a n t e n .

De f e i t e l i j k e s i m u l a t i e s van a l l e s u p p l e t i e v a r i a n t e n z i j n met de meest geslaagde i n s t e l l i n g en s c h e m a t i s a t i e u i t g e v o e r d ; d i t wordt beschreven i n h o o f d s t u k 4. I n h o o f d s t u k 5 z i j n de r e s u l t a t e n s t e r k gecomprimeerd en i n een a a n t a l eenvoudig b r u i k b a r e parameters geïntegreerd.

I n h o o f d s t u k 6 wordt een s c h a t t i n g gegeven van de e f f e c t e n van l a n g s -t r a n s p o r -t e n aan de hand van enige p r i n c i p e b e r e k e n i n g e n me-t een één-l i j n modeéén-l. I n h o o f d s t u k 7 wordt een eenvoudige methode a f g e één-l e i d om g l o b a a l de levensduur van een o n d e r w a t e r o e v e r s u p p l e t i e t e s c h a t t e n . I n h o o f d s t u k 8 wordt de nauwkeurigheid besproken, waarna de b e l a n g r i j k s t e c o n c l u s i e s z i j n samengevat i n h o o f d s t u k 9. Enige aanbevelingen z i j n opgenomen i n h o o f d s t u k 10.

Ten aanzien van h e t i n d i t v e r s l a g beschreven onderzoek h e e f t een v r i j u i t g e b r e i d e d i s c u s s i e plaatsgevonden met een a a n t a l personen en i n s t a n t i e s ; h i e r b i j dienen met name genoemd t e worden:

- i r . CH. Hulsbergen en d r . i r . M.J.F. S t i v e van h e t W a t e r l o o p k u n d i g L a b o r a t o r i u m ;

- p r o f . d r . i r . E.W. B i j k e r en d r . i r . J. van de G r a a f f van de Technische U n i v e r s i t e i t D e l f t ;

- de p r o j e k t g r o e p Onderbouwing Kustennota van R i j k s w a t e r s t a a t ; - d r . J. Wiersma van de D i e n s t G e t i j d e w a t e r e n van R i j k s w a t e r s t a a t ; - p r o f . d r . J.H.J. T e r w i n d t van de R i j k s u n i v e r s i t e i t U t r e c h t ; deze

l a a t s t e i n de p o s i t i e van e x t e r n e k w a l i t e i t s c o n t r o l e u r .

D i t v e r s l a g moet gezien worden a l s de weergave van een p o g i n g , met de b e s c h i k b a r e k e n n i s en middelen t e komen t o t een a a n t a l v o o r l o p i g e o n t w e r p r e g e l s voor h e t toepassen van o n d e r w a t e r o e v e r s u p p l e t i e s , voor een b e p e r k t g e l d i g h e i d s g e b i e d , maar voor zover m o g e l i j k i n k w a n t i t a t i e v e z i n . Het kan, gegeven de v e l e beperkingen opgelegd door de o n v o l l e d i g e k e n n i s van h e t kustsysteem, n i e t a l s een d e f i n i t i e f handboek gezien worden, maar eerder a l s een h u l p m i d d e l b i j h e t i n r i c h t e n van experimenten i n h e t v e l d . Tevens moet h e t een i n d r u k geven van e n e r z i j d s de v o o r u i t g a n g d i e de a f g e l o p e n Jaren i n h e t kustonderzoek i s geboekt, en a n d e r z i j d s van de nog aanwezige l a c u n e s i n de k e n n i s .

I n h e t volgende wordt een k o r t e b e s c h r i j v i n g gegeven van r e l e v a n t e kuststromende processen. Deze d i e n t s l e c h t s om gemaakte keuzen t e v e r d u i d e l i j k e n en i s zeker n i e t bedoeld om een algemeen b e e l d t e geven van de h u i d i g e k e n n i s op d i t gebied.

We beperken ons i n deze s t u d i e t o t de zandige Hollandse k u s t , en w e l t o t d a t d e e l d a t b u i t e n de d i r e c t e i n v l o e d v a l t van g e t i j g e u l e n en havenhoofden. De t i j d h o r i z o n i s i n de orde van 10 Jaar, waarmee h e t

i n t e r e s s e g e b i e d i n d w a r s r i c h t i n g maximaal enige k i l o m e t e r s b e s l a a t . G l o b a a l b e s l a a t h e t i n t e r e s s e g e b i e d dus ca. 2 km b i j 100 km.

Op een l e n g t e s c h a a l van d i t gehele gebied en een t i j d s c h a a l van Jaren g e l d t ruwweg ( z i e Nota K u s t v o o r s p e l l i n g ) d a t de l a n g s t r a n s p o r t g r a -d i e n t e n i n -de or-de van 200.000 m V J r over ca. 100 km be-dragen, o f t e w e l ca. 2 m3/m'/Jr. Op deze s c h a a l kan een dynamisch a k t i e v e zone worden g e d e f i n i e e r d waarvan de vorm op een t i j d s c h a a l i n de orde van een j a a r

i n e v e n w i c h t i s .

Deze zone s t r e k t z i c h u i t t o t ca. 800-1000 m u i t de k u s t . Aan de zee-rand v i n d t w a a r s c h i j n l i j k een aanvoer van zand p l a a t s , d i e i n h e t g e v a l van een s t a b i e l e k u s t l i g g i n g g e d e e l t e l i j k wordt gecompenseerd door k u s t a c h t e r u i t g a n g t e n gevolge van z e e s p i e g e l s t i j g i n g , en g e d e e l t e l i j k door v e r l i e z e n aan de l a n d z i j d e door w i n d t r a n s p o r t . Deze t r a n s p o r t e n l i j k e n t e domineren t e n o p z i c h t e van de n e t t o l a n g s t r a n s p o r t -g r a d i e n t e n ; s l e c h t s i n h e t -g e v a l van een v e r s t o r i n -g van h e t l a n g s t r a n s p o r t s p e l e n de l a a t s t e een r o l .

Binnen ongeveer een k i l o m e t e r van de k u s t wordt de m o r f o l o g i e zowel l n l a n g s - a l s i n d w a r s r i c h t i n g v o o r n a m e l i j k bepaald door de g o l v e n ; g e t i j s t r o m i n g i s h i e r i n van o n d e r g e s c h i k t e b e t e k e n i s , a l t h a n s op de beschouwde t i j d s c h a a l .

Op een s c h a a l van enige t o t t i e n t a l l e n k i l o m e t e r s l a n g s de k u s t kunnen zogenaamde zandgolven een g r o t e r o l s p e l e n , z i e b i j v o o r b e e l d Maranus en Verhagen (198?) en Nanninga ( 1 9 8 4 ) . D i t z i j n golfbewegingen van de zandbodem met zeer lange p e r i o d e n (orde 100 j a a r ) , g o l f l e n g t e n van orde k i l o m e t e r s , d i e z i c h langs de k u s t bewegen, met de kammen ongeveer l o o d r e c h t op de k u s t l i j n . Een passende t h e o r i e voor d i t v e r -s c h i j n -s e l i -s n i e t voorhanden; een m o g e l i j k e v e r k l a r i n g i -s h e t o p t r e d e n van i n s t a b i l i t e i t e n i n h e t l a n g s t r a n s p o r t , analoog aan de b e v i n d i n g e n van De V r i e n d (1988) m.b.t. shoreface-connected r i d g e s op d i e p e r w a t e r . De a m p l i t u d e n van deze zandgolven kunnen a a n z i e n l i j k z i j n en t o t volumetoename o f afname i n een p r o f i e l l e i d e n i n de orde van

100 m3/m'/jr.

