Kustverdediging

I

I

I

I

I

I

_{rijkswaterstaat}

I

directie waterhuishouding en waterbeweging

district kust en zee

I

I

nota

WWKZ-79G003 KUSTVERDEDI GING

I

I

I

I

I

projwctcocle 1.

17

b

1015

b

1010

I

auteur{I):ir H.Speekenbrink datum: mei 1979

I

bijlagen:lamenvattingz:ie blz

50

I

Inhoudsopgave

I

I

1. Inleiding 2. Benodigde gegevens 3. Strandhoofden 4. Laterale dammen

I

I

I

5. Constructies tegen winderosie 6. Kunstmatige grindstranden 7. Direkte verdedigingen

8. Kustbogen tussen vaste punten 9. Strandsuppleties

10. Duinversterkingen

11. Overige kustverdedigingsmaatregelen 12. Tenslotte.

I

I

I

•

~

_

1

- -

-

--

-

-

-

-_

.

.__.__ .__ .______ _. - ...-__ . -.--- ----.----.-.- - ---c--~

I

rijkswaterstaat

behoort bIj: bladnr: 2 Nota nr. WWKZ-79G003

I

I

•

1. Inleiding

Zandige kusten, zoals langs de Nederlandse Westkust en op de Waddeneilanden, zijn onder invloed van getij, golven en wind steeds in beweging en kunnen

daarbij in een zgn. dynamisch evenwicht verkeren, aangroeien of

achteruit-gaan.

De aangrenzende duinenrij vormt een natuurlijke verdediging tegen de zee en

11

beschermt het lager gelegen achterland tegen overstromingen en golfaanval,

I

I

zelfs bij hoge waterstanden, de zgn. stormvloeden. Voorts vormen de duinen een buffervoorraad zand, waaruit bij zware stormen de eventueel optredende erosie van het strand (deels) gecompenseerd kan worden.

Bij voortgaande achteruitgang van het strand kunnen de duinen zo smal worden, dat doorbraak bij extreme stormen dreigt. Dan zullen aanvullende maatregelen voor kustbescherming dienen te worden genomen.

Ook in gebieden, die aangroeien of in dynamisch evenwicht verkeren, kunnen maatregelen tot verdediging noodzakelijk zijn, wanneer de aanwezige zeewering niet aan bestaande eventueel aan nieuwe inzichten aangepaste ontwerp-criteria

voldoet.

I

I

I

I

11

Het ontwerp-criterium geeft de kans op bezwijken aan, welke door de kust

be-heerder of het oppertoezicht (in Nederland het Rijk) wordt geaccepteerd. Deze

11

kans kan worden afgeleid uit een economische beschouwing, waarbij de gekapitali-seerde kosten van de kustverdediging als functie van ontwerpnorm worden afgewogel tegen de gekapitaliseerde schade aan economische waarde van het te beschermen gebied als functie van de schadekans (schadekans= ontwerpnorm). Ook imponde-rabele factoren als schade aan mensen en milieu zullen in de afweging betrokken

11

moeten worden.

In Nederland is het thans geldende ontwerpcriterium de zgn. Deltanorm, volgens

11

welke norm de zeewering een stormvloed met een overschrijdingskans van 1% per eeuw nog net moet kunnen weerstaan.

Op grond van de ontwerpnorm kunnen bijbehorende ontwerpcondities (waterstand,

golven etc.) worden afgeleid uit een statistisch onderzoek van deze condities. Over het algemeen wordt per parameter, zbals golfhoogte, waterstand etc. die

I

•

I

grootte aangehouden welke een kans op overschrijden heeft gelijk aan de ont-werpnorm. Deze zgn. "deterministische" benadering is echter een te conservatieve

11

aanname, daar zodoende de maximale waarden van de verschillende parameters gesuper poneerd worden. Beter is het dan ook een zgn. "probabilistische" benadering

I

te kiezen, waarbij het voorkomen van de verschillende grootheden in hun onder-•

I

§

ti

'"

__

_

_-;

_I

--

j

I

rijkswaterstaat

I

behoort biJ: bladnr: 3 Nota nr. WWKZ-79G003

I

I

•

linge samenhang wordt bekeken. Deze laatste methode vereist echter een veel grondiger onderzoek waar het voorkomen van de diverse parameters, waarbij

I

simultane metingen vereist zijn.

1

Bij een keuze voor een kustverdedigingssysteem spelen naast de ontwerpcondities

een groot aantal andere aspecten een rol zoals het gedrag en.de aard van de even-tueel aanwezige waterkering (aan welke ontwerpcriteria voldoet de bestaande zee-wering, kan bij een achteruitgaande kust nog enige achteruitgang worden

toege-laten of moet worden gestabiliseerd of zelfs enige aanwinning worden nagestreefd?) Daar meestal de nodige tijd verloopt tussen het moment, waarop besloten wordt dat aanvUllende maatregelen noodzakelijk zullen zijn, en het moment, dat deze.

maatregelen werkzaam zullen worden, door de noodzakelijke studies, wettelijke procedures, uitvoering etc.,dient de keuze voor een bepaald systeem mede be-paald te worden door de te verwachten kustontwikkelingen in de naaste toekomst.

(5 à 10 jaar).

I

I

I

I

-I

I

Voorts worden eisen gesteld door eventuele (stedelijke) bebouwing in de zeewering, natuurbehoud en milieu, recreatiebehoeften, waterwinning uit de duinen etc.

Tenslotte mag ook de economie niet vergeten worden , waartoe per in aanmerking komend kustverdedigingsalternatief een kosten-batenanalyse dient te worden opge-steld, waarbij ook de eventuele onderhoudskosten dienen te worden meegenomen. Uiteraard maken de uitvoeringsmogelijkheden en het daarbij te gebruiken mate-rieel, zowel bij aanleg als bij onderhoud, een integrerend deel van het ontwerp uit.

I

I

I

Naar het gedrag van de kust kunnen de volgende aanvullende kustverdedigingsmaat

-regelen worden onderscheiden:

I

I

I Kust in dynamisch evenwicht

1. Verzwaring kustprofiel (duinverzwaring)

2. Versterking kustprofiel (ombouw van duinen tot dijken)

1

•

_{3. Direkte verdediging taludbescherming aan zeezijde duinprofiel)} 4. Verborgen kering (talud bescherming in duinmassief)

5. Aanwasbevorderende maatregelen.

I

11 Aangroeiende Kust

•

- als bij I

I

o ti N

I

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 4 Nota nr. WWKZ-79G003

I

•

1. Erosie-remmende maatregelen 2. Erosie-compenserende maatregelen

I

111 Eroderende Kust

eventueel in combinatie met maatregelen genoemd bij I

I

De erosie-remmende maatregelen kunnen worden onderscheiden in twee groepen

A. Maatregelen om de uitwendige condities aan te passen.

a. Reductie stroomaanval vnl. d.m.v. constructies loodrecht op de kust als

bijv. strandhoofden

b. Reductie golfaanval vnl. d.m.v. constructies evenwijdig aan de kust laterale dammen.

I

I

c. Reductie windaanval d.m.v. constructies op het droge strand als

stuifschermen en vegetatie.

I

I

B. Maatregelen welke de kust aanpassen

a. verhoging resistentie kustmateriaal (overeenkomend met maatregelen

ge-noemd onder I 3)

1. flexibele verdediging als grindstranden

2. star:reverdedigingals bijv. strandmuren

b. aanpassing kustalignement door het creëren van een "evenwichts"alignement

door aanleg van vaste punten.

I

I

I

De erosie compenserende maatregelen bestaan uit:

het weer aanvullen van het geërodeerde materiaal door uitvoering van

strand-__?uppleties.

I

I

Ook zou een onderscheid kunnen worden gemaakt naar het gedrag van het verdedi-gingssysteem :

- flexibele systemen als strandsuppleties, grindstranden e.d.

- starre constructies als basaltglooiingen, dijken etc.

_ mengvormen als strandh6ofden, golfbrekers, verborgen keringen e.d.

• In deze nota zal worden ingegaan op de (semi) flexibele verdedigingssystemen,

waarbij eerst de maatregelen bij eroderende kusten zullen worden behandeld.

De dijken blijven geheel buiten beschouwing. De voor- en nadelen van de verschil-I

lende constructietypen zullen nader worden toegelicht. Alvorens hierop wordt

in-I

I

I

gegaan zal kort aandacht worden besteed aan de gegevens, welke voor een

verant-woord ontwerp noodzakelijk zijn .

