Evaluatie van Zandsuppleties: Een morfologische beschouwing

r

Ministerie van Verkeeren Waterstaat Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat

Dienst Getijdewaterenl

Rijksinstituut voor Kust en Zee

Evaluatie van

Zandsuppleties

Een morfologische beschouwing

Interim rapportage

P.Roelse R.Hillen Rapport DGW-93.054 november 1993 Dienst Getijdewateren Directie Friesland Directie Noord- Holland Directie Zuid- Holland Directie Zeeland

Dienst Getijdewateren/ RIKZ

Referaat

............................................... n ••• ••••••• ..•• . In dit rapport wordt de evaluatie beschreven van twaalf zandsuppleties aan de Nederlandse kust. Zandsuppleties zijn het belangrijkste middel voor het" dynamisch handhavelil" van de kustlijn, waarvoor in 1990 is gekozen.

Ten behoeve van een voortgangsrapportage aan de Tweede Kamer over de implementatie van het nieuwe kustbeleid is de doelmatigheid van

zandsuppleties onderzocht: Omdat de sinds 1991 uitgevoerde

"handhavingssuppleties" zich nog niet lenen voor een evaluatie vanwege de korte ervaringstijd, zijn suppleties van voor 1990 geëvalueerd.

Geconcludeerd wordt dat het suppleren van zand voor een dynamische kustals de Nederlandse een doelmatige methode is om de kustlijn op zijn plaats te houden. Tevens wordt een basisvoorziening geschapen voor andere belangen in de

kustzone.

zoals natuur, recreatie en waterkering.

Wel is voor elke kubieke meter zand, die door structurele erosie uit het systeem verdwijnt, meer dan een kubieke meter.suppletiezand nodig. Suppleren is maatwerk, waarbij moet worden ingespeeld op lokale morfologische en hydraulisohe omstandigheden.

Trefwoorden:

Zandsuppletie - kustverdediging - kustbeleid - kustl1jl'lhandhaving

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Inhoudsopgave

..

...

.

..

.

.

.

.

...

..

...

.

..

...

...

.

..

....

..

.

..

.

.

.

.

...

...

.

..

.

..

.

...

.

.

....

..

.

...

..

..

.

...

.

....

...

.

.

.

.

..

..

...

...

.

..

.

..

.

..

.

..

.

..

.

..

...

...

...

.

...

.

..

..

..

.

.

...

..

.

...

.

...

.

...

.

.

..

..

.

...

.

.

.

..

..

O.

1.

2.

2.1.

2.2.

2.3.

2.4.

2.5.

2.6.

3.

3.1.

3.2.

3

.

3

.

3.4.

4.

4.1.

4.2.

5.

5.1.

5.2.

5.3.

5.3.1.

5.3.2.

5.3.3.

5.3.4.

5.3.5.

5.3.6.

5.3.7.

5.3.8.

5.3.9.

5.3.10.

5.4.

5.5.

5.6.

5.6.1.

5.6.2.

5.7.

5.8.

6.

6.1.

6.2

.

6.3.

6.4.

7.

Literatuur

Samenvatting

Inleiding

Plan van aanpak

Taakstelling

Evaluatieprogramma

Selectiesuppletieprojectent.b.v.

interim- notitie

Selectiemeetgegevens

Taakverdeling

Werkgroep

Het gedrag van suppleties

Algemeen

Dwars op de kust

In lengterichting

Ontwerp

Methodiek evaluatie

Kengetallen

programmatuur

Resultaten evaluatie

Ervaringenmet meetdata

Ervaringenmet methodiek

Resultatenper suppletieproject

Ameland, 1980

Texel- Eierland,1979 en 1985

Texel - De Koog 1984

Callantsoog,1986

Zwanenwater, 1987

Scheveningen1975 en 1985

Goeree,1977 en 1984/85

Schouwen, 1987

Cadzand,1988

Westkapelle- Zoutelande, 1984, 1988, 1990 en 1991

Overzicht kengetallen

Invloed korreldiameter

Invloed suppletietype

Banketten

Strand/geulwandsuppletie

Vergelijking met vorige evaluatie

Effectenop de ecologie

Conclusiesevaluatie "oude" suppletieprojecten

Morfologie

Ecologie

Monitoring

Evaluatiemethodiek

Conclusies met betrekking tot de kustlijnzorg

BijlageI : Beschrijvinggeëvalueerdesuppletieprojecten

Bijlage11:Overzicht zandsuppleties1990 t/m 1993

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Overzicht figuren

2.1

SuppletiesNederlandsekust, uitgevoerd vóór 1990.