Het l i j k t a a n n e m e l i j k d a t d e r g e l i j k e zandgolven ook een i n v l o e d hebben op de p r o f i e l v o r m en h e t v e r p l a a t s i n g s g e d r a g van zandbanken. Nanninga vond e c h t e r geen enkele c o r r e l a t i e tussen de fase van een z a n d g o l f en d e r g e l i j k e p r o f i e l k a r a k t e r i s t i e k e n . Het l i j k t dan ook verantwoord h e t o p t r e d e n van zandgolven a l s o n a f h a n k e l i j k gegeven t e beschouwen, d a t geheel l o s s t a a t van de i n deze s t u d i e beschouwde e f f e c t e n .

Langs een g r o o t d e e l van de Hollandse k u s t komen banken voor; een u i t -z o n d e r i n g vormt h e t gebied tussen Hoek van H o l l a n d en K i j k d u i n . Op een

l e r i g t e s c h a a l van honderden meters t o t ongeveer een k i l o m e t e r l a n g s de k u s t komen d i c h t b i j de k u s t systemen voor van banken en muien, d i e een s t e r k d r i e - d i m e n s i o n a a l k a r a k t e r hebben. Deze kunnen k w a l i t a t i e f v e r k l a a r d worden door h e t o p t r e d e n van c e l c i r c u l a t i e p a t r o n e n : h e t m a s s a t r a n s p o r t door g o l v e n , d a t i n een tweedimensionale s i t u a t i e w o r d t gecompenseerd door r e t o u r s t r o o m n a b i j de bodem, kan door v e r s c h i l l e n i n g o l f o p z e t boven een bank o f boven een mui z i j d e l i n g s a f s t r o m e n door de g e u l d i r e c t a c h t e r de meest k u s t w a a r t s e bank en wordt i n een gecon-c e n t r e e r d e m u i s t r o m i n g zeewaarts gevoerd. Het i s o n d u i d e l i j k o f d i t mechanisme ook de oorzaak i s van de bank- en g e u l v o r m i n g b i j de meest k u s t w a a r t s e zandbank, doch h e t s p e e l t zeker een g r o t e r o l i n de

i n s t a n d h o u d i n g e r v a n . De vorming van de e e r s t e bank kan g e d e e l t e l i j k z i j n v e r o o r z a a k t door tweedimensionale d w a r s t r a n s p o r t e f f e c t e n ; ook h e t o p t r e d e n van zogenaamde 'edge waves' kan v o l g e n s Nanninga (1984) een r o l s p e l e n voor de H o l l a n d s e k u s t . Vaak i s een d e r g e l i j k systeem n i e t s t a b i e l i n de p l a a t s , maar m i g r e e r t h e t l a n g s de k u s t , w a a r b i j de bank gemiddeld i n zeewaartse r i c h t i n g v e r p l a a t s t . H i e r b i j i s h e t n i e t z e k e r , o f de zeewaartse v e r p l a a t s i n g , d o o r d a t de banken n i e t geheel p a r a l l e l l a n g s de k u s t l o p e n , de oorzaak o f h e t g e v o l g i s van de m i g r a t i e van h e t c e l c i r c u l a t i e s y s t e e m . Een b e l a n g r i j k gegeven u i t h e t onderzoek van Nanninga i s , d a t h e t volume aanzand i n een bepaald p r o f i e l n i e t a f h a n g t van de p l a a t s van d a t p r o f i e l i n h e t c e l c i r c u l a t i e - s y s t e e m ; d i t schept r u i m t e voor h e t d i r e c t b e s c h r i j v e n van h e t gemiddelde van deze p r o f i e l e n .

Op v e e l p l a a t s e n komen meerdere banken voor i n een p r o f i e l . De meest zeewaartse bank l i j k t v o o r n a m e l i j k t e worden bepaald door tweedimen-s i o n a l e mechanitweedimen-smen dwartweedimen-s op de k u tweedimen-s t l i j n . H i j b e v i n d t z i c h w a a r s c h i j n l i j k op de overgang van k u s t g e r i c h t e mechanismen a l s a s y m m e t r i e t r a n s p o r t en g o l f g e d r e v e n , k u s t g e r i c h t e n e t t o s t r o o m b i j de bodem naar van de k u s t a f g e r i c h t e , door g o l f b r e k i n g geïnduceerde r e t o u r s t r o o m . Op de f l a n k e n s p e l e n h e l l i n g s e f f e c t e n een b e l a n g r i j k e r o l . I n p r i n c i p e i s een s i t u a t i e denkbaar met een s t a b i e l e tweede bankvorm. B i j zwaar weer o v e r h e e r s t e c h t e r h e t retourstroom-mechanisme, waardoor de bank zeewaarts v e r p l a a t s t w o r d t , t e r w i j l b i j r u s t i g weer een m i g r a t i e naar de k u s t t o e kan voorkomen. Gemiddeld bewegen de meest zeewaartse banken naar zee, waar ze u i t e i n d e l i j k uitdempen; d i t h o e f t e c h t e r n i e t t e betekenen, d a t ook n e t t o zeewaarts t r a n s p o r t o p t r e e d t .

I n de zone waar de banken voorkomen t r e d e n over d e z e l f d e p e r i o d e beschouwd g r o t e z a n d v e r p l a a t s i n g e n op tussen v e r s c h i l l e n d e p u n t e n i n het p r o f i e l , i n de orde van 50 m3/m'/jr. Op l a n g e r e t e r m i j n l i j k t e c h t e r een dynamisch e v e n w i c h t op t e t r e d e n i n de gemiddelde p r o f i e l -vorm.

2.2 S c h e m a t i s a t i e

Doordat n i e t a l l e bovenbeschreven mechanismen voldoende bekend z i j n , en ook n i e t a l l e bekende mechanismen voor ons probleem r e l e v a n t z i j n ] w o r d t de v o l g e n d e s c h e m a t i s a t i e t o e g e p a s t . U i t de t o e t s i n g van h e t model ( h o o f d s t u k 3) moet b l i j k e n , o f deze s c h e m a t i s a t i e s v e r a n t w o o r d z i j n .

De i n v l o e d van g e t i j s t r o m i n g wordt v e r w a a r l o o s d aangezien deze d i c h t b i j de k u s t s l e c h t s een g e r i n g e i n v l o e d h e e f t op de m o r f o l o g i e .

D i t g e l d t n i e t voor d u i d e l i j k v o o r u i t g e s c h o v e n d e l e n van de k u s t , z o a l s n a b i j de Hondsbossche Zeewering.

De i n v l o e d van l a n g s t r a n s p o r t g r a d i e n t e n wordt v e r w a a r l o o s d . De g r o o t s c h a l i g e gradiënten z i j n i n h e t algemeen k l e i n t e n o p z i c h t e van de d w a r s t r a n s p o r t g r a d i e n t e n . B i j de u i t e i n d e n van een s u p p l e t i e kunnen l a n g s t r a n s p o r t g r a d i e n t e n w e l een r o l s p e l e n ; a l s e c h t e r de l e n g t e van de s u p p l e t i e i n de orde van enige k i l o m e t e r s o f meer b e d r a a g t dan z i j n d e r g e l i j k e e f f e c t e n van o n d e r g e s c h i k t b e l a n g . I n h o o f d s t u k 6 wordt a p a r t op deze e f f e c t e n ingegaan.