I

•

8 o ti N

I

-- - _

1

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

rijkswaterstaat

behoort bij: _Nota nr. WWKZ-79G003 bladnr: ₅

2. Benodigde gegevens

•

2.1. Inleiding

Voor het ontwerp en de uitvoering van kustverdedigingswerken is het nood-zakelijk om te beschikken over gegevens betreffende de hydraulische, meteorologische, geologische en grondmechanische omstandigheden in het te beschouwen gebied, alsmede over gegevens met betrekking tot de beschikbaarheid van bouwmaterialen en uitvoeringsmaterieel. Deze rand-voorwaarden zijn niet alleen van belang bij de hoofddimensionering en vormgeving van kustverdedigingswerken doch ook voor het ontwerp van de onderdelen van de konstruktie.

Voorts kan uit deze gegevens een indruk worden verkregen omtrent de werk-omstandigheden tijdens de uitvoering.

~.2. Hydraulische gegevens 2.2.1. Waterstanden

De waterspiegel varieert als gevolg van het astronomisch getij en wordt tevens bëInvloed door o.a. windeffecten (stormvloeden), golfeffecten

(golfopzet), luchtdrukverschillen (buistoten), en door het optreden van tsunamis (opgewekt door aardbevingen, vulkaanuitbarstingen onder water).

Door een aantal van de hiervoor genoemde effecten kunnen staande golven

/

•

worden opgewekt (seiches). De periode van deze waterstandsfluctuaties varieert van een paar minuten tot enkele dagen.

Ook waterstandsvariaties met veel langere perioden (halfjaarlijks tot veeljaarlijks) kunnen voorkomen als gevolg van klimaatschommelingen en de zgn. relatieve zeespiegelwijziging.

Voor het ontwerp van de constructies spelen vooral de extreme waterstan-den een belangrijke rol. Op grond van overschrijdings-frequentie

-krommen van waterstanden, gebaseerd op gegevens over een zolang moge-lijke waarnemingsperiode, kan uitgaande van de economisch toelaatbare schade, een ontwerpwaterstand worden bepaald.

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 6 Nota nr. WWKZ-79G003

I

I

I

•

2.2.2. Golven

Golven (windgolven en deining) zijn waterstandsvariaties met een korte

I

periode (seconden). Zij zijn altijd aanwezig en vormen een van de

belang-rijkste factoren bij het ontwerpen van kustverdedigingssystemen. Het in

11

de natuur voorkomende onregelmatige golfveld wordt vaak beschreven met

behulp van twee parameters, de significante golfhoogte (de gemiddelde

I

1 .

golfhoogte van het /3 deel hoogste golven in een golfregistratie) en de

gemiddelde golfperiode (de gemiddelde golfperiode tussen de opgaande nUl-1l

doorgangen in een golfregistratie) , hoewel tegenwoordig steeds meer wordt

overgegaan op de beschrijving van een golfveld door middel van een golf-

I

energiedichtheidsspectrum.

In relatief ondiepe kustwateren zal de golfhoogte beperkt worden door de

I.

beschikbare waterdiepte.

Het gedrag van een kust wordt bepaald door de dagelijks optredende omstan

-digheden, terwijl de meer starre con~tructies ontworpen dienen te worden

11

op meer extreme condities. Het zal dus duidelijk zijn dat beschikt moet

kunnen worden over.de frequenties van voorkomen van golfhoogten en .golf-

11

perioden, mede in relatie tot de waterstand. Daar de golfhoogten en

perioden stochastisch van aard zijn, dienen golfgegevens over een lange

J

waarnemingsperiode verzameld te worden. Daar de gegevens meestal op diep

water verzameld worden, dienen ze voor het te beschouwen gebied omgere-

I

kend te worden met behulp van refractie, diffractie en shoaling bereke-ningen, waarbij ook aandacht besteed moet worden aan het breken van golven

op ondiepten. De meer extreme ontwerpgolfhoogte kan behalve uit de over-I

schrijdings-frequentiekromme van golfhoogten, gebaseerd op waarnemingen,

ook bepaald worden door een ontwerpstorm te kiezen, en vervolgens golf~

11

opwekkingsberekeningen toe te passen.

•

1

I

I

• co t-g q o N

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

rijksw

a

terstaat

behoort bij: biadnr: 7 nr. WWKZ-79GOO 3 Nota • 2.2.3. Strominqen 2.3. 2.4 ..

•

•

Als gevolg van de waterstandsvariaties, getij en golven e.d. worden stro-mingen opgewekt. Deze strostro-mingen zijn met name van belang voor het mate-riaaltransport.

Stroombeelden (richting en snelheid) in verschillende fasen van het getij

(eb en vloed) en in verschillende fasen van de getij cyclus (doodtij-springtij) dienen te worden vastgesteld. Dit kan zowel op grond van fre-quente metingen als op basis van (twee-dimensionale) getijberekeningen. Voorts zal op diverse punten de stroomsnelheidsverdeling in de verticaal

moeten worden bepaald. Binnen de brandingszone worden bij scheef

inval-lende golven brandingsstromen evenwijdig aan de kust opgewekt. Daar in

deze zone over het algemeen zeer moeilijk te meten is, zal de grootte

van deze stromen voornamelijk berekend moeten worden als functie van de optredende golfcondities. Onder bepaalde condities kunnen de

brandings-stromen zeewaarts afbuigen, de zgn. muibrandings-stromen.

Van de meteorologische gegevens zijn met name windgegevens van belang. Door de wind worden golven opgewekt, ontstaan stormvloeden en worden met

name op ondiep water stromingen opgewekt, welke de normaal optredende

getijstromen volledig kunnen overheersen. Voorts kan op het droge strand materiaaltransport veroorzaakt worden, hetgeen aanleiding kan geven tot winderosie. Frequentieverdelingen van windsnelheden en richting dienen derhalve te worden bepaald.

De morfologische gegevens zijn met name van belang voor het bepalen van het kustgedrag. Met behulp van kaarten en kustprofiel-opnemingen over langere tijd kan het gedrag van het beschouwde kustgedeelte worden

bepaald. Uit de vormveranderingen van morfologische eenheden als strand-haken, vlijen etc. kan een idee worden verkregen van de resulterende materiaal transport-richtingen en mogelijk ook van de grootte van deze transporten.

-I

rijkswaterstaat

I

•

2.5. • 2.6. •

§

ó

'"

behoort bij: _Nota nr. WWKZ-79G003

bladnr: ₈

I

Ook de materiaal-karakteristieken zijn voor het kustgedrag van belang • In het algemeen worden bij grovere zanden steilere strandhellingen gevonden, dan bij fijnere sedimenten.

Voor het bepalen van de sediment-karakteristieken dienen bodemmonsters genomen te worden eventueel aangevuld met boormonsters voor de diepere lagen, van welke monsters vervolgens in een laboratorium de korrelverde-lingen kunnen worden bepaald.

I

I

I

Geoloqische qeqevens

I

I

Kennis van de geologische opbouw van de te beschouwen kustzöne is van

belana voor het bepalen van de mogelijkheden van sediment toe- en afvoer

11

naar en uit het beschouwde aebied (beschikbare hoeveelheden erodeerbaar

sediment) •

11

Ook de grondmechanische stabiliteit van de aan te leggen constructie

wordt deels beoaald door de geologische oobouw van de ondergrond (VOOrkoli

men van klei- en veenlagen. Aan de hand van de resultaten van geophysisch onderzoek, aangevuld met grondboringen, kunnen geologische kaarten en

geologische profielen worden gemaakt.

I

Een andere belangrijke geologische factor vormt de relatieve zeespiegel-

I

rijzing welke voor het ontstaan van onze (en andere) kustgebieden van groot belang is geweest en nog steeds is. De relatieve zeespiegelrijzing

wordt door een groot aantal factoren bepaald. Daartoe behoren factoren,

11

die het absolute zeeniveau bepalen als b.v. de stijging van de

zeespie-gel t.g.v. de toename van de watermassa door afsmelten van landijs en

11

ijskappen aan de polen, klimaatschommelingen etc. en factoren, die

bodem-daling kunnen veroorzaken als klink van de sedimentafzettingen, ~ecto-

J

nische beweging etc. In Nederland bedraagt de relatieve zeespiege]:rijzin

thans ca. 10 - 20 cm. per eeuw.

I

I

Voor de bepaling van de stabiliteit van de ondergrond (zettinçen) zijn

gegevens benodigd over de draagkracht van de bodem. Deze gegevens betrefll

fen grondsoorten in de verticaal met korrelverdelingsanalyses van de zan

den en sondeerwaarden. Deze aeaevens kunnen worden verkreqen uit

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

rijkswaterstaat

.

•

2.7.

•

•

behoort bij: _Nota nr. WWKZ-79GO03 bladnr:

9

qrondboringen en sonderingen aangevuld met het in 2.5. genoemde geolo-gisch onderzoek.