2.2

Lokatiesgeselecteerdesuppletiest.b.v

.

evaluatie.

3.1

Dominante processenbij de profielvorming.

3.2

Suppletietypen

3.3

Profielontwikkeling na het suppleren

3.4

Kustlijnontwikkeling na het suppleren

3.5

Methode kustlijnberekening

3.6

Principeontwerp zandsuppletie

4.1

Berekeningkengetallen

4.2

Niet- lineaireerosie(Rakhorst, 1993)

5.1

Ameland 1980; Kustlijnontwikkeling sedert 1965 (raai 1400)

5.2

Ameland 1980; Volumeveranderingen1965-1990

5.3

Ameland 1980;

Volumeveranderingenin lengterichting 1980-1990

5.4

Ameland 1980; Volumeveranderingenin dwarsrichting (raai 1400)

5.5

Texel, Eierland1979 en 1985; Kustlijnontwikkelingsedert 1963

(raai 2800)

5.6

Texel,

Eierland1979 en 1985; Volumeveranderingen1979-1990

5

.

7

Texel, Eierland1979 en 1985, km 25- 31; Volumeveranderingen

1963-1988

5.8

Texel, Eierland1979;

Volumeveranderingenin lengterichting

1979-1984

5.9

Texel, Eierland1985;

Volumeveranderingenin lengterichting

1984-1990

5.10 Texel, Eierland1979; Volumeveranderingenin dwarsrichting

(raai 2800)

5.11 Texel, De Koog 1984; Kustlijnontwikkeling sedert 1963 (raai 2011)

5.12 Texel, De Koog 1984; Volumeveranderingen1984-1991

5.13 Texel, De Koog 1984; Volumeveranderingenin lengterichting

1984-1991

5.14 Texel, De Koog 1984; Volumeverandering in dwarsrichting (raaien

1813-2380)

5.15 Callantsoog1986; Kustlijnontwikkeling sedert 1964 (raai 1320)

5.16 Callantsoog1986; Volumeveranderingen1986-1991

5

.

17 Callantsoog1986; Volumeveranderingenin lengterichting

1986-1989

5.18 Callantsoog1986; Volumeveranderingenin dwarsrichting (raaien

1115-1360)

5.19 Zwanenwater 1987; Kustlijnontwikkeling sedert 1964 (raai 1462)

5

.

20 Zwanenwater 1987;

Volumeveranderingen1986-1992

5.21 Zwanenwater 1987; Volumeveranderingenin lengterichting

1986-1992 (boven NAP

-

3 m)

5.22 Zwanenwater 1987;

Volumeveranderingenin dwarsrichting (raaien

1381-1784)

5

.

23 Scheveningen1975 en 1985; Kustlijnontwikkeling 1965-1991

(raai 9925)

5

.

24 Scheveningen1975 en 1985; Effect suppletiesop banketbreedte

(raai 9975)

5.25 Goeree1977 en 1984/85; Kustlijnontwikkeling 1965-1991

(raai 1575)

5.26 Goeree1977 en 1984/85; Volumeverandering 1970-1991

5.27 Goeree1977;

Volumeveranderingenin dwarsrichting (raai 1575)

Dienst Getijdewateren/RIKZ

5.28

Goeree1984/85;

Volumeveranderingenin dwarsrichting

(raai

1575)

5.29

Schouwen1987; Kustlijnontwikkeling gedeelte met aanzienlijke

erosie (raai 1355) en met geringe erosie(raai 1445)

5

.

30

Schouwen1987;

Volumeverandering 1982-1990

5.31

Schouwen1987;

Volumeverandering in lengterichting 1987-1990

5

.

32

Schouwen1987;

Volumeveranderingin dwarsrichting (raaien

1355 en 1425)

5.33

Cadzand1'988;Kustlijnontwikkeling 1982-1991 (raaien 1241

en

1318)

5

.