De gemiddelde v e r p l a a t s i n g van een k u s t p r o f i e l t e n gevolge van l a n g s t r a n s p o r t g r a d i e n t e n , zandgolven o f d w a r s t r a n s p o r t vanaf d i e p e r 'water w o r d t a l s gegeven beschouwd; er w o r d t s l e c h t s gekeken naar de a f w i j k i n g e n van de t r e n d t e n gevolge van i n g r e p e n o f v e r a n d e r i n g e n i n h e t w a t e r n i v e a u o f h e t g o l f k l i m a a t .

Er w o r d t gemiddeld over enige c e l c i r c u l a t i e s y s t e m e n i n l a n g s r i c h -t i n g om h e -t i n g e w i k k e l d e d r i e - d i m e n s i o n a l e probleem -t e vereenvou-d i g e n t o t een twee-vereenvou-dimensionaal probleem. H i e r b i j gaat n a t u u r l i j k i n f o r m a t i e v e r l o r e n ; de s c h a a l waarop gekeken wordt i s i n de orde van k i l o m e t e r s i n l a n g s r i c h t i n g . I n 3.2 w o r d t ingegaan op de p r o -blemen d i e samenhangen met een d e r g e l i j k e m i d d e l i n g .

S w a s h - e f f e c t e n rond de w a t e r l i j n en t r a n s p o r t e n door wind worden v e r w a a r l o o s d , daar de k e n n i s van deze processen t e b e p e r k t i s . Deze processen kunnen e c h t e r wel d e g e l i j k een r o l s p e l e n ; b i j de i n t e r -p r e t a t i e d i e n t h i e r r e k e n i n g mee t e worden gehouden.

Voor h e t twee-dimensionale systeem d a t o v e r b l i j f t , w o r d t g e b r u i k gemaakt van h e t CROSTRAN-model, v e r s i e j a n u a r i 1988. I n d i t model i s u i t e r a a r d ook g e b r u i k gemaakt van een a a n t a l s c h e m a t i s a t i e s , waarvan de b e l a n g r i j k s t e i s de aanname i n h e t t r a n s p o r t m o d e l , d a t h e t zandt r a n s p o r zandt b i n n e n een g o l f p e r i o d e i n s zandt a n zandt a a n r e a g e e r zandt op de w a zandt e r b e -weging.

De g o l f h o o g t e - en r i c h t i n g s s p e c t r a z i j n geschematiseerd t o t over één dag gemiddelde Hg- en Tp-waarden u i t zeewaartse r i c h t i n g . Daarnaast i s voor h e t a s y m m e t r i e - t r a n s p o r t een e x t r a b i j d r a g e door de l a n g e deiningscomponent, g e k a r a k t e r i s e e r d door Hgig en TgiQ-waarden, i n r e k e n i n g g e b r a c h t .

2.3 M o r f o l o g i s c h p r o f i e l m o d e l

Het h i e r t o e g e p a s t e 2-dimensionale m o r f o l o g i s c h e model 'CROSTRAN' i s een v o o r t z e t t i n g van de door S t i v e en B a t t j e s (1984) en S t i v e (1986) o n t w i k k e l d e m o d e l l e n . I n h e t kader van h e t p r o j e k t 'Onderwaterzand-dammen' van RWS-DGW

(WL-rapport H596, R o e l v i n k ( 1 9 8 8 ) ) i s een v e r i f i c a t i e van h e t model u i t g e v o e r d d.m.v. proeven op g r o t e s c h a a l i n de D e l t a g o o t ( z i e ook R o e l v i n k en S t i v e , 1988a). Aan de hand van deze proeven i s h e t model op een a a n t a l punten v e r b e t e r d . De v e r s i e d i e b i j deze s t u d i e g e b r u i k t i s , i s beschreven i n R o e l v i n k en S t i v e ( 1 9 8 8 b ) .

Vanaf de e e r s t e v e r s i e i s h e t b a s i s concept h e t volgende: de g o l f -h o o g t e - v e r d e l i n g over -h e t p r o f i e l wordt berekend met een r o b u u s t en

g o l f e n e r g i e , de e n e r g i e d i s s i p a t i e en de massaflux boven gemiddeld d a l n i v e a u . De door h e t toegepaste t r a n s p o r t m o d e l g e b r u i k t e s t r o m i n g s -p a r a m e t e r s , z o a l s de r e t o u r s t r o o m en de o r b i t a a l b e w e g i n g , worden l o c a a l u i t deze g o l f p a r a m e t e r s berekend, waarna h e t t r a n s p o r t v e r l o o p over h e t p r o f i e l kan worden berekend met een t e kiezen t r a n s p o r t m o d e l . Door nu de volumebalans op t e lossen kunnen p r o f i e l v e r a n d e r i n g e n worden berekend; met een g e s c h i k t e numerieke methode wordt de bodem na een zekere t l j d s t a p berekend, waarna h e t gehele proces h e r h a a l d w o r d t . I n h e t e e r s t e model 'OSTRAN' van S t i v e en B a t t j e s (1984) werd een t r a n s p o r t f o r m u l e r i n g g e b r u i k t van de vorm: h _

q

= B^

J

u ( z ) c ( z ) dz ( 1 ) O w a a r b i j : q = t r a n s p o r t ( m V m V s ) Q(z) - t i j d g e m i d d e l d e h o r i z o n t a l e s n e l h e i d (m/s) c ( z ) = t i j d g e m i d d e l d e c o n c e n t r a t i e m3/m3)

z = hoogte boven bodem (m)

h - w a t e r d i e p t e (m) B^ - c o e f f i c i e n t (_) Een d e r g e l i j k e f o r m u l e r i n g i s een r e d e l i j k e benadering ( z i e Appendix)

a l s e r één d u i d e l i j k overheersende t r a n s p o r t r i c h t i n g i s , d i e w o r d t bepaald door de t i j d g e m i d d e l d e s t r o m i n g . Het i s een v e e l g e b r u i k t e s c h e m a t i s a t i e b i j l a n g s t r a n s p o r t ; ook voor d u i n a f s l a g o m s t a n d i g h e d e n b l i j k t h e t een r e d e l i j k concept; i n 'DUROSTA' ( S t e e t z e l , 1987) w o r d t deze s c h e m a t i s a t i e ook t o e g e p a s t .