Andere gegevens

Bovendien kunnen afhankelijk van het te beschouwen gebied nog een groot aantal andere gegevens van belang zijn" zoals planologische gegevens, gegevens met betrekking tot recreatie, ecologische gegevens etc. In arcti -sche gebieden zal voorts ook nog met het voorkomen van ijs rekening die -nen te worden gehouden. Op dit soort gegevens zal hier verder niet wor

-den ingegaan.

--I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 10 Nota nr. WWKZ-79G003

I

I

I

•

3. Strandhoofden

I

3.1.

Strandhoofden vormen een van de oudste vormen van kustverdediging in Nederland en worden reeds eeuwenlang toegepast met overwegend positief resultaat. Zo waren b.v. in 1547 reeds 22 hoofden aangelegd ter plaatse van de Hondsbossche Zeewering, welke echter door verwaarlozing in 1625

I

I

weer waren verwoest.

Waarschijnlijk komt dit type kustverdediging het meest voor. Toch moet

11

gesteld worden dat (nog) geen volledig inzicht bestaat in de werking

van strandhoofden en de daarbij optredende processen ook t.a.v. de e~~ekll

ten daarvan op de aangrenzende (onverdedigde) kustvakken.

In principe komt de werking van een strandhoofd er op neer, dat een

gedeelte van het langstransport (sedimenttransport in de brandingszone

I

evenwiidiq aan de kust) wordt onderscheot. Strandhoofden vormen dus

I

alleen een effectieve verdediqina in kustvakken. waar de erosie voorna-meliik door'lanqstransoort wordt veroorzaakt. De mate van reductie van het lanqstransoort is afhankeliik van de hooate. lenate en doorlatend-

11

heid van het strandhoofd en van de onderlinae afstand tussen de hoofden.

On veel nlaatsen zi;n strandhoofden met succes toeaeoast: on andere

11

aedeelten bli;kt de kust noa (zeer) lanazaam achteruit te aaan.

In die aevallen waar ze niet hebben voldaan moet dit dan ook worden toe1l

aeschreven aan een niet funktioneel ontwero al of niet veroorzaakt door het niet onderkennen van de ontredende kustorocessen.

Zo zi;n er aevallen dat een bedreicrdkustvak met redeli;k succes werd

I

•

beschermd terwi;l aan de li;zi;de van de zanddrift een ernstiae insCha-

1

rina na het laatste hoofd ootrad (b.v. desti;ds de kust van Walcheren

bi; Oostkaoelle).

Voorts dient bi; de beschouwina over de verdediaincr met strandhoofden

11

onderscheid te worden aemaakt in aevallen dat het lancrstransportpri-mair plaatsvindt door:

I

a. golven (branding), waarbij het kust-dwarsprofiel de parabolische vorm

benadert •

I

• CZ)

r-s

o Ó

'"

I

~--_

..

_l

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

~

q o N

I

r

i

j

k

s

waterstaat

behoort bij: bladnr: Nota 11 nr. WWKZ-79G003

•

b. getij-en andere stromingen, waarbij soms een geul voor het strand

aanwezio-is.

c. combinaties van a. en b.

3.2. Klassificaties

Voor zover het vormgevings-, dimensionerings- en materiaalkeuze betreft kunnen de volgende classificaties worden opgesteld:

Lengte lang Onderlinge afstanden groot klein -

i-!

Dwarsprofiel stroomlijnvormig kort Hoogte laag hoog Lenote orofiel horizontaal hellend combinaties obstakel combinaties Doorlatendheid Nastelmogelijkheid niet nastelbaar nastelbaar combinaties doorlatend ondoorlatend combinaties •

•

Materialen hout staal beton grind natuursteen zandasfalt gietasfalt asfaltbeton rijshout kunststoffen

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 12 Nota nr. WWKZ-79G003

I

I

I

3.3.

•

De volgende constructie-typen kunnen worden onderscheiden:

I

- st~nen hoofden - paalhoofden

I

- paalrijen

I

damwanden

I

3.3.1. Stenen hoofden

Voor de verdediging van achteruitgaande kusten in Nederland zijn van

I

oudsher hoofden toegepast, bestaande uit een rijshouten onderlaag met

steenbezettina tussen tuinen. Deze werden 00 het afnemende (steile)

11

strand aanaelead met de kruin onder dezelfde hellina als

die

van het

strand; een bodembeschermina voor de koo ontbrak. (zie fiauur 3.1.).

11

Deze hoofden konden de achteruitaanq niet bliivend teqenhouden doordat

de koppen afbrokkelden. Bovendien moesten de hoofden worden aangepast

aan de dan ontstane (flauwere) strandhelling.

I

Mede op grond van de in de loop van de tijd opgedane ervaring en ver-

I

richt onderzoek ontwikkelde zich hieruit het stenen strandhoofd met ver dedigde kop en een lengteprofiel, aangepast aan de evenwichtsligging van het verdedigde strand of zelfs met een horizontaal lengteprofiel al of niet met een worteleinde. (zie figuur 3.2. en 3.3.)

Deze strandhoofden zijn qua classificatie laag en ondoorlatend.

I

3.3.2. Paalhoofden

•

Langs stranden met een relatief groot getijverschil (Zeeland) en waar

de maximale vloedstroomsnelheden bij hogere waterstanden optreden zijn

11

van oudsher paalhoofden toegepast; deze bestaan in het algemeen uit twee '

(open)paalrijen (tot boven HW) op onderlinge afstand van 1,75 m.

11

Tussen, langs en voor de kop van de paalrijen is een verdediging

aange-•

bracht. Aanvankelijk ontbrak voor de kop een bodembescherming.

Figuur 3.4. geeft een voorbeeld van een dergelijke konstruktie •

Paalhoofden zijn relatief hoge, sterk doorlatende konstrukties.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

C!

~

o N

r

i

jkswate

rstaat

behoort bij: bladnr: 13 nr. WWKZ-79G003 Nota

•

3.3.4. 3.4. •

•

Sedert enkele jaren worden experimenten uitgevoerd met paalrijen welke zonder meer in de zandbodem worden geheid en waar elke verdediging en bodembescherming voor de kop van het hoofd ontbreekt, zie figuur 3.5. Afgewacht moet worden of deze altijd effectief werken.

Met name zal het ontbreken van de bodembescherming voor de kop tot nega

-tieve resultaten aanleiding kunnen geven.

(Dam)wand hoofden

Deze ondoorlatende wanden kunnen bestaan uit houten, stalen of betonnen damwand, zie figuur 3.6.

Werking strandhoofden

Afhankelijk van de hoogte, lengte en doorlatendheid reduceert een strand-hoofd in meerdere of mindere mate he~ langstransport. Om het langs

-transport geheel te onderscheppen moeten de hoofden onqoorlatend zijn en zich tot buiten de brandingszóne uitstrekken met de kruin boven water.

Het zand zal dan aan de loefzijde van het hoofd accumuleren. Aan de lijzijde zal het langstransport weer worden opgebouwd, waardoor daar kustachteruitgang zal plaatsvinden (voor principe zie figuur 3.7.).

Het bovenstaande resulteert in een steiler wordend talud aan de loefzijde en een ~lauwer aan de lijzijde, omdat de belopen voor de kop van het hoofd hetzelfde niveau hebben.

Zodra het talud aan de loefzijde de maximum helling heeft verkregen, is

het accumulatieproces bëëindigd en passeert het langstransport het hoofd. Indien het hoofd zo hoog is, dat geen zandbeweging over de kruin plaats-_:_

vindt, moet alles vóór de kop passeren. Een deel van het zand zal dan afgevoerd worden naar diepere delen van de kust en derhalve niet ten goede komen van het strand, mede door het voorkomen van muistromen langs het hoofd. Een te korte onderlinge afstand tussen de hoofden zal daardoor eerder aanleiding geven tot transport naar dieper water dan bijdragen in een verbreding van het strand.

I

rijkswaterstaat

behoort bij: bladnr: 14 Nota nr. WWKZ-79G003

I

I

•

De accumulatie van zand aan de loefzijde van een strandhoofd leidt ter plaatse tot een verandering van de kustlijn. Het alignement komt meer

loodrecht op de resultante van de golfaanval te staan, eventueel

aange-I

I

past onder invloed van seizoen-invloeden (wisselende golfaanval uit

ver-I

schillende richtingen) en onder invloed van stromingen (muistromen)•

het evenwichts-alignement.

Op hun beurt hangen deze weer af van de korrelverdeling van het zand,

het golfklimaat, waterstanden en stroomcondities.