34

Cadzand1988; Volumeveranderingen1982-1991

5.35

Cadzand1988;

Volumeveranderingenin lengterichting 1988-1991

5.36

Cadzand1988;

Volumeveranderingenin dwarsrichting (raaien

1241 en 1318)

5.37

Volumeveranderingenkustvak Westkapelle-

Zoutelande 1984-1992

5.38

Invloed korreldiameterop effectiviteit

5.39

Effect van een zanddepot op de levensduurvan een strandsuppletie

(Fühtböter, 1992)

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Overzicht tabellen

0.1 2.1 2.2 5.1 5.2 5.2

a

5.3

5.4 5.4

a

5.5

5.5

a

5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 6.1

Eindbeoordeling "oude" suppleties

Suppleties Nederlandse kust vóór 1990; hoeveelheden per doelstelling

Geselecteerde suppletieprojecten t.b.v. interim- nota Kengetallen Ameland 1980

Kengetallen Texel, Eierland 1979 en 1985 Texel Eierland, kengetallen erosiecompensatie Kengetallen Texel, De Koog 1984

Kengetallen Callantsoog 1986

Callantsoog, kengetallen erosiecompensatie Kengetallen Zwanenwater 1987

Zwanenwater, kengetallen erosiecompensatie Kengetallen Goeree 1977 en 1984/85

Kengetallen Schouwen 1987 Kengetallen Cadzand 1988

Zand budget kustvak Westkapelle- Zoutelande 1984- 1992 Samenvatting kengetallen

Scores geëvalueerde suppleties

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Dienst Getijdewateren/RIKZ

o

.

Samenvatting

In 1990 is door regering en parlement gekozen voor een nieuw landelijk beleid ten aanzien van de kustverdediging: "dynamisch handhaven" (Min. Verkeer & Waterstaat, 1990). Kern van dit nieuwe beleid is dat de kustlijn wordt gehandhaafd op de positie van 1990. Om dit te realiseren wordt sinds 1991 elk jaar voor een bedrag van circa 60 miljoen gulden een hoeveelheid van 5 tot 7 miljoen kubieke meter zand gesuppleerd langs de Nederlandse kust. Met het suppleren van zand is in Neder land al gedu-rende twintig jaar ruime ervaring opgedaan. Deze flexibele vorm van kustverdediging blijkt vele voordelen te hebben ten opzichte van de in het verleden veelvuldig toegepaste harde verdedigingsconstructies.

In 1995 zal de beleidskeuze voor "dynamisch handhaven" worden geëvalueerd. Vooruitlopend op de "evaluatienota" zal de minister de Tweede Kamer in 1993 informeren over de voortgang van de implementatie van het nieuwe kustbeleid door middel van een "voortgangsrapportage" .

De morfologische aspecten van zandsuppleties worden geëvalueerd in het project EVAZAND (EVAluatie ZANDsuppleties). Hierin wordt samenge-werkt door de Dienst Getijdewateren van de Rijkswaterstaat en de

regionale directies Friesland, Noord-Holland, Zuid-Holland en Zeeland. Het voorliggende rapport betreft de eerste fase van het project, die is gericht op de reeds genoemde voortgangs rapportage.

Omdat de sinds 1991 uitgevoerde suppleties zich vanwege de korte ervaringstijd nog niet lenen voor een evaluatie, zijn suppleties onderzocht die vóór 1990 zijn uitgevoerd. Hiervoor zijn 12 suppletieprojecten

geselecteerd op basis van onder andere grootte, type en geografische spreiding. Het doel van deze evaluatie is om de ervaringen met "oude" suppleties te benutten voor de uitvoering van de huidige "handhavings

-suppleties" .

Het succes van een suppletie kan aan diverse criteria worden afgemeten.

Voor de kustlijnzorg zijn onderzocht: de handhaving van de basiskustlijn, de mate van erosiecompensatie, de effectiviteit van het suppletiezand en de ontwerpmethode. Voor de functies in de kustzone zijn de strand-breedte, het volume in de (duin)afslagzone en de stabiliteit van de duinvoet maatgevend gesteld. Voor de genoemde aspecten zijn kengetallen berekend.

Met name de door golven zwaar aangevallen Hollandse kust en de Waddeneilanden vertonen een sterke dynamiek. Hierdoor is het niet eenvoudig om het effect van een suppletie op de middellange termijn-ontwikkeling vast te stellen. In het Deltagebied valt de werkingsduur van een suppletie soms samen met een veranderende kustontwikkeling als gevolg van de grootschalige ingrepen van de Deltawerken, waardoor het effect onduidelijk is.