Voor omstandigheden d i e bepalend z i j n voor de lange t e r m i j n - m o r f o l o g i e g e l d t n i e t , d a t één proces o f t r a n s p o r t r i c h t i n g overheersend i s ; op t e r m i j n b e s t a a t een 'dynamisch evenwicht' tussen een a a n t a l k u s t - o f zeewaarts g e r i c h t e processen. H i e r b i j i s h e t van belang k o p p e l i n g e n tussen c o n c e n t r a t i e s en snelheden op k l e i n e t i j d s c h a l e n , d i e een n e t t o e f f e c t teweeg brengen, i n de beschouwing t e b e t r e k k e n . A l s b i j benad e r i n g g e s t e l benad kan worbenaden benad a t benade s n e l h e i benad i n h e t gebiebenad waar s i g n i f i -cante c o n c e n t r a t i e s o p t r e d e n n i e t s t e r k v a r i e e r t over de hoogte, dan g e l d t de volgende benadering ( z i e Appendix):

1 ^

q = Y J

u ^ ( t ) L ( t ) d t ( 2 )

w a a r b i j :

ü^{t) = d i e p t e gemiddelde s n e l h e i d n a b i j de bodem (m/s)

L ( t ) - t o t a l e sediment l a s t ( m 3 / m 2 ) T = p e r i o d e waarover gemiddeld wordt ( s )

B2 = c o e f f i c i e n t

Op h e t o g e n b l i k i s de enige bestaande t r a n s p o r t f o r m u l e d i e op een d e r g e l i j k e manier de k o p p e l i n g tussen s n e l h e i d en s e d i m e n t l a s t i n r e k e n i n g b r e n g t , d i e van B a i l a r d ( 1 9 8 I ) naar h e t concept van Bagnold

Hoewel L ( t ) op een_ i n g e w i k k e l d e en v o o r l o p i g n i e t t e b e s c h r i j v e n m a n i e r a f h a n g t v a n U 2 ( t ) , neemt B a i l a r d aan d a t L ( t ) b i j b e n a d e r i n g i n s t a n t a a n r e a g e e r t op U 2 ( t ) , z o d a t g e s c h r e v e n k a n w o r d e n : 1 T q = B^ ^ ƒ f [ G ^ { t ) ] d t ( 3 ) De f u n c t i e f [ u 2 ( t ) ] i s de som v a n twee e e n v o u d i g e m a c h t s f u n c t i e s v a n U2 ( t ) . N a a s t d e z e t e r m e n b e v a t de B a i l a r d f o r m u l e nog twee t e r m e n , d i e h e t e f f e c t v a n de z w a a r t e k r a c h t op h e t s e d i m e n t t r a n s p o r t op o f b o v e n een h e l l e n d e bodem i n r e k e n i n g b r e n g e n . Deze t e r m e n hangen b e h a l v e v a n de b o d e m h e l l i n g , a f v a n m a c h t e n v a n de a b s o l u t e g r o o t t e van de s n e l h e i d . De g e h e l e f o r m u l e r i n g z o a l s d i e i n deze s t u d i e i s t o e g e p a s t l u i d t n u : C G ir4 [B <|u|2u> - B^, < | u | 3 > ] + AgN t a n 4) ' cc ' ' SL t a n 4) ' ' C „ e „ e + — ^ — [ B <|u|3u> - B„. — t a n 6 < | u | 5 > ] AgN w c c ' ' SL w I I J H i e r i n s t e l l e n de O m i d d e l i n g o v e r de t i j d v o o r , t a n g i s de bodem-h e l l i n g , t a n (fl de bodem-hoek v a n i n t e r n e w r i j v i n g , C f i s een c o e f f i c i e n t , A i s de r e l a t i e v e d i c h t h e i d , g de z w a a r t e k r a c h t s v e r s n e l l i n g , N h e t p e r c e n t a g e v a s t e s t o f , eg en es coëfficiënten en w de v a l s n e l h e i d ; Bfjc en B3L z i j n o v e r a l l i j k f a c t o r e n . De c o e f f i c i e n t C f w o r d t g e l i j k g e s t e l d aan j f^^ u i t : f , = e x p [-5.977 + 5.213 (a, / r ) " - ^ ^ ^ ( 5 ) W D w a a r i n a|-, de r m s - a m p l i t u d e van de o r b i t a a l u i t w i j k i n g i s en r g e l i j k w o r d t g e s t e l d aan 2.5 * D 5 0 . V o o r de e f f i c i e n c y f a c t o r e n eg en £3 w o r d t r e s p e c t i e v e l i j k 0.10 en 0.02 a a n g e h o u d e n ; B^q en B g i hebben e e n w a a r d e v a n 1.0 r e s p . 2.0. Door S t i v e ( 1 9 8 6 ) i s d i t t r a n s p o r t m o d e l g e k o p p e l d aan h e t g o l f v o o r t -p l a n t i n g s - m o d e l ENDEC. De w a t e r b e w e g i n g w o r d t h i e r g e s c h e m a t i s e e r d t o t een r e t o u r s t r o o m d o o r b r e k e n d e g o l v e n v o l g e n s S t i v e en Wind ( 1 9 8 6 ) met d a a r o p g e s u p e r p o n e e r d een a s y m m e t r i s c h e o r b i t a a l s n e l h e i d v o l g e n s 2*^^-o r d e S t 2*^^-o k e s ' - t h e 2*^^-o r i e . I n h e t k a d e r v a n h e t p r o j e k t ' O n d e r w a t e r zanddammen' ( H 5 9 6 ) h e e f t e e n v e r i f i c a t i e v a n h e t m o d e l p l a a t s g e v o n d e n , d o o r m i d d e l v a n g r o t e - s c h a a l p r o e v e n i n de D e l t a g o o t . Mede n a a r a a n l e i d i n g v a n d e z e p r o e v e n i s een a a n t a l v e r b e t e r i n g e n en u i t b r e i d i n g e n a a n g e b r a c h t : h e t r e t o u r s t r o o m -m o d e l i s v e r v a n g e n d o o r h e t -meer g e a v a n c e e r d e -m o d e l v o l g e n s S t i v e en de V r i e n d ( 1 9 8 7 ) , h e t S t o k e s ' model i s v e r v a n g e n d o o r een h o g e r e o r d e t h e o r i e v o l g e n s R i e n e c k e r en F e n t o n ( 1 9 8 I ) en h e t numer i e k e schema i s v e numer b e t e numer d . H e t t numer a n s p o numer t m o d e l a l s z o d a n i g b l e e k numer e d e l i j k t e v o l d o e n ; de b e s c h r i j v i n g v a n de w a t e r b e w e g i n g l e v e r d e p r o -b l e m e n o p t . a . v . g r o e p s g e -b o n d e n l a n g e - g o l f e f f e c t e n en de e n e r g i e d i s s i p a t i e t e r m , z i e R o e l v i n k ( 1 9 8 8 ) en R o e l v i n k & S t i v e ( 1 9 8 8 a ) . I n h e t k a d e r v a n h e t T o e g e p a s t O n d e r z o e k W a t e r s t a a t , w e r k g r o e p S t r o -m i n g e n , i s aan de hand v a n e e r d e r u i g e v o e r d e p r o e v e n i n de S c h e l d e g o o t d i e p e r i n g e g a a n op de l a a t s t e twee e f f e c t e n ; v o o r de e n e r g i e d i s s i p a

-t i e -t e r m i s een meer bevredigende f o r m u l e r i n g gevonden, -t e r w i j l voor h e t e f f e c t van de groepsgebonden lange g o l v e n een v o o r l o p i g e , g e d e e l -t e l i j k e m p i r i s c h e o p l o s s i n g i s gevonden; de r e s u l -t a -t e n z i j n beschreven i n R o e l v i n k en S t i v e ( 1 9 8 8 b ) . I n deze p u b l i k a t i e i s h e t gehele model z o a l s d a t h i e r i s toegepast beschreven.