Ook de stromingen worden door strandhoofden sterk aeinvloed. Zo zullen Het zandaccumulerend vermogen hangt dus samen met het evenwichtsbeloop en

I

I

door contractie van brandingsstroom en getijstroom voor de koppen van strandhoofden hoge stroomsnelheden optreden, welke kunnen leiden tot

grote ontgrondingen.

I

Bij permeabele strandhoofden, als b.v. paalrijen, wordt het stromingspa -troon langs de kust minder sterk b~fnvloed. Door aanpassing van de

afstanden tussen de palen (grotere afstand bij het zeewaartse eind) kan

11

de snelheidsgradiënt loodrecht op de kust worden beinvloed.

Tussen de paalrijen zal door de stromingsweerstand van de paalrijen de

11

stroomsnelheid toch zodanig worden gereduceerd, dat de erosie zal afne

-men. Tussen de palen zal echter een toename van de snelheid optreden,

11

door vernauwing van het stroomprofiel, waardoor ter plaatse verdiepingen

3.5. Vormqevjnq en dimensionerinq

I

I

•

De lengte, de hoogte en het lengteprofiel, alsmede de onderlinge afstand van de hoofden hangt primair af van de mate van het langS-zandtrans~ort,1I

het golfklimaat en de stroomcondities bij variërende waters.tanden.

Behalve deze funktionele condities moet ook rekening worden gehouden metll

- het konstruktie-type

•

- uitvoeringsaspecten - onderhoudsfacetten

I

co !"- - kosten.

I

8 q o

'"

- - _

1

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

:

q o

'"

I

rijkswaterstaat

behoort bij: bladnr: Nota nr. WWKZ-79G003 15

•

De lengte van een hoofd wordt bepaald door de hoeveelheid zand welke (blijvend) moet worden "qevanqen" c.q. vastgehouden.

In elk geval moet het hoofd zo lang zijn dat genoeg materiaal wordt onder-schept, opdat de gewenste stabilisatie c.q. uitbreiding van de kust wordt gerealiseerd.

In het algemeen zullen hoofden zo'n 30 a 80 m soms 150 m afhankelijk van de omstandigheden, buiten de lijn van GLW moeten uitsteken.

Voor beschouwingen over de hoogte en het lengteprofiel wordt het hoofd verdeeld in 3 secties t.w.:

worteleinde middenstuk zee-einde worteleinde

Indien een worteleinde wordt toegepast moet dit ver genoeg in het duin doorlopen teneinde achterloopsheid te vermijden. De hoogte hangt dan af van de mate waarin zand de kruin moet passeren om de kust aan de lijzijde aan te vullen. Het lengteprofiel is evenwijdig hellend met het strand of horizontaal.

tussenstuk

•

De hoogte en het lengteprofiel van het middenstuk wordt primair bepaald door het wortel- en het zee-einde. Overigens gelden dezelfde overwegin-gen als hiervoor overwegin-genoemd. Indien geen worteleinde wordt toegepast moet het lengteprofiel van dit deel horizontaal verlopen en zover in het strand steken dat achterloopsheid wordt voorkomen.

zee-einde

Het lengteprofiel van dit deel is meestal horizontaal en het niveau zo laag mogelijk i.v.m. stabiliteit van de konstruktie t.a.v. golven •

•

-I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 16 Nota nr. WWKZ-79G003

I

I

I

•

De minimum hoogte wordt echter bepaald door uitvoerings- en

onderhouds-eisen. De hoogte en de lengte moeten in elk geval zodanig zijn dat het

ontwerpbeloop aan de loefzijde van het hoofd kan worden gerealiseerd.

I

3.5.4. Onderlinqe afstanden

I

De onderlinge afstand is een funktie van de lengte van de strandhoofden

11

en het verwachte alignement van de kustlijn (GHW) tussen de hoofden.

Daar de kustlijn zich zal ö~~ënteren in een richting evenwijdig aan de

11

invallende golfkammen , kan b~J stranden welke blootstaan aan een predomi>

-nante bijna loodrechte golfaanval de onderlinge afstand tussen de hoofd~nl

relatief groot zijn, (orde 1 km).

Bij golfaanval uit verschillende richtingen zal dit alignement variër.en

-

-I

en zal de landwaarts omhullende van de verschillende liqoinoen van het alionement moeten worqen qehanteerd.

In het aloemeen is de onderlinqe afstand in dergelijke gevallen 1 tot

11

3 maal een lengte van het hoofd en wel 150 m tot 400 m En overwegend in

de orde van 200 m.

I

I

Verschillende alignementen zijn beproefd elk met zijn voor- en nadelen t.W. rechte, geknikte en gebogen hoofden. Voorts worden van (rechte) hOOll

den richtingen onderscheiden, t.W.: inclinant resp. declinant t.O.V. d~ zanddrift en loodrecht op de kust. Een combinatie van in- en declinante -,

hoofden is een hoofd van het kaaptype. In bijna alle gevallen worden hoo -den van het lLjntype loodrecht op de kust geprojecteerd omdat hiermee de

I

meest economische oplossing worden verkregen. Modificaties hierop zijn

o.m. T- en L-vormige koppen met het hoofddoel de achteruitgang aan de

•

lijzijde te beperken. Meestal worden dan de moeilijkheden verder

I

lijwaarts verplaatst. Voorts ontstaan voor dit type

condities grotere verdiepingen langs de zeerand.

hoofden onder storm~

I

I

•

CIC)

r-s

o ei N

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

,

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: nr. WWKZ-79GO03 Nota 17

•

recht geknikt gebogen zonddrift

I T L inclinont loodrecht

declinont koop

Indien verwacht wordt, dat de aangepaste strandligging een grote hoek

zal maken met de strandrichting op het moment van aanleg van de constructie kan het aanbeveling verdienen om inclinante hoofden, loodrecht op de ver-wachte kustlijn aan te leggen om scheve golfaanval op de constructie na

stabilisatie van de kust te vermijden.

Deze overweging zal vooral in de omgeving van zeegaten een rol spelen.

3.5.6. Overwegingen t.a.v. de geometrie

---

-

---~----

-

---•

Om grote verschillen in hoogteligging ter weerszijden van een strand-hoofd te voorkomen is het gewenst dat zand wordt aangevoerd naar de

lijzijde van het hoofd. Voor een ondoor:Latand:hQo.fdbetekentdit een

rela-tief lage kruin. Een hoge kruin met daarover stromend water veroorzaakt neren (met horizontale as), waardoor verdiepingen naast het hoofd kunnen ontstaan, en is derhalve niet gunstig. Dit hangt uiteraard samen met de

fase waarin de maximum stroomsnelheden optreden t.o.v. het vertikale getij.

Bovendien heeft bij hoge hoofden, ten gevolge van de invloed van schuin op de kust gerichte wind op de waterspiegel en massa watertransport door golven, opstuwing bij het worteleinde van het hoofd plaats, waardoor onmiddellijk langs het hoofd in zeewaartse richting een stroming

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: Nota nr. WWKZ-79G003

I

bladnr: ₁₈

I

I

•

(muistroom) en daarmee gepaard gaande afvoer van zand plaatsvindt.

Ten-slotte zullen bij hoge hoofden relatief sterke stromen voor en neren

11

naast de kop optreden, mede door een diskontinu verloop van de snelheids-gradiënt Dit kan leiden tot ontgrondingen voor en naast het hoofd.

I

Op grond van deze faktoren, welke overigens nog moeilijk zijn te kwanti- .

ficeren, is er een duidelijke tendens om ondoorlatende hoofden, in prin- I·

cipe laag te houden. Gedacht moet worden aan 0,5 à 1 m boven de gemid-delde strandligging.

Indien het zeeëinde_ van hoofden in steenzetwerk wordt uitgevoerd is i.v.m. het onderhoud een minimum kruinhoogte van 0,75 à 1 mboven GLW nodig.

Tenslotte is er een belangrijk facet t.a.v. de stabiliteit van de

I

konstruktie-onderdelen vooral t.a.v. golfaanval.

11

Hoe lager het hoofd hoe minder golfaanval, vooral in extreme omstandig-heden, zodat economischer kan worden geconstrueerd.

I

Uitgaande van'een vastgestelde kruinhoogte, zal het dwarsprofiel moeten worden bepaald. Hierbij dient niet alleen rekening te worden gehouden met een hydraulisch gunstige vorm, maar ook met een (dagelijks) vari~renll ligging van het strand ter weerszijden van het hoofd. In konstruktieve zin betekent dit dat de flanken zodanig gekonstrueerd moeten worden

11

dat dergelijke variaties opgenomen kunnen worden. In het algemeen zal ervoor moeten worden gezorgd dat de bovenkant van de flank nagenoeg overl eenkomt met de laagste strandligging ter plaatse.