Onderstaande tabel geeft de eindscore van de evaluatie, beoordeeld vanuit de optiek van de Rijkswaterstaat (belast met de kustlijnzorg) en vanuit de optiek van de functies in de kustzone.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

De score voor" resultaat" geeft aan of de kustlijn gedurende de beoogde levensduur van de suppletie is gehandhaafd en of de autonome erosie in het suppletievak in voldoende mate is gecompenseerd. Onder "inspan

-ning" wordt verstaan de verhouding tussen de hoeveelheid zand die uit hetkustvak verdwenen is in geval van suppletie en de hoeveelheid zand die in dezelfde periode zou zijn verdwenen als niet was gesuppleerd ("autonome" erosie). De beoordeling in de kolom "functies" geeft aan welk effect de suppletie heeft gehad op ander functies in de kustzone.

resultaat RWS-taak inspanning functies project Ameland'80 ++ ++ Eierland'79 + Eierland'85 + + DeKoog'84 Callantsoog'86 + Zwanenwater '87 + + Goeree'77 ++ Goeree'84/'85 ++ Schouwen'87 ++ + Cadzand'88 ++ ++ + + + + ++ ++ ++ =zeergoed + =goed - =matig -- =slecht

Tabe10.1 Eindbecrordelil1g"oude" suppleties

Hoewel geen echte" handhavingssuppleties" zijn geëvalueerd kunnen wel enkele conclusies worden getrokken voor de uitvoering van het beleid

"dynamisch handhaven".

Het suppleren van zand is voor eendynamische kust als de Nederlandse

een doelmatige methode om de kustlijn op zijn plaats te houden, waardoor tevens een basisvoorziening wordt geschapen voor andere belangen in de kustzone.

Het nut van erosiebuffers tegen het duinfront (banketten.) wordt alleen

bevestigd voor kustlokaties met diepe getijgeulen en strandhoofden en met een mild golfklimaat. Een lage suppletie kan hier de werking van de hoofden te veel aantasten. Bij kustvakken met een sterke golfaanval kan de zin van banketten worden betwijfeld, omdat het zand vrij snel binnen het kustprofiel wordt herverdeeld.

Suppleties met een lange levensduur (10 jaar of meer) worden sindsde

keuze voor "Dynamisch Handhaven" niet meer uitgevoerd. De evaluatie

toont aan dat dergelijke suppleties uit morfologisch oogpunt ook niet gewenst zijn.

Voor elke kubieke meter zand die door structurele erosie uit het systeem verdwijnt, ismeer dan een kubieke meter suppletiezand nodig. Hoeveel meer precies, kan beter worden bepaald na evaluatie van enkele "handh

a-vingssuppleties" .Duidelijk is dat suppleren maatwerk is,waarbij moet worden ingespeeld op lokale morfologische en hydraulische omstandighe

-den. In de komende jaren zullen enkele recente suppleties worden geëva -lueerd. De resultaten van die evaluatie worden in 1995 gerapporteerd.

In Nederland is incidenteel onderzoek verricht naar de ecologische

gevolgen van zandsuppleties. Het verrichte onderzoek (Schouwen, Texel) betreft voornamelijk het ondiep mariene milieu. Onderzoek naar de invloed van strandsuppleties op het duinmilieu is gaande.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Aan dit rapport zijn twee bijlagen toegevoegd: bijlage I bevat beschrij

-vingen van de geëvalueerde suppleties en bijlage 11geeft overzichten van

de in 1990 uitgevoerde "stormherstel-suppleties", de in 1991,1992 en

1993 uitgevoerde (resp.in uitvoering zijnde) handhavingssuppleties en

kleine zandverplaatsingen in de kustzone.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Dienst Getijdewateren/RIKZ

1.

I

nleid

i

ng

In 1990 is door regering en parlement gekozen voor een nieuw landelijk beleid ten aanzien van de kustverdediging: "dynamisch handhaven" (Min. Verkeer

&

Waterstaat, 1990). Kern van dit nieuwe beleid is dat de kustlijn wordt gehandhaafd op de positie van 1990. Op plaatsen waar de kust als gevolg van structurele erosie voortdurend achteruit gaat, wordt door het Rijk zand gesuppleerd. Suppleren betekent feitelijk dat zand aan het kustsysteem wordt toegevoegd. Sinds 1991 wordt elk jaar 5 tot 7 miljoen kubieke meter zand gesuppleerd langs de Nederlandse kust. Aan de kustsuppleties wordt ieder jaar circa 60 miljoen gulden uitgegeven. In 1995 zal de beleidskeuze voor "dynamisch handhaven" worden geëvalueerd. Vooruitlopend op de "evaluatienota" zal de minister de Tweede Kamer in 1993 informeren over de voortgang van de implementatie van het nieuwe kustbeleid door middel van een "voortgangsrapportage" .