Samenvattend kan g e s t e l d worden, d a t h e t nu toegepaste model een r e d e -l i j k , k w a -l i t a t i e f b e e -l d g e e f t van m o r f o -l o g i s c h e v e r a n d e r i n g e n i n 2-d i m e n s i o n a l e s i t u a t i e s .

De onnauwkeurigheid van b i j v o o r b e e l d v o o r s p e l d e e r o s i e - s e d i m e n t a t i e hoeveelheden l i g t voor de onderzochte ( l a b o r a t o r i u m - ) s i t u a t i e s rond een f a c t o r 2.

3. TOETSING MODEL 3.1 I n l e i d i n g

Het d o e l van de u i t g e v o e r d e s t u d i e i s , h e t e f f e c t van v e r s c h i l l e n d e s c e n a r i o ' s van o n d e r w a t e r o e v e r - s u p p l e t i e s op voor de k u s t b e h e e r d e r b e l a n g r i j k e parameters t e bepalen. Zulke parameters kunnen z i j n de l i g g i n g van een bepaalde d i e p t e l i j n o f h e t volume van een bepaalde s t r o o k .

Met een op f y s i s c h e g r o n d s l a g b e r u s t e n d w i s k u n d i g model kan de p r o -f i e l o n t w i k k e l i n g worden g e s i m u l e e r d b i j v e r s c h i l l e n d e s c e n a r i o ' s , waaronder h e t ' n u l ' - s c e n a r i o , de autonome o n t w i k k e l i n g . Op e e n z e l f d e manier a l s i n de w e r k e l i j k h e i d op b a s i s van metingen zou g e s c h i e d e n , kunnen u i t de gesimuleerde p r o f i e l o n t w i k k e l i n g e n de b e l a n g r i j k e p a r a -meters worden berekend. Vervolgens wordt de o n t w i k k e l i n g van deze parameters i n de t i j d v e r g e l e k e n met de g e s i m u l e e r d e autonome o n t w i k -k e l i n g .

De n a u w k e u r i g h e i d van h e t berekende e f f e c t op de parameters en de b e r e i k b a r e mate van d e t a i l worden bepaald door de k w a l i t e i t van h e t model. A l s de berekende autonome o n t w i k k e l i n g reeds b e l a n g r i j k a f w i j k t van de waargenomen o n t w i k k e l i n g i s h e t de vraag o f de berekende v e r -s c h i l l e n i n de o n t w i k k e l i n g van parameter-s t e v e r t r o u w e n z i j n .

Het zou zeer w e n s e l i j k z i j n , h e t model t e kunnen i j k e n aan een e e r d e r gepleegde en goed gedocumenteerde i n g r e e p op de o n d e r w a t e r o e v e r . Helaas o n t b r e k e n d e r g e l i j k e gegevens i n de l i t e r a t u u r . Er z i j n s l e c h t s e n k e l e g e v a l l e n bekend van eerder u i t g e v o e r d e s u p p l e t i e s op de onder-w a t e r o e v e r ; deze g e v a l l e n speelden op b e t r e k k e l i j k d i e p onder-water en z i j n z o d a n i g gedocumenteerd, d a t ze s l e c h t s een k w a l i t a t i e v e i n d i c a t i e kunnen geven.

Behalve de e e r d e r u i t g e v o e r d e v e r i f i c a t i e s i n 2dimensionale g o o t p r o e -ven kan dus s l e c h t s h e t gedrag van h e t s i m u l a t i e m o d e l i n v e r g e l i j k i n g met de autonome o n t w i k k e l i n g e n l a n g s de H o l l a n d s e k u s t een i n d i c a t i e geven van de k w a l i t e i t van h e t model. H i e r wordt i n s e c t i e 3.2 op ingegaan.

3.2 Autonome o n t w i k k e l i n g

Z o a l s reeds gezegd i n 3.1, i s v o o r l o p i g de enige i n d i c a t i e voor de b r u i k b a a r h e i d van d i t 2-dimensionale model h e t vermogen e r v a n om n a t u u r l i j k e o n t w i k k e l i n g e n t e b e s c h r i j v e n . De m o e i l i j k h e i d h i e r b i j i s , d a t h e t n i e t m o g e l i j k i s , een g e d e t a i l l e e r d e h i n d c a s t voor een a a n t a l r a a i e n u i t t e voeren. H i e r v o o r z i j n de volgende redenen aan t e v o e r e n : - door z a n d g o l f v e r s c h i j n s e l e n , z o a l s besproken i n 2.1., en

meetonnauwkeurigheden i s h e t bepalen van een g e d e t a i l l e e r d e gemiddelde d w a r s t r a n s p o r t v e r d e l i n g tussen twee opnames van d e z e l f d e r a a i i n de p r a k t i j k n i e t m o g e l i j k ; de f o u t e n d i e h i e r b i j kunnen o p t r e d e n z i j n d i k w i j l s g r o t e r dan de optredende v e r s c h i l l e n i n d w a r s t r a n s p o r t en kunnen m o e i l i j k worden a f g e f i l t e r d ;

- door h e t o p t r e d e n van c e l c i r c u l a t i e s t r e d e n l o c a l e v e r s c h i l l e n i n p r o f i e l v o r m op; h e t m i g r e r e n van deze systemen l a n g s de k u s t maakt

een a n a l y s e op b a s i s van i n de t i j d opeenvolgende p r o f i e l m e t i n g e n o n m o g e l i j k ;

Om deze redenen z a l h e t model aan meer g l o b a l e k a r a k t e r i s t i e k e n van de n a t u u r l i j k e k u s t o n t w i k k e l i n g g e t o e t s t moeten worden; d i t i m p l i c e e r t wel d a t b i j v o o r b e e l d binnen de s c h a a l van optredende c e l c i r c u l a t i e s geen u i t s p r a k e n gedaan kunnen worden, doch d a t gemiddeld wordt over een g r o t e r e l e n g t e s c h a a l . Een probleem h i e r b i j i s , o f m i d d e l i n g i n l a n g s r i c h t i n g over een 3-dimensionaal systeem van banken en muien h e t z e l f d e p r o f i e l o p l e v e r t a l s h e t p r o f i e l d a t zou o p t r e d e n i n een z u i v e r 2-dimensionale s i t u a t i e . D i t i s i n h e t algemeen h e t g e v a l , a l s de e x t r a bank- en g e u l v o r m i n g door deze c i r c u l a t i e s beschouwd mag worden a l s een l i n e a i r e v e r s t o r i n g rond h e t gemiddeld p r o f i e l . I n een c e l c i r c u l a t i e s y s t e e m worden de banken en geulen e x t r a aangezet, t e r w i j l t e r p l a a t s e van de muien h e t p r o f i e l wordt u i t g e v l a k t . A l s i n een dynamisch evenwicht h e t zand behouden b l i j f t i n h e t c i r c u l a t i e -g e b i e d , i s h e t a a n n e m e l i j k , d a t h e t ' 2 d ' - p r o f i e l tussen deze extremen i n l i g t . Het gemiddeld p r o f i e l l i g t eveneens tussen de extreme p r o f i e l e n i n ; behoudens e n i g v o r m v e r s c h i l z a l h e t gemiddeld p r o f i e l r e d e -l i j k kunnen worden beschreven door h e t ' 2 d ' - p r o f i e -l .