I

•

In het geval dat nog enige achteruitgang van de kust kan worden geaccep-II teerd worden de hoofden op de meest economische wijze op het strand

(en zeebodem) aangelegd, d.w.z. de koppen steken tijdens aanleg relatiefll niet ver buiten de GLW-lijn, uit.

Indien met de aanleg direct stabilisatie dient te worden bereikt kunnen

I

drie wegen worden gevolgd:

•

1e) Aanleg direkt op het strand (en zeebodem), waarbij de hoofden verde1 buiten de GLW-lijn worden uitgebouwd. Hierbij wordt het zand op 8 o ei N

I

.

l

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

:

C! o

'"

I

rijkswaterstaat

behoort bij: bladnr: nr.WWKZ-79GO03 Nota 19

•

natuurlijke wijze "gevangen" .

2e) Idem, doch het zand wordt kunstmatig aangebracht. 3e) Aanleg op zandvoeding.

In de gevallen dat uitbreiding van de kust wordt nagestreefd is het eco-nomischer eerst zand op de kust en de zeebodem aan te brengen, en daarna de hoofden te bouwen. Zodoende komen de koppen van deze hoofden relatief ver zeewaarts van de oorspronkelijke lijn van GLW. Als langs zo'n kust periodiek een zandgolf beweegt zoals kan voorkomen in de omgeving van

zeegaten, kan hiervan gebruik gemaakt worden door achtereenvolgens hoof-den aan te leggen op de flank van de passerende golf, waardoor deze grotendeels zal worden vastgelegd.

3.5.8.

In het voorgaande is reeds vermeld dat de lengte van de hoofden O.ID. een funktie is van de onderlinge afstand. In het hierna volgende zal uitge-gaan worden van een vastgestelde onderlinge afstand. In termen van de lengte van de hoofden is het beter bij een gewenste (dynamische) even-wichtsligging van een kustlijn b.v. een hoogtelijn van het duinbeloop of de GHW-lijn, de loodrechte afstand te kennen tot de lijn door de kop-pen van de hoofden. Hierbij wordt een theoretische-kustlijn gedefinieerd als de vloeiende lijn rakende aan de landwaartse omhullende van mogelijke liggingen van de kustlijn (een hoogtelijn van het duinbeloop) tussen de hoofden. De lijn door de koppen van de hoofden is een vloeiende lijn door de overgangen van de kruin naar het beloop van de kop in het lengtepro-fiel.

•

Het is niet eenvoudig deze afstand te bepalen. Gebruik kan worden gemaakt van:

analoge gevallen in de natuur en/of - kustlijnberekeningen en/of

- modelonderzoekingen .

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: Nota nr. WWKZ-79G003

I

20

I

I

Stenen hoofden

I

•

Deze kunnen in het algemeen met traditionele uitvoeringsmethoden en mateîll

rieel worden gemaakt. Zinkstukken kunnen op het strand of elders worden geproduceerd, drijvend getransporteerd en ter plaatse afgezonken. Het afstorten met steen van deze stukken, en aanbrengen van een deel van de stenen onderbouw kan met varend materieel geschieden. Overigens zal het hoofd vanaf het strand "zgn. over de kop" moeten worden gebouwd.

I

I

I

Palen en damplanken kunnen worden ingeheid (eventueel deels gespoten)

door middel van een hulpsteiger of door gebruik te maken van een hefei-

11

land.

I

3.5.10.

Q~~~2~~2_~~~~_~~~~~~~~~2~_~~~~

Reeds eerder is opgemerkt dat veelal aan de lijzijde van een serie hoof-

11

den erosie van de kust optreedt. Teneinde dit effekt zoveel mogelijk te beperken zal bijzondere aandacht aan de overgang van het verdedigde naar

11

het onverdedigde strand moeten worden besteed. Hierbij kan worden

gedacht aan geleidelijk korter wordende hoofden, zodanig dat de lijn door de koppen vloeiend overgaat naar de kustlijn van het onverdedigde strand.

I

I

3.6., ~~jdelijke strandhoofden

I

3.6.1.

• _{Voor tijdelijke verdediging of ter beproeving van het effekt van een} systeem strandhoofden in de natuur kan worden volstaan met eenvoudiger konstrukties als:

I

I

- kunststof worsten, ondoorlatend of doorlatend en gevuld met zand;

- gabions, gevuld met grof grind of natuursteen;

I

•

8

o g

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

:

o Ó Cl!

I

rijkswaterstaat

behoort bij: _Nota nr. WWKZ-79G003

bladnr: ₂₁

- zandasfalt

•

- paalrij (en).

3.6.2. Kunststof worsten

Kunststof worsten worden hydraulisch gevuld met zand zoals aangegeven in figuur 3.8a en 3.8b. De doorsnede is dan ~ 0,7:à 1,0 m. Ze worden als hoofden toegepast in enkelvoudige, dubbele en drievoudige vorm (zie figuur 3.8c, d en e). In beide laatste gevallen worden de worsten samen-gebonden. Een eenvoudige bodembescherming van b.v. nylondoek met randver-zwaring is meestal nodig.

Kunststof is gevoelig voor mechanische beschadiging.

3.6.3. Gabions

3

Gabions zijn "dozen" van staalgaas met afmetingen van b.v. 1 x 2 x 3 m ,

•

gevuld met grof grind of lichte natuursteen. Zij worden geformeerd tot hoofden als aangegeven in figuur 3.8f, g en h. Ook hier is een eenvoudige bodembescherming nodig.

3.6.4. Zandasfalt

Voorts kan een tijdelijke konstruktie bestaan uit zandasfalt (figuur 3.8i en j) met bodembescherming.

Tenslotte kan gedacht worden aan een enkele enlof dubbele rij palen, als omschreven in 3~3.3 (zie figuur 3 .5.).

•

3.7. Voor- en nadelen van strandhoofden

•

De zanddrift langs de kust wordt zoals vermeld bij 3.4. bij een stelsel strandhoofden onderschept door het eerste hoofd, waardoor aan de boven-stroomse zijde van dat hoofd de kust zal vooruitgaan, totdat transport langs het hoofd zal gaan optreden en deels ten goede komt aan het strand

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 22 Nota nr. WWKZ-79GOO 3

I

,

I

•

tussen het eerste en tweede hoofd. Het opgewekte langstransport tussen de hoofden heeft ondertussen ook daar voor kustlijn-aanpassing gezorgd, zodat vermoedelijk in een kortere spanne tijds, tussen de eerste twee hoofden een evenwicht bereikt wordt nadat zand langs het eerste hoofd

is gaan passeren, dan bij de aanpassing van het strand bovenstrooms van

I

I

I

het eerste hoofd. Nadat het evenwicht tussen het eerste en tweede hoofd

bereikt is, zal transport langs het tweede hoofd gaan optreden en zo verlII

der. Indien de kust die met strandhoofden beschermd wordt erg lang is,

zal het echter zeer lang duren voordat transport voorbij het laatste

11

hoofd gaat optreden.

Benedenstrooms van het laatste hoofd zal dan ook erosie optreden. Al het

11

zand dat eerst geërodeerd werd van het thans beschermde strand zal nu

ontleend worden aan een relatief kort stuk strand, direkt benedenstrooms

I

van het laatste hoofd. Dit stuk kust kan daar ook weer beschermd worden

met strandhoofden, maar hoeveel hoofden we ook bouwen, dus hoever we in

feite hét probleem ook verschuiven, altijd zullen we op erosie beneden

-strooms van het laatste hoofd moeten rekenen.

Toch kunnen strandhoofden erg nuttig zijn. Door een deel van de kust

It

vast te leggen kan de erosie op een korter stuk kust worden geconce

n-I

treerd, mogelijk zelfs op een gedeelte kust, waar erosie geen grote

nadelige gevolgen heeft.

Tot slot moet benadrukt worden, dat strandhoofden het transport lood-

I

recht op de kust nauwelijks beinvloeden. Dit dwarstransport treedt juist

I

tijdens extreme stormcondities op, waarbij de grootste afslag wordt waar-I

genomen.

I

•

I

I

I

•

8

ti <'ol

I

__

.

I

_

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-

I

I

I

I

I

I

₈

~

I

~

rijkswaterstaat

4.

•

4.1. 4.2. 4.2.1.

•

•

behoort bij: _Nota nr. WWKZ-79GO03 bladnr: ₂₃

Laterale dammen

Onder laterale dammen worden dammen verstaan, op enige afstand uit'-èn evenwijdig aan de kust.