In Nederland worden sinds de zeventiger jaren kustsuppleties uitgevoerd. De keuze voor suppleties als belangrijkste middel om de kusterosie te bestrijden is ingegeven door de goede ervaringen met deze werkwijze in binnen- en buitenland. De voordelen van zandsuppletie boven "harde kustverdediging" zijn:

*

het is een effectieve en voordelige werkwijze;

*

suppleren past het best in het kustlandschap en verstoort het leefmilieu het minst;

*

zandsuppleties kunnen flexibel worden gepland op de plaatsen met de hoogste urgentie;

*

bij zandsuppleties ontstaan geen negatieve effecten op naburige kustvakken .

Voor de uitvoering van "dynamisch handhaven" is gekozen voor zand -suppletie als belangrijkste methode van kustverdediging. Voor twee kustvakken met zeer sterke erosie (Zeeuwsch-Vlaanderen en Texel) wordt een studie uitgevoerd naar mogelijkheden om de kustlijn zodanig in zee-waartse richting te verschuiven (eventueel door aanleg van een "harde" constructie) dat die vervolgens met minder inspanning kan worden gehandhaafd. Het betreft derhalve een studie naar de mogelijkheden van optimalisatie van de kustlijnzorg op specifieke lokaties.

De bestaande kennis van suppleties is voor een belangrijk deel langs empirische weg opgedaan. Een uitgebreide evaluatie van de uitgevoerde suppleties (in morfologische, uitvoeringstechnische en bedrijfsecono -mische zin) zal een essentieel onderdeel van de "evaluatienota" vormen. Tevens wordt de meest recente kennis van kustprocessen (bijvoorbeeld uit het onderzoeksproject KUSTGENESE)benut voor het zo doelmatig

mogelijk plannen, ontwerpen en uitvoeren van suppleties.

Eind 1991 is door de Rijkswaterstaat het project EVAZAND (evaluatie zandsuppleties) gestart. Het project is primair gericht op de morfologische aspecten van kustsuppleties. EVAZAND wordt uitgevoerd door de Dienst Getijdewateren in nauwe samenwerking met de supplerende Regionale Directies van de Rijkswaterstaat.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Het voorliggende rapport is een interim-rapportage van EVAZANDen

l

e

v

ert toe aan de voortgangsrapportage. De eindrapportage van

EVA

Z

AND

,

bedoeld als bijdrage voor de "evalu

a

tienota" ,zal in 1994

verschijnen

.

Voor de interim-rapportage van EVAZANDzijn 12 suppletiesgeëvalueerd

op hun morfologischedoelmatigheid. Het betreft in alle gevallen een

suppletie van vóór 1991

.

Dit houdt in dat deze suppletiesfeitelijk niet als

"handhavingssuppleties

"

zijn te beschouwen.Toch leveren de

z

e supple

-ties be

l

angrijke informatie voor de uitvoeringspraktijk van

"

handhav

i

ngs-suppleties"

,

bijvoorbeeld voor wat betreft vormgeving, levensduur

,

erosiecompensat

i

e

,

strandbreedte,etc

.

Van suppleties

,

die in 1990 of later

zijn uitgevoerd zijn nog onvoldoende gegevensvoorhanden om tot e

e

n

zinvolle evaluatie te komen

.

Enkelevan de 12 suppletieszijn ook in 1987 geëvalueerd(ten behoeve

van de discussienota"Kustverdediging na 1990")

.

De 1987-evaluatie w

a

s

echter m

i

nder diepgaanddan de nu voorliggende evaluatie

.

In paragr

a

af

5

.

7 wordt een vergelijking tussende beide evalu

a

tiesg

e

maakt.

De opbouw van dit rapport is als volgt:

In hoofdstuk 2 wordt de werkwijze toegelicht. Hoofdstuk 3 bevat

e

n

i

ge

achter grondinformatie over het gedrag van suppletieslangsde

Nederlandsekust. In hoofdstuk 4 wordt de gekozen evaluatie

-

m

e

thod

e

(aan de hand van kengetallen)toegelicht, terwijl de toepassingen de

resultaten per suppletieproject in hoofdstuk 5 aan bod komen

.

De

bevindingen ten aanzienvan de geëvalueerde

"

oude

"

suppletiesword

e

n

i

n hoofdstuk 6 samengevat.

Hoofdstuk 7 geeft de conclusiesmet betrekking tot de uitvoering van het

kustbeleid

.