De b e l a n g r i j k s t e g l o b a l e k a r a k t e r i s t i e k e n van de p r o f i e l o n t w i k k e l i n g e n l a n g s de H o l l a n d s e k u s t z i j n :

- e r l i j k t een 'dynamisch evenwicht' op t e t r e d e n i n de p r o f i e l v o r m ; - b i j de meeste p r o f i e l e n t r e d e n banken op; een u i t z o n d e r i n g h i e r o p

vormen de p r o f i e l e n tussen Hoek van H o l l a n d en K i j k d u i n ;

- deze banken bewegen z i c h over het Jaar gemiddeld zeewaarts, hoewel i n h e t c e n t r a l e d e e l van de Hollandse k u s t t i j d e l i j k ook een l a n d w a a r t s e v e r p l a a t s i n g kan o p t r e d e n .

de k o r t d u r e n d e en k l e i n s c h a l i g e v a r i a t i e s i n b i j v o o r b e e l d de l i g -g i n -g van de l a a -g w a t e r l i j n z i j n a a n z i e n l i j k -g r o t e r dan de J a a r l i j k s e t r e n d s ; de e e r s t e l i g g e n i n de orde van t i e n t a l l e n meters, t e r w i j l de l a a t s t e i n de orde van n u l t o t enige meters bedragen;

- o v e r de a f g e l o p e n eeuw gemiddeld g e l d t ruwweg: de k u s t e r o d e e r t l i c h t tussen Hoek van H o l l a n d en K i j k d u i n ( c a . 0.2 m/Jaar), g r o e i t t u s s e n Scheveningen en Egmond aan (ca.0.5 m/Jaar) en e r o d e e r t v r i j s t e r k tussen Egmond en Huisduinen ( c a . 1 m/Jaar);

- de gemiddelde z a n d v e r p l a a t s i n g e n i n h e t dynamische bankengebied bedragen i n de orde van v i j f t i g m/m'/jaar.

Aan de hand van deze k a r a k t e r i s t i e k e n kan nu k w a l i t a t i e f h e t gedrag van h e t s i m u l a t i e m o d e l beoordeeld worden.

De gemeten k u s t p r o f i e l e n waarvan i s u i t g e g a a n z i j n samengesteld u i t JARKUS-metingen en l o d i n g e n , v e r r i c h t i n h e t Jaar 1984. F i g u u r 3.1 g e e f t een o v e r z i c h t van h e t gehanteerde r a a l e n s t e l s e l . I n deze s t u d i e z i j n g e b r u i k t de r a a i e n 20, 25 en 33 voor r e s p e c t i e v e l i j k D e l f l a n d , N o o r d w i j k en Egmond.

'3

F i g u u r 3.1 Gehanteerde r a a i e n s t e l s e l

Voor h e t a f r e g e l e n van h e t model i s i n e e r s t e i n s t a n t i e een r a a i b i j Egmond gekozen, dus i n een gebied waarvan de k u s t l i j n gemiddeld onge-veer s t a b i e l i s .

Na een v e r g e l i j k i n g tussen op v e r s c h i l l e n d e m e e t s t a t i o n s gemeten g o l f -k l i m a t e n i s b e s l o t e n voor a l l e r a a i e n u i t t e gaan van de gegevens van L i c h t e i l a n d Goeree, omdat de v e r s c h i l l e n tussen d i t s t a t i o n en andere s t a t i o n s langs de H o l l a n d s e k u s t voor d i t d o e l o n b e l a n g r i j k l e k e n , en omdat van L.E.G. de beste r e s u l t a t e n beschikbaar waren. Na e n i g e

g e v o e l i g h e i d s b e r e k e n l n g e n i s de t i j d s t a p v a s t g e s t e l d op een dag; de complete t i j d r e e k s van h e t Jaar 1983 i n d r i e - u u r l i j k s e waarnemingen van w a t e r s t a n d , Hg, Tp, Hgio en T ^ i q i s gecomprimeerd t o t d a g e l i j k s gemiddelde waarden. H i e r b i j i s de w a t e r s t a n d s v a r i a t i e g r o t e n d e e l s a f g e f i l t e r d ; d i t b l e e k een t e verwaarlozen i n v l o e d t e hebben op de p r o f i e l o n t w i k k e l i n g . De gemeten Heiow^^'^'^en z i j n opgevat a l s d e i -ningscomponent en behandeld z o a l s aangegeven i n 2.2. BIJ l a n g j a r i g e b e r e k e n i n g e n i s t e l k e n s d e z e l f d e t i j d r e e k s a l s i n v o e r h e r h a a l d . Het g o l f k l i m a a t van 1983 komt r e d e l i j k overeen met h e t gemiddelde k l i m a a t ; h e t i s dan ook n i e t t e verwachten dat de keuze van een ander Jaar t o t w e z e n l i j k andere r e s u l t a t e n zou l e i d e n .

De zeewaartse grens van het model i s steeds gelegd op 2000 m u i t de R . S . P . - l i J n . De bodem i s na i e d e r e t i j d s t a p van 1 etmaal aangepast. Voor de m o d e l c o e f f i c i e n t e n z i j n de standaardwaarden gegeven i n 2.3 t o e g e p a s t ; voor h e t bodemmateriaal i s o v e r a l l a n g s de k u s t een D50-waarde van 250 mm met een v a l s n e l h e i d van .025 m/s aangehouden.

Voor de module voor de b e r e k e n i n g van de s e c u n d a i r e s t r o m i n g d i e n t een r u w h e i d s h o o g t e t e worden opgegeven. Deze i s i n p r o t o t y p e i n de orde van c e n t i m e t e r s ; de parameter i s h i e r g e b r u i k t om h e t model a f t e r e g e l e n . B i j een waarde van 5 cm b l e e k de k u s t l i j n z i c h b i j de Egmond-raai op den duur v r i j w e l p e r i o d i e k t e gedragen. Deze waarde i s b i j a l l e v e r d e r e berekeningen aangehouden.

Voor de v e r g e l i j k i n g van de m o d e l k a r a k t e r i s t i e k e n met de k a r a k t e r i s -t i e k e n van de n a -t u u r l i j k e o n -t w i k k e l i n g i s d e z e l f d e b e r e k e n i n g u i t g e v o e r d voor een D e l f l a n d - r a a i en een r a a i n a b i j N o o r d w i j k .

I n f i g . 3.2 t/m 3.^ z i j n de p r o f i e l o n t w i k k e l i n g e n i n 8 j a a r weerge-geven. Opgemerkt moet worden dat de u i t g a n g s p r o f i e l e n w i l l e k e u r i g e opnames i n r u i m t e en t i j d z i j n , waardoor i n i t i e e l een v r i j s t e r k e a a n p a s s i n g p l a a t s v i n d t . Na enige j a r e n e c h t e r s t a b i l i s e e r t de t o e s t a n d z i c h en worden de t r a n s p o r t e n een orde k l e i n e r . B i j a l l e d r i e p r o -f i e l e n o n t s t a a t i n de bovenste ca. 4 meter van h e t n a t t e p r o -f i e l een dynamisch s t a b i e l e p r o f i e l v o r m , d i e ook voor a l l e p r o f i e l e n b i j bena-d e r i n g g e l i j k i s .