Afhankelijk van afstand uit de kust, kruinhoogte en primaire functie kan het volgende onderscheid worden gemaakt:

- golfbrekers

- onderwater-dammen - hangend strand. Golfbrekers

De golfbrekers worden aangelegd in de zêne tussen de meest zeewaartse brekerlijn en de kust. De kruin van deze dammen ligt in de omgeving van H.W. tot 1 à 2 m daarboven.

Dit cons.tructietypeheeft vooral toepassing g.evonden in Japan en de U.S.A. Onderscheid kan worden gemaakt tussen:

- aaneengesloten dam

- op één of meerdere plaatsen onderbroken dam

De primaire functie van dergelijke dammen is de inkomende golfenergie en daardoor de golfaanval op het strand te reduceren door diffractie en dissipatie.

De golfbreker onderschept het langstransport op een minder direkte wijze dan strandhoofden, maar door de verandering in het golfpatroon tussen de golfbreker en de kust beinvloeden de golfbrekers indirekt zowel de bran-dingsstroom als het langs- en dwarstransport. Daar de golfhoogte achter de golfbreker gereduceerd wordt zal daar de langstransport-capaciteit afnemen, waardoor sedimentatie zal optreden van zand, dat vanuit het niet door de golfbreker beinvloed gebied wordt aangevoerd. Zo zal bij golven uit diverse richtingen van weerszijden van het beschermde strandgedeelte

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 24 Nota nr. WWKZ-79GO03

I

•

sediment worden aangevoerd en achter de golfbreker sedimenteren (zie fig. 4.1a en c).

Onder bepaalde condities kan de sedimentatie zodanig zijn, dat een

aan-I

,

I

sluiting tussen strand en golfbrekers wordt gevormd de z.g. tombolo

(zie fig. 4.1b en d). Zodra een tombolo is gevormd wordt het totale lang~

transport onderschept, hetgeen kan leiden tot een aanspoeling van drijfhout, waardoor de recreatieve waarde van het strand ernstig geschaad wordt.

11

Indien de kustaangroei het stadium van de tombolo niet bereikt, kan de langsstroom-concentratie tussen aangegroeide kust en golfbrekers resul-teren in een zeer steil strand ter plaatse, hetgeen voor zwemmers een

I

gevaarlijke situatie kan betekenen.

I

4.2.2. Constructie

I

De damconstructie van golfbrekers komt overeen met die van havendammen. Toegepast kunnen worden taluddammen van steen (filterprincipe) met beklel_

ding van natuursteen of betonnen elementen (kubussen, akmons, tetrapoden -,.1

etc.), zie figuur 4.2a. Ook kan gedacht worden aan konstrukties, waarbij,::,

asfalt wordt toegepast (bv. steen van de bekleding gepenetreerd met giet asfalt). Voorts kunnen caissons worden overwogen (figuur 4.2b). Aange-zien de golfbreker aan zware golfaanval wordt blootgesteld is het een

I

relatief dure constructie. Golfbrekers worden dan ook meestal niet

gebouwd uir een oogpunt van zuivere kustverdediging, maar over het alge-Il

meen met als hoofddoel het scheepvaartbelang.

I

4.2.3.

~~~~~~~~~!~!~~_~~

De kustbeschermende werking berust op sedimentatie langs het te bescher-II

•

men kustgedeelte van zand dat door diffrakterende golven wordt aangevoerd

(zie figuur 4.1a). Bij een bepaalde verhouding van de afstand tussen kusll

en de dam en de lengte daarvan, ontstaat zelfs een aansluiting van de sedimentatie met de dam. Aldus wordt een zgn. tombolo gevormd, zoals delll

ook in de natuur voorkomen (zie figuur 4.1b).

Voorwaarde voor het ontstaan van zo'n tombolo is bovendien dat stroom-

I

snelheden tussen de kust en de dam beperkt zijn. In zo'n geval dient de •

s

o ti N

I

._.

__

-

..-

..

1

.

..

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

:

_Cl o

'"

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: biadnr: nr. WWKZ-79G003 Nota 25

•

kruinshoogte tenminste 1,2 maal de waterdiepte te bedragen, terwijl de aanlegdiepte landwaarts van de brekerlijn moet worden geprojekteerd. Een toepassing van het principe van een aaneengesloten laterale dam is die van de bescherming van de in zee met zand uitgebouwde Maasvlakte

(havenmond Hoek van Holland) (zie figuur 4.2a, c en d). Hier spelen getij-stromingen en golven een rol. De laterale dam is relatief dicht langs het strand gesitueerd, waarbij het kust-dwarsprofiel een "stap" maakt

(ter plaatse van de taluddam) van 6 m. Tijdens hevige golfbeweging slaat veel water over de dam, waardoor verhoging van de waterspiegel in de

"lagune" ontstaat. Dit kan afstromen door de (poreuze) dam en aan de ein-den als deze "open" zijn uitgevoerd.

In dit geval treden ook getij stromingen in de lagune op. Vooral onder stormcondities moet er op worden gelet dat deze snelheden niet zo hoog oplopen dat ontoelaatbare erosie in de lagune optreedt. De stroomsnelhe-den kunnen worstroomsnelhe-den beperkt door een of beide einstroomsnelhe-den af te sluiten of daar-tussen weerstanden te bouwen bv. met behulp van paalrijen.

Toch zal in het algemeen rekening moeten worden gehouden met langs- en dwarstransport, zodat een zekere periodieke zandsuppletie nodig zal zijn.

4.2.4. Onderbroken dam

Het principe is hetzelfde als hiervoor omschreven en kan worden opgevat als een serie kortere dammen met daartussen openingen. De lengte van deze dammen is 3 à 10 maal de golflengte, afhankelijk (in toenemende mate) van de aanlegdiepte. De openingen komen overeen met een golflengte

(figuur 4.1c). Hier kunnen zich opeenvolgende tombolo's vormen waarvan het aantal overeenkomt met het aantal damvakken (figuur 4.1d).

•

In het voorgaande is er van uitgegaan dat het zand ten behoeve van de

kustbescherming op natuurlijke wijze aangevoerd wordt. Gedacht kan ook wor-den om het zand bij de aanleg van de dammen kunstmatig aan te brengen. Voordeel van deze aanpak is dat geen zand wordt ontleend aan het kust-systeem. Immers als het aan de natuur wordt overgelaten wordt eenmalig een relatief grote hoeveelheid zand aan het systeem onttrokken •

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 26 Nota nr. WWKZ-79G003

I

I

I

4.3 . Onderwaterdammen

•

Ook deze dammen worden aangelegd ~p enige afstand en ongeveer eVenWijdi9)t

aan de kust. De funktie van deze dammen is het aanpassen van de golfka-rakteristieken na passeren van de dam, op zodanige wijze dat de eroderenl

werking op de bedreigde kust wordt gereduceerd c.q. geëlimineerd. Uiter-aard speelt hierbij ook refraktie van golven een rol (figuur 4.3a) .

11

De aanleg en onderhoudskosten van een onderwaterdam zullen geringer zijn dan van een hoge golfbreker door de kleinere golfkrachten, welke op dè constructie werken. Zo'n dam kan dan worden opgebouwd uit zand, grind, natuursteen e.d. Aan de kust bij Durban (Zuid-Afrika) is een onderwater-I

zanddam toegepast.

,I

Wel zullen voorzieningen moeten worden getroffen om de plaats van deze

onderwaterdammen te markeren, zodat een dergelijke constructie geen gevaarlijk obstakel voor de scheepvaart zal vormen.

I

I

4.4.

~~~2

~

~~_~!~~~~_i2

~

~~~~~~_e~

~

~~~

Deze oplossing voorziet in de aanleg van een onderwaterdam op een rela-

11

tief grote diepte evenwijdig aan de kust. Tussen de kustlijn en deze dam wordt zand aangebracht, tot een zodanige hoeveelheid dat onder invloed

11

van de uitwendige omstandigheden een (dynamisch) evenwichtsprofiel wordt

opgebouwd (zie figuur 4.3b).

11

Aldus wordt een kustuitbreiding verkregen. De mate waarin wordt bepaald door de afstand van de dam uit de kust, de hoogte van de dam en de korrelt

grootte van het zand van de aanvulling.

De eisen welke aan de dam moeten worden gesteld, zijn:

I

•

a) ondoorlatend voor zand van de aanvulling

b) relatief flauwe belopen met name aan de zeezijde, teneinde de golf-

11

beweging zo weinig mogelijk te storen en daarmee aantasting van de

.~ zandbodem ter weerszijden van de dam te beperken.

I

C) het steenmateriaal moet een zekere stabiliteit hebben eventueel na aan

-passing van de belopen door golven

I

• d) de teen moet eventueel beschermd worden tegen verdiepingen.

CD

r-s

o ei N

I

.