Aan dit rapport zijn twee bijlagen toegevoegd: bijlage I bevat

beschrijvingenvan de geëvalueerdesuppletiesen bijlage 11geeft

overzichten van

de

in 1990 uitgevoerde "stormherstel

-

supplet

i

es

",

de in

1991

,

1992 en 1993 uitgevoerde (resp

.

in uitvoering zijnde)

handhavingssuppletiesen kleine zandverplaatsingenin de kustzone.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

2. Plan van aanpak

2.1. Taakstelling

De evaluatie van een zandsuppletiekan vanuit verschillendeoptieken

plaatsvinden

.

Onderstaand zijn de voornaamste invalshoekengenoemd

met vermelding van de aspecten,die hierbij van belang zijn:

opdrachtgever

be/eid

.

doelmatigheid, kosten-effectiviteit, neveneffecten,

besluitvorming

planning, budgettering, ontwerp, bestek/aanbesteding,

directie, monitoring, verrekening

adviseur.

.

.

.

...

ijking ontwerpmethodieken, systeemontwikkeling

aannemer

...

.

.

kosten, werkmethode, planning

wetenschap..

.

vergroting proceskennis

andere belangen.. veiligheid, natuur

,

strandrecreatie,waterwinning

beheer...

Ten behoeve van de Evaluatienota"Kustverdediging 1995" wordt met

name vanuit de invalshoekenvan de opdrachtgever en de adviseurgeëva

-lueerd

.

Daarnaastwordt aandacht geschonkenaan andere belangen

.

Bij

de Dienst Getijdewaterenzijn hiervoor twee projecten

g

estart

:

*

De evaluatie van het handhavingsbeleidvindt plaats in het project

BELKUST.

*

Het project EVAZANDricht zich specifiekop de doelmatighe

i

d v

a

n

zandsuppleties,waarbij het accent voornamelijk op d

e

morfolo

g

ie li

gt

.

Voorts zijn er raakvlakkenmet andere DGW- projecten

,

zoal

s:

-

JARKUS

,

de jaarlijkse kustmet

i

ngen in het kader van de sy

s

teem

monitoring in het kustgebied, en

-

KUSTKAART,de jaarlijksetoetsing van de actuele kustlijnli

g

g

i

n

g aa

n d

e

vastgesteldenorm, de basiskustlijn.

Het richten van d

e

evaluatie op de doelmatigheid houdt in dat ev

a

luati

e

van besluitvorming

,

kostprijs

,

besteken uitvoeringswijze niet in h

e

t proj

ect

EVAZANDwordt meegenomen

.

Voor een groot deel zullen deze onde

r-werpen bij de evaluatie van het handhavingsbeleida

a

n de orde kom

e

n

.

2

.

2 Evaluatieprogramma

Teneinde kennisopbouw te stimuleren bij de RegionaleDirectiesvan de

Rijkswaterstaat,die zijn belast met de uitvoering van d

e

kustlijnzor

g,

is in

overleg met deze diensten beslotende evaluatiestudie

s

niet extern te laten

uitvoeren

.

Uitvoering in eigen beheer beperkt echter de mogelijkheden in

kwantitatieve zin

.

Dit heeft geleid tot een zgn.

"minimum-evaluatie-programma"

.

De wens tot een minimum evaluatieprogrammahoudt het volgende in

:

a

.

De evaluatie beperkt zich in principe tot de morfologische aspecten

.

Op enkele plaatsenzijn, c

.

q

.

worden reedsecologischeeffecten onder

-zocht. Beschikbareresultaten hiervan worden in de rapportage

meegenomen

.

Dienst Getljdewateren/RIKZ

b.De evaluatie wordt hoofdzakelijk gericht op de doelmatigheid. De voornaamste vragen zijn:

*

Kan de kustlijn met zandsuppleties worden gehandhaafd?

*

Komt de suppletie-inspanning overeen met de verwachting op basis

van de nota "Kustverdediging na 1990"?

*

Beïnvloedt de vormgeving van de suppletie de effectiviteit t.a.v.

kust-lijnhandhaving en overige belangen?

Het suppletiegedrag wordt duidelijk in beeld gebracht, teneinde

be-langwekkende ontwikkelingen te signaleren. De onderliggende

morfologische processen worden echter niet geanalyseerd.