V e r s c h i l l e n tussen de p r o f i e l e n b l i j v e n bestaan i n de vorm van h e t d i e p e r gelegen p r o f i e l , en i n de v e r p l a a t s i n g s s n e l h e i d van h e t boven-s t e d e e l van h e t p r o f i e l .

100.0 AFSTAND TOT HSP (m) F i g . 3.2 P r o f i e l o n t w i k k e l i n g en t r a n s p o r t e n Egmond r a a i 0-8 Jaar, Dr - 0.05 m ^ 100.0T 1-200 — O JAAR 1 JAAR 2 JAAR AFSTAND TOT RSP (m) F i g . 3.3 P r o f i e l o n t w i k k e l i n g en t r a n s p o r t e n D e l f l a n d r a a i 0-8 Jaar, Dr = 0.05 m

o.o\ » ^ 5 0 . 0 1 AFSTAND TOT RSP (m) - 1 0 0 . 0 ^ - 1 0 . 0 : — - -O JAAR -5.0 5.0 10.0 15.0 1 2 3 4 5 6 7 JAAR JAAR JAAR JAAR JAAR JAAR JAAR -1800 - 1 6 0 0 - 1 4 0 0 - 1 2 0 0 -lOOO -BÓO -6Ö0 AFSTAND TOT RSP (m) -400 -200 200 F i g . 3.4 P r o f i e l o n t w i k k e l i n g en t r a n s p o r t e n N o o r d w i j k r a a i 0-8 j a a r , Dr = 0.05 m Voor h e t v e r t r o u w e n i n de modelberekeningen i s h e t b e l a n g r i j k , v a s t t e s t e l l e n d a t h e t p r o f i e l d a t z i c h o n t w i k k e l t n i e t b e l a n g r i j k a f w i j k t van de aanwezige p r o f i e l e n . I n f i g u r e n 3.5 t/m 3.7 worden de berekende p r o f i e l e n na 2 j a a r v e r g e l e k e n met een a a n t a l omliggende p r o f i e l e n . Op de meeste punten l i g g e n de berekende p r o f i e l e n binnen de n a t u u r l i j k e omhullenden van de p r o f i e l e n .

•1000 - 8 0 0 -60G -400

AFSTAND TOT W.L. (m) —

-00 2 0 0

-?2ÖÖ -lÓOO - 8 0 0 - 6 0 0 ^^400 ^200 O 200

AFSTAND TOT W.L. (m)

F i g . 3.6 D e l f l a n d r a a i na twee Jaar v s . omliggende p r o f i e l e n 19 t/m 22

^ ^ - ^ 2 0 0 - 1 0 0 0 - 8 0 0 " ' - 6 0 0 -AOO - 2 0 0 " "6 2 0 0

AFSTAND TOT W.L. (m)

F i g . 3.7 Woordwljk r a a i na twee j a a r v s . omliggende p r o f i e l e n 23 t/m 27

Ter v e r g e l i j k i n g i s i n f i g u u r 3.8 een n i e t a f g e r e g e l d e b e r e k e n i n g van de o n t w i k k e l i n g van de D e l f l a n d r a a i weergegeven met een r u w h e i d s -waarde van 1 cm. D i t t o o n t eens t e meer de noodzaak aan, de parameters a f t e s t e l l e n op de l a n g j a r i g e p r o f i e l o n t w i k k e l i n g e n .

AFSTANÜ TOT HSP (m)

Fig. 3.8 P r o f i e l o n t w i k k e l i n g en t r a n s p o r t e n D e l f l a n d r a a i 0-8 j a a r , Dr = 0.01 m

In t e g e n s t e l l i n g t o t eerdere v e r s i e s van h e t model h e e f t deze v e r s i e n i e t de n e i g i n g i e d e r e bankvormlng t e onderdrukken; met name door h e t m o d e l l e r e n van een t r a a g h e i d s e f f e c t i n h e t b r e k i n g s p r o c e s kunnen i n p r i n c i p e banken b l i j v e n bestaan. D i t i s b i j de Egmond-raai h e t s t e r k s t z i c h t b a a r ; i n mindere mate b i j de N o o r d w i j k - en de D e l f l a n d - r a a i .

Over de meest zeewaartse bank kan voor Egmond en N o o r d w i j k worden g e s t e l d , d a t h i j a l s vorm t e onderscheiden b l i j f t ; gemiddeld v i n d t een m i g r a t i e i n zeewaartse r i c h t i n g p l a a t s , w a a r b i j de a m p l i t u d e afneemt. D i t gedrag i s r e d e l i j k i n overeenstemming met h e t b e e l d z o a l s b i j v o o r -b e e l d g e s c h e t s t door Nanninga ( 1 9 8 4 ) .

De meest k u s t w a a r t s e bank houdt n i e t s t a n d ; b l i j k b a a r s p e l e n andere processen, z o a l s genoemd i n 2.1, h i e r een g r o t e r o l . De p r o f i e l v o r m over de bovenste 4 m van h e t n a t t e p r o f i e l komt e c h t e r r e d e l i j k overeen met de t i j d g e m i d d e l d e p r o f i e l v o r m .

De omvang van h e t g e b i e d , waar d u i d e l i j k een i n t e r a c t i e tussen p r o f i e l en t r a n s p o r t v e r l o o p p l a a t s v i n d t , de 'dynamische' o f ' a k t i e v e ' zone, kan worden a f g e l e i d u i t de t r a n s p o r t v e r l o p e n i n f i g . 3.2 t/m 3.4. Deze zone s t r e k t z i c h u i t t o t ca. 800-1000 m u i t de k u s t , t o t een d i e p t e van ca. 8 m. Door de zeerand van d i t gebied wordt b i j a l l e p r o f i e l e n i n de orde van 10 m^/m'/jaar aangevoerd. D i t zand wordt e c h t e r b i j de v e r s c h i l l e n d e p r o f i e l e n op andere p l a a t s e n a f g e z e t , zodat h e t bovenste d e e l van h e t p r o f i e l i n h e t ene g e v a l aanzandt, en i n h e t andere g e v a l e r o d e e r t . Als maat voor h e t kustgedrag kan worden genomen de v e r p l a a t -s i n g van de -1 m l i j n i n de t i j d tu-s-sen 2 en 7 j a a r na de -s t a r t van de b e r e k e n i n g , z i e f i g . 3.9 t/m 3.11. Ter v e r g e l i j k i n g worden de berekende waarden h i e r v a n voor de d r i e r a a i e n gegeven:

D e l f l a n d : ca. -1.5 m/jaar N o o r d w i j k : ca. + 4 m/jaar Egmond : ca. O m/jaar

O O Ol-i

O O l„ l „ „ I I I 1 1 — I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.00 1.00 a.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 a.oo 9.00 TIJD (J) F i g . 3 . 1 1 V e r l o o p 1 m d i e p t e l i j n i n de t i j d ; N o o r d w i j k r a a i

Deze g e t a l l e n z i j n u i t e r a a r d i n d i c a t i e f ; met u i t w i s s e l i n g van zand t u s s e n n a t p r o f i e l en duinen door w i n d t r a n s p o r t i s b i j v o o r b e e l d geen r e k e n i n g gehouden. Toch kunnen b l i j k b a a r u i t g l o b a l e v e r s c h i l l e n i n p r o f i e l v o r m l a n g d u r i g e v e r s c h i l l e n i n k u s t l i j n g e d r a g v e r k l a a r d worden. Een b e l a n g r i j k e parameter h i e r b i j l i j k t de h o e v e e l h e i d zand i n de a k t i e v e zone t e z i j n ; deze i s i n N o o r d w i j k d u i d e l i j k g r o t e r dan voor Egmond, d a t weer een w e i n i g meer zand bevat dan D e l f l a n d . I n onder-staande t a b e l s t a a n de hoeveelheden zand i n een r e c h t h o e k t u s s e n NAP -8 m en NAP +0 m v e r m e l d .