1

.

I

I

I

I

•

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

•

I

I

_•

I

:

q 0

'"

I

rijkswaterstaat

behoort bij: bladnr: 27 Nota nr. WWKZ-79GO03

Materialen, welke voor de damkonstruktie in aanmerking komen , zijn zee-grind, rivierzee-grind, natuursteen e.d. Indien t.a.v. stabiliteits- eisen grovere steen nodig is, zal het kernmateriaal moeten worden afgedekt met een of meer lagen volgens een filteropbouw.

Ervaring met deze wijze van kustverdediging is nog niet opgedaan. Wel komt het systeem als zodanig in de natuur voor nl. daar waar de "dam" gevormd wordt door een rug van rots.

I

rijkswaterstaat

I

5 •

•

5.1.

•

5.2.

•

Cl) r-o o o cl N behoort bij: bladnr: 28 WWKZ-79G003 Nota nr.

I

Constructies tegen winderosie

I

Stuifschermen

I

Voor stuifschermen kunnen zowel constructies van hout, riet als kunst

-stof worden toegepast. De mate waarin zand wordt afgevangen is afhanke-

'

11

lijk van de richting en porositeit van de schermen. De mees~ gebruike

-lijke porositeit bedraagt ca 50%.

I

Rechte stuifschermen worden aangeraden, daar de hogere effectiviteit van

andere alignementen als schermen met zij-schermen of een zig-zag opstel-

It

ling niet opweegt tegen de meerkbstèn~~voor aanleg en onderhoud.

De schermen behoeven niet loodrecht op de overheersende windrichting

te staan, een richting evenwijdig aan de kustlijn verdient de voorkeur.

Wel ware er op te letten, dat zij niet aan frequente golfaanval worden

blootgesteld.

I

I

De schermen werken over het algemeen ook aanwas-bevorderen~. Om een ver

-hoging van het bestaande duin te initiëren, verdient een opstelling van

11

het scherm op de bestaande duintop de voorkeur. Na het realiseren van

een verhoging van het duin over ca 2/3 van de hoogte van het scherm,

11

dient voor verdere verhoging een nieuw scherm op de dan ontstane top van het duin geplaatst te worden.

Wordt verbreding van het duin nagestreefd, dan dienen op het droge str~nd in de nabijheid van de duinvoet een aantal schermen evenwijdig aan elkaar geplaatst te worden op een onderlinge afstand van ca 4x de

hoogte van het scherm (1à 2 m) .

De met behulp van de schermen gecreëerde duinverhoging en/of verbreding

I

I

I

is door het vergaan van de schermen of door vandalisme over het algemeen

slechts een.kort leven beschoren, tenzij ze goed worden onderhouden

11

bijv. door beplanting.

I

Y~2~!~!~~

Het tegengaan van winderosie in de duinen met behulp van vegetatie is

i

nll

Nederland een overal toegepast systeem, waarbij helm wordt gepoot op onder

-linge afstanden van ca 0,5 m. Bij toepassing hiervan moet aandacht

besteed worden aan het voorkomen van konijnen, welke de wortels van de

helm kaalvreten.

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

:

_C! o N

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 29 nr. WWKZ-79G003 Nota 6. Kunstmatige grindstranden

•

•

Naast een reductie van de erosie door kunstmatige vermindering van de stroom-, golf- en windkrachten op het strand, zoals bij de oplossingen, genoemd bij 3, 4 en 5, kan ook worden overwogen materiaal op het strand aan te brengen, dat minder erodeerbaar is, zoals grind. Onder dezelfde uitwendige golf- en stroomcondities zal het transport van grind over het algemeen minder bedragen dan 5 à 10% van het zandtransport. De helling van grindstranden is relatief steil t.w. 1:6 - 1:10. Ten opzichte van een zandstrand neemt een grindstrand dan ook aanzienlijk

minder ruimte in. Voordeel van een grindstrand is voorts dat de golfop-loop gering is, mede door het bergend vermogen van het grind. De reflek-tie is derhalve klein.

Om deze redenen is dit type toegepast op de Zuidwal van de Maasvlakte van de haven Hoek van Holland (zie figuur 6.1a en c). Hierbij is gebruik gemaakt·van (zee)grind dat in de Noordzee is gewonnen. De korrelverde-ling is ruim; de gemiddelde diameter is rond 1,5 cm.

In figuur 6.1b is een dwarsprofiel van een voorontwerp van een grind-strand weergegeven van een plan voor kustuitbreiding bij Portsmouth (UK). De dikte van de grindlaag wordt bepaald door de variaties van het dwars-profiel als gevolg van de uitwendige omstandigheden. Voorts spelen langs-en dwarstransportlangs-en elangs-en rol, alsmede de cyclustijd van evlangs-entuele grind-suppieties.

Uit diverse onderzoeken in de natuur kan een kwalitatieve indruk worden verkregen van de processen, die zich op grindstranden afspelen en van de factoren, die hierbij van belang zijn. Het blijkt, dat vooral de golfwer-19,.nQ'a.everschillende strandprocessen beinvloedt.

Het optredend transport van grind is een functie van de golfenergie bij bre· ken en van de korreldiameter. Ook de korrelvorm heeft enige invloed.

Iedere brekerhoogte verplaatst een bepaalde fractie van het materiaal het snelst. Hoe.hoger de brekerhoogte, des te grover is de fractie, die het snelst verplaatst wordt. Wanneer iedere golfinvalsrichting wordt geken-merkt door een andere dominante brekerhoogte kan een korrelgradering in

langsrichting ontstaan.

Daar de golven door de steile taluds bij grindstranden pas dicht bij het •

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 30 Nota _nr. WWKZ-79G003

I

I

strand breken, zal het grootste gedeelte van het strand beneden de laag-

11

•

_{waterlijn niet beinvloed worden en dus stabiel zijn.}

I

Strandprofielen vertonen over het algemeen een rug aan het eind van de

golfoploop. Deze rug verplaatst zich met het vertikale getij over het

I

profiel (zie fig. 6.2a). De vertikale profielvariaties kunnen enige

meters bedragen en zij n afhankelijk van de brekerhoogte , van de korrel-I

diameter van het strandmateriaal en van de strandhelling (zie fig. 6.3),

waarbij ook onderlinge correlaties kunnen bestaan.

Het is dus een complex systeem en zeker kwantitatief nog onvoldoende

bekend. Voor het opstellen van ontwerpcriteria voor grindstranden als

1

beschermingsconstructie zijn de resultaten van in natuur verrichte onder

I

zoeken dan ook onvoldoende en is modelonderzoek gewenst.

Indien ook bij grindstranden de optredende erosie ontoelaatbare vormen

I

aanneemt, kunnen grindstranden worden verdedigd door nastelbare houten

strandhoofden (adjustable groynes) of zig-zag (stalen)damwanden (zie

11

fig. 6.2b).

,

I

I

I

I

I

•

I

I

I

•

8 o ei N

I

__

I_

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

rijkswa

te

rsta

a

t

behoort biJ: nr. WWKZ-79GO03

Nota

bladnr:

31

• 7. Direkte verdedigingen

De kustverdedigingssystemen, welke in de voorgaande hoofdstukken zijn behandeld, zijn vooral gericht op het verminderen van de erosie door het reduceren van de optredende kusttransporten. Naast dit soort systemen kan men ook denken aan constructies, welke voorkomen dat golven en stroom gemakkelijk erodeerbare kustmateriaal bereiken b.v. strandmuren. Deze constructies, welke evenwijdig aan de kustlijn worden aangelegd, bieden alleen bescherming aan het direct achtergelegen land.

Dergelijke direkte beschermingen worden gewoonlijk gebruikt indien het te beschermen kustgedeelte in een vooruit-geschoven positie t.o.v. de aan-grenzende kusten moet worden gehandhaafd, of op plaatsen waar het gewenst is een relatief grote diepte langs de kust te handhaven. Onderscheid kan worden gemaakt tussen het z.g. taludtype en het waltype. De laatste veelal bij aanwezigheid van een boulevard (b.v. Scheveningen).

Bij oplossingen van het waltype, welke kunnen worden uitgevoerd als monoliet-constructies van het caisson-type, of gewapend betonnen L-muur, of bij lichtere golfaanval als damwand van hout, staal of beton,

(zie fig. 7.1) moet vanwege de hoge golfreflectie rekening worden gehou-den met verhoogde erosie van het strand onder stormcondities.

Bij keringen van het taludtype (zie fig. 7.2) kan onderscheid gemaakt wor-den in keringen van het filtertype, waarbij de bovenste laag kan bestaan uit natuursteen of betonnen elementen, kubussen, te~rapods, etc., keringen met gezette glooiingen (basalt, betonnen elementen), en gesloten (water-dichte) keringen,.bijv.met toepassing van asfalt,of combinaties

•

(zie fig. 7.3).