Uit de t.b.v. het suppletiegedrag bewerkte data, zijn op eenvoudige

wijze tevens parameters voor overige belangen (duinbebouwing,

recreatie) af te leiden, zoals duinvoetverplaatsingen en breedten van

nat en droog strand. Een voor de verklaring van de levensduur be-langrijk gegeven als de korreldiameter wordt eveneens meegenomen.

c. De morfologie van de zandwinplaats wordt niet bij de evaluatie betrok

-ken, tenzij deze direct het suppletiegedrag beinvloedt.

2.3. Selectie suppletieprojecten t.b.v. interimrapportage

Bij de tussentijdse evaluatie ten behoeve van de voortgangsrapportage kan

uiteraard nog niets worden gemeld over de in 1991 en 1992 uitgevoerde

handhavingssuppleties. Ook de "stormherstel-suppleties" van 1990 lenen

zich nietvoor een evaluatie. Het onderzoek richt zich derhalve op vroegere

suppletieprojecten, vóór 1990 uitgevoerd. Omdat deze suppleties

door-gaans een ander doel hadden dan kustlijnhandhaving (b.v.

deltaver-zwaring, stormherstel) is het niet de bedoeling ze nu te beoordelen "als

waren het handhavingssuppleties" .Toch kunnen ze voor het ontwerp van

handhavingssuppleties relevante informatie opleveren m.b.t. de

levens-duur en de vormgeving.

Figuur 2.1 geeft een overzicht van alle, vóór 1990 uitgevoerde zandsup-pleties aan de Nederlandse kust. Het betreft 48 supzandsup-pleties met een totale hoeveelheid van ruim 60 miljoen kubieke meter. De doelstellingen van deze suppleties liepen nogal uiteen en vaak werden met een suppletie

meerdere doelen nagestreefd. Tabel 2.1 geeft een overzicht van de

hoeveelheden, ingedeeld naar de belangrijkste doelstellingen.

Hoofddoelstelling Hoeveelheid

veiligheidachterland 24,6 mln m3 (40%)

behoud natuurgebied 12,3 ,j (20%)

recreatie 5,1 " (9%) zandberging 19,1 " (31%) . . ...•• totaal 61,1 mln m3

Tabel 2.1. Suppleties Néderlandsekust vóór 1990; hoeveelheden per doelstelling

Afhankelijk van de grootte, het type, de geografische ligging en de

be-schikbare gegevens is een aantal representatieve suppletieprojecten uit de

periode 1975-1990 geselecteerd. De belangrijkste gegevens hiervan zijn in tabel 2.2 vermeld. De situering van deze suppleties is vermeld in figuur 2.2. In bijlage I is voorts uitgebreide informatie verzameld van de geselecteerde projecten.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Bij de evaluatie van deze suppleties worden meer facetten beschouwd dan destijds is gebeurd ten behoeve van de discussienota "Kustverdediging na 1990" , toen alleen op basis van zandvolumes werd geëvalueerd

(Rijkswaterstaat, 1987). kustvak jaar Ameland 1980 Texel,Herland 1979 Texel, Eierland 1985 Texel,De Koog 1984 Noord-HolI.,Callantsoog 1986 Noord-HolI.,Zwanenwater 1987 Zuid-HolI., Scheveningen 1975 Zuid-HolI., Scheveningen 1985 Goeree 1977 Goeree 1984/85 Schouwen,kop 1987 Zeeuwsch-Vld., Cadzand 1988

beoogde lokatie hoeveelheid type

levens- (km) (mln mê) (m3/m1) duur 8 à10 10.00-16.00 2,20 365 duinfront 5 25.00-31.00 3,05 510 strand+ banket 5 25.00-31.00 2,85 480 strand+ banket 10 18.00-24.00 3,02 500 strand+ banket 13 10.85-13.81 1,30 440 strand+duin 15à20 13.81-18.08 1,70 400 strand+ banket 98.50-101.50 0,70 230 strand-banket 98.75-101.25 0,33 130 strand-banket 5 14.50-17.50 1,27 420 strand+ duinfront 5 14.50-17.50 0,86 290 strand 5 13.20-14.90 1,83 1080 strand+ oever 5 11.62-13.45 1,02 560 strand+ oever

Tabel 2.2, Geselecteerdesuppletieprojecten t.b.v.lnterlmrapportage

Ten behoeve van de evaluatienota 1995 zullen ook enkele "handhavings

-suppleties" worden geëvalueerd. De voorbereiding van deze nota zal eind 1994 moeten worden afgerond. Indien met voorrang uitgewerkt, kunnen dan de meest recente metingen die van 1994 zijn. Alleen de in 1991 uitgevoerde handhavingssuppleties zullen eind 1994 bruikbare gegevens voor de evaluatie kunnen opleveren.