D e l f l a n d : ca. 2350 m3/m' N o o r d w i j k : ca. 3700 m3/m' Egmond : ca. 2450 m3/m'

Het N o o r d w i j k - p r o f i e l h e e f t d u i d e l i j k zeer v e e l meer zand i n de a k t i e v e zone; nemen we aan, d a t de Egmond-raai ongeveer i n e v e n w i c h t i s , dan z a l de w a t e r l i j n van de N o o r d w i j k r a a i reageren op d i t o v e r -s c h o t door zeewaart-s t e v e r p l a a t -s e n ; op deze manier w o r d t h e t volume van de a k t i e v e zone v e r k l e i n d met ongeveer de v e r p l a a t s i n g s s n e l h e i d maal de hoogte van de a k t i e v e zone, dus met ongeveer 4 * 8 = 32 m3/m'/ j a a r . Het i s t e verwachten d a t d i t tempo afneemt naarmate h e t p r o f i e l d i c h t e r b i j een e v e n w i c h t s s i t u a t i e komt, zodat h e t i n de orde van v i j f t i g t o t honderd Jaar zou duren, v o o r d a t h e t p r o f i e l e c h t i n even-w i c h t i s . Doordat de a k t i e v e zone i n t u s s e n gevoed even-w o r d t v a n u i t d i e p e r w a t e r en door l a n g s - t r a n s p o r t g r a d i e n t e n , z a l d i t e v e n w i c h t waar-s c h i j n l i j k n o o i t b e r e i k t worden. De hypothewaar-se van Edelman ( I 9 6 7 ) , b l z .

1 8 , d a t de v e r s c h i l l e n i n j a a r l i j k s e t r e n d s worden v e r o o r z a a k t door v e r s c h i l l e n i n p r o f i e l v o r m , wordt dus door d i t model b e v e s t i g d .

De k o r t d u r e n d e v a r i a t i e s van de -1 m l i j n z i j n g r o o t , i n de orde van 20 m, t e n o p z i c h t e van de j a a r l i j k s e t r e n d s . D i t i s i n overeenstemming met h e t b e e l d d a t u i t zogenaamde ' b l i k s e m g r a f l e k e n ' wordt v e r k r e g e n .

De t r a n s p o r t v e r s c h i l l e n over de banken z i j n i n de orde van t i e n t a l l e n m3/m'/jaar en daarmee van de goede orde van g r o o t t e .

Op grond van h e t bovenstaande kan worden g e c o n c l u d e e r d , d a t de ge-noemde g l o b a l e k a r a k t e r i s t i e k e n van de p r o f i e l o n t w i k k e l i n g e n l a n g s de H o l l a n d s e k u s t k w a l i t a t i e f goed worden weergegeven door h e t model. Een u i t z o n d e r i n g h i e r o p wordt gevormd door de meest k u s t w a a r t s e banken b i j de Egmond- en N o o r d w i j k - r a a i e n .

Aan h e t b e g i n van deze s e c t i e i s reeds g e s t e l d , d a t een g e d e t a i l l e e r d e i j k i n g van h e t model aan waargenomen p r o f i e l o n t w i k k e l i n g e n n i e t goed m o g e l i j k i s . Toch i s t e r i l l u s t r a t i e van d i e m o e i l i j k h e i d een p o g i n g h i e r t o e ondernomen. B i j km-paal 70, 70.5 en 71 z i j n i n 1983, h e t j a a r waarover g e d e t a i l l e e r d e golfgegevens b e s c h i k b a a r z i j n , twee keer de p r o f i e l e n gemeten. G e t r a c h t i s , h e t v e r l o o p van h e t gemiddelde van deze p r o f i e l e n 'na t e rekenen'. Dezelfde i n s t e l l i n g a l s b i j de e e r d e r e b e r e k e n i n g e n i s gehanteerd, en h e t b e t r e f f e n d e g e d e e l t e van de gemeten t i j d r e e k s van g o l f r a n d v o o r w a a r d e n i s g e b r u i k t . I n f i g . 3.12 i s h e t r e s u l t a a t weergegeven. De v e r s c h i l l e n t u s s e n gemeten en berekende p r o f i e l o m t w i k k e l i n g z i j n g r o o t . Ten e e r s t e i s e r een toename i n t o t a l e inhoud van de gemeten p r o f i e l e n i n de orde van 150 m3/m' ; over de a n d e r h a l v e k i l o m e t e r d i e de p r o f i e l e n beslaan i s d i t ca. 200.000 m^. D i t i s van een t o t a a l andere orde dan de g l o b a l e l a n g s t r a n p o r t g r a -d i e n t e n kunnen v e r o o r z a k e n , o f -dan -door -d w a r s t r a n s p o r t u i t -d i e p e r w a t e r kan worden aangevoerd. Een g e d e e l t e h i e r v a n kan w e l l i c h t v e r -k l a a r d worden door s y s t e m a t i s c h e m e e t f o u t e n ; w a a r s c h i j n l i j -k s p e l e n oo-k zandgolven een r o l . Ook de p r o f i e l v o r m kan h i e r d o o r w a a r s c h i j n l i j k beïnvloed worden. Voor zover met b e t r e k k i n g t o t h e t modelgedrag e n i g e c o n c l u s i e s kunnen worden g e t r o k k e n , l u i d e n deze:

de meest k u s t w a a r t s e bank v e r p l a a t s t z i c h i n zeewaartse r i c h t i n g , maar v l a k t d a a r b i j t e v e e l u i t ;

de zeewaartse h e l l i n g e n van de banken b l i j v e n goed gehandhaafd; de berekende t r a n s p o r t v e r s c h i l l e n over de banken z i j n van de goede o r d e van g r o o t t e .

A l s c o n c l u s i e van deze s e c t i e kan g e s t e l d worden, d a t met h e t model geen g e d e t a i l l e e r d e weergave van k l e i n s c h a l i g e processen kan worden b e r e i k t , doch d a t een a a n t a l g l o b a l e k a r a k t e r i s t i e k e n van p r o f i e l o n t -w i k k e l i n g l a n g s de H o l l a n d s e k u s t kunnen -worden g e s i m u l e e r d . Het g e b r u i k van h e t model a l s i n s t r u m e n t voor een v e r g e l i j k e n d e a n a l y s e van h e t e f f e c t van i n g r e p e n i n de p r o f i e l v o r m op genoemde k a r a k t e r i s -t i e k e n l i j k -t dan ook g e r e c h -t v a a r d i g d .

- 2 . 5

7.!

;200 - i d O O -BOO - 6 0 0 " -AOO

AFSTAND TOT RSP (rn]

" - 2 0 0 _{2 0 0}

F i g . 3.12 H i n d c a s t gemiddelde van TAW-raaien 70, 70.5 en 71 van 220283 t o t 101183