De hoogte van de constructie wordt afgestemd op golfoploop criteria, mede als functie van de toe te passen bekledingslaag en taludhelling.

Voor een kustvak, waar erosie vnl..veroorzaakt wordt door gradiënten in het langstransport, zal bij deze oplossing de erosie op het strand en de vooroever doorgaan, met als gevolg strandverlaging (zie fig. 7.4). Hier-door zal de golfaanval op de constructie toenemen en de constructie steeds dieper moeten worden uitgebouwd zodat uiteindelijk een zeedijk ontstaat, met alle negatieve effecten (bijv. voor de recreatie) van dien •

I

rijkswaterstaat

behoort biJ: bladnr: 32 nr. WWKZ-79G003

I

Nota

I

I

• B. Kustbogen tussen vaste punten

8.1.

I

Onder het kustverdedigingssysteem kustbogen tussen vaste punten wordt een systeem verstaan, waarbij harde konstrukties op relatief grote onderlinge afstanden in zee worden uitgebouwd.

In sommige gevallen kan worden volstaan met een vast punt. Systemen van vaste punten zijn:

I

- rechte en T-vormige dammen d~rs op de kust;

I

- declinante dammen;

I

_ overstroombare (rechte) dammen dwars op de kust.

Verwacht mag worden dat het mogelijk is deze vaste punten zodanig te ont-

11

werpen dat de tussenliggende kustbogen in een dynamisch evenwicht verkeren,

en dus geen al te groot onderhoud bijv. in de vorm van suppletie vereisenll

De dammen zijn blootgesteld aan zware goltaanval en stroom. Dit leidt

tot zware, en mede door de grote lengte, derhalve tot kostbare konstruk-

11

ties. Bij de koppen van de dammen dient rekening te worden gehouden met erosiegeulen tengevolge van stroomconcentratie.

I

8.2.

I

Deze typen kunnen worden toegepast door eerst de dammen aan te leggen en vervolgens de kustontwikkeling op natuurlijke wijze te laten verlopen.

In

ll

plaats hiervan kan direkt na aanleg van de dammen een kunstmatige aanvulling

tot stand worden gebracht (zie fig. B.la en B.lc).

11

Dit zijn kostbare oplossingen, welke slechts in speciale gevallen kunnen

• worden overwogen •

Een bijzondere situatie bij toepassing van T-dammen (zie fig. B.ld) waarbij een zodanige verhouding van onderlinge afstand, damlengte en

afstand uit de kust bestaat dat een aaneenschakeling van tombolo's wordt

I

•

gevormd. In dit geval ontbreekt het damgedeelte dwars op de kust.

De konstruktie van dit soort dammen komt overeen met die van havendammen

Il

van het talud-type, met kruin op GHW tot 1 à 2 m daarboven.

8

q o

N

I

I

I

I

I

I

I

-

I

I

I

-

I

I

I

I

I

I

I

I

I

o Ó

'"

I

rijkswaterstaat

•

8.3. 8.4. • •

behoort bij: _Nota nr. WWKZ-79GO03 bladnr:

33

Declinante dammen

In gevallen waarbij golven uit een bepaalde schuine richting t.O.V. de

kust zeer sterk overheersen en matige stromingen optreden kan overwogen

worden dammen tot boven GHW aan te leggen in een richting, loodrecht op die

van de golforthogonalen (zie fig. 8.2a en b). Tussen deze hoofden ontstaan

dan door diffraktie en stroominvloed kustbogen,waarvan de vorm die van

een logarithmische spiraal benadert. In figuur 8.2a is een geval aangege-ven waarbij de dammen zeewaarts van de kustlijn zijn aangelegd, terwijl

figuur 8.2b een situatie laat zien met op de oorspronkelijke kust

aan-sluitende dammen.

Overstroombare dammen

Daar waar de kustachteruitgang het gevolg is van getij-transport kan de aanwending van overstroombare dammen een oplossing bieden

(zie fig. 8.2c en d). De belangrijkste funktie van deze naar zee aflopende

dammen is het reduceren van stroomsnelheden en daarmee de zandtransport-capaciteit.

De dammen kunnen geheel worden gekonstrueerd met natuursteen (zie fig. 8.2f)

voor het zeewaartse deel kan ook grind worden overwogen (zie fig. 8.2e).

rijkswaterstaat

I

.9. 9.1. 9.2. 9.2.1. • • 8 o Ó

'"

behoort bl]: Nota nr. WWKZ-79G003 bladnr: ₃₄

I

I

Strandsuppleties

I

I

Een vorm van kustverdediging, welke de laatste jaren in Nederland grote opgang heeft gemaakt is de z.g. strandsuppletie, d.w.z. dat het door

natuurlijke oorzaken afgevoerde zand periodiek kunstmatig wordt aange-

I

vuld. Ook worden zandsuppleties uitgevoerd als preventieve maatregel. Dez ontwikkeling is vooral in gang gezet in de Verenigde Staten. Ook in

I

Nederland zijn suppleties van grote omvang uitgevoerd (Goeree, Schevening en als preventieve suppletie Hoek van Holland).

De eerder genoemde constructies vormen veelal een discontinuïteit in de

11

kust. _ Het achteruitgaande kustgedeelte wordt vastgelegd, waarbij gewoon

-lijk negatieve effekten ontstaan langs de ter weerszijden aansluitende

11

kust. Uit rekreatief oogpunt zijn een aantal van deze verdedigingssyst

e-men .evenminaantrekkelijk , daar zij soms gevaren opleveren voor zwemmersl

t.a.v. stromingen. Suppletie van het strand soms met inbegrip van het dui

is in deze opzichten een aantrekkelijker oplossing; het past in de natuur

l-lijke omstandigheden. Bovendien vormt een suppletie een direkte remedie

tegen de hoofdoorzaak van de meeste erosieproblemen: onvoldoende natuur-lijke zandtoevoer. Daar zand voorts een "goedkoop" bouwmateriaal is, zijnl

de aanlegkosten van suppleties over het algemeen laag.

I

I

Het suppleren met zand van stranden met duinen kan op de volgende wijzen

11

worden uitgevoerd:

a. langs het gehele trajekt van de achteruitgaande (onverdedigde)kust

I

b. door een plaatselijke verdikking of een aantal verdikkingen aan de

ter weerszijden gelegen vakken

I

achteruitgaande kust, zodanig dat de

hierdoor worden gevoed;

c. door een zanddam of een aantal zanddammen dwars op de achteruitgaande

11

kust; dit is (zijn)een extreme vorm(en) van b)i

I

-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

-

I

I

I

I

I

I

I

I

I

q

~

o

'"

I

rijksw

a

tersta

a

t

•

behoort biJ: Nota nr. WWKZ-79GO03 bladnr: ₃₅

d. preventief .

Met betrekking tot de onder a genoemde oplossing kunnen nog de volgende wijzen van suppletie worden onderscheiden:

a 1) suppletie van de bestaande kust, zodanig dat na verloop van de sup-pletie-cyclus gelijktijdig over het gehele trajekt de oorspronke-lijke kustlijn wordt bereikt.

Men kan hier spreken van een kunstmatigevoeding (nourishment) van het strand (duin).Voorbeeld hiervan is de suppletie voor de kop van Goeree.

a 2) suppletie zodanig dat teven~_een blijvende zeewaartse uitbouw van de bestaande kust wordt gerealiseerd (restauration).

Dit betekent dat de eerste suppletie van relatief grote omvang moet zijn. De daarop volgenden zijn afgestemd op de natuurlijke verliezen gedurende de suppletie-cyclus. In dit geval dient dus na elke supple

-tie-cyclu~ de gewenste kustlijn van de uitbouw te worden benaderd.

•

9.2.3.

•

Sommige, met strandhoofden verdedigde kustvakken, verkeren in een zodanige minder aantrekkelijke of slechte konditie, dat periodieke zandsuppletie

een betere oplossing biedt.

Hierbij kunnen twee gevallen worden onderscheiden:

a. de strandhoofden behouden nog een beschermende funktie, voorbeeld suppletie Scheveningen;

b. de strandhoofden worden geheel bedekt door zand. Hier zijn dan relatief grote hoeveelheden zand voor nodig, in feite is hier sprake van een zeewaartse uitbouw van de kust.

In bijzondere gevallen b.v. wanneer zich direkt voor de kust een geul bevindt waarin relatief hoge stroomsnelheden optreden welke een aanzien-lijke bijdrage leveren tot kustachteruitgang kan een afsluiting daarvan