Van

de later uitgevoerde suppleties zullen onvoldoende gegevens beschikbaar zijn om belangrijke conclusies te kunnen trekken.

2.4. Selectie meetgegevens

Ten behoeve van een suppletieproject worden vele morfologische opmetingen verricht, zoals:

inmeting

de situatie vóór het werk, belangrijk voor de definitieve opdracht;

werkmetingen

opnemingen gedurende het werk ten behoeve van de uitvoering, het toezicht en de verrekening;

uitmeting

de situatie na voltooiing van het werk, belangrijk voor de oplevering en de eindafrekening;

studiemetingen

ter aanvulling van het reguliere monitoringprogramma, om de ontwikkelingen na het suppleren te volgen.

In het algemeen worden de projectmetingen met een hogere raaidichtheid uitgevoerd dan de JARKUS-metingen. Omdat de tussen raaien niet in een historisch perspectief geplaatst kunnen worden en -mede daardoor- weinig informatie toevoegen aan de JARKUS-metingen, is besloten om de evalua-tie alleen met behulp van de JARKUS-raaien uit te voeren. Om de omvang van de suppletie geheel in de tijdreeks tot uiting te laten komen zijn de in

-en de uitmeting toegevoegd. In de meeste gevallen valt de inmeting overigens samen met de JARKUS-meting van het desbetreffende jaar.

Dienst Getijdewateren/ RIKZ

F

i

g

uur

2

.

1

18 (lJ (lJ

'"

Lokatie Volume jaarI (la6m3) periode

b-

1 Nes 2.2 198.0 ... 2 Hollum .0.31 1979 0 3 Eierland 3..05 1979 0 4 E_{5 Da Koog}ierland 23.0.852 19851984

<-

6 Callantsoog .0.35 1977·1978

Callantsoog .0.47 1979·t98.o

33 Callantsoog 1.3 1986 42 Zwanenwater 1.85 1987 8 Scheveningen .0..045 1969 9 Scheveningen .0.7 ~975 10 Scheveningen .0.33 1985 34 rerheijde 3..0 1986

lla Hoekv.Holland 18.94 1971·19"2

llb Hoekv.Holland 1.5 1976-197"

12a Hoekv.Holland .0.87 1977-1978.0

12b Hoekv.Holland o.s 1989

43 Hoekv.Holland .0.2 1988

Voorne 13 Brielse Gat dam .0.15 1979-198.0

16 De Punt 1.1 1977 17 De Punt 0.44 1983 14 Rockanje ·.0.11 1974 IS Rockanje .0.15 1'974 1<8 Rockanje 3.4 1984-1985 35 Rockanje 1.'.0 1986

Goeree 19 Kopv.Goeree ,.0.4 1969-197.0

2.0 Kopv.Goeree .0.61 1971

21 Kopv.Goeree 3.64 1973·1974

22 Kopv.Goeree 1.27 1977

23 Kopv.Goeree .0.33 1984

24 Kopv.Goeree 0.53 1985

Schouwen 44 Noorderstrand .0.51 1989

37 Kopv.Schouwen 1.83 1987

25 Burgh .0.112 1975

Noord Beveland 26 Onrustpolder ,.0.21 1973

Walcheren 45 Domburg .0.21 1989 36 Domburg .0.23 1986 38 Westkapelle .0.025 1988 39 Westkapelle .0.41 1988 27 Westkapelle .0.1 1984 4.0 Zoutelande .0.15 1988 28 Vlissingen .0.775 1952-1959 29 Vlissingen .0..05 1952

Z-.w"" Vlaend..., _{3.0 Vlis}singen .0..032 1966

31 Vlissingen .0..045 1975

Zeeuwsch· 32 Breskens .0.2.06 1971

Vlaanderen 47 Breskens .0.66 1989

46 Groede .0.44 1989

41 Cadzand 1..02 1989

Suppleti

e

s Nederlandse kus

t

, uit

g

evoerd vóór 1990

Dienst Getijdewateren/RIKZ Amerland 1980 Texel, Eierland 1979 en 1985 Z-Vlaanderen, Cadzand 1988 Texel, De Koog 1984 N-Holland, Callantsoog 1986 N-Holland, Zwanenwater 1987 Z-Holland, Scheveningen 1975 en 1985 Z-Holland, Scheveningen 1975 en 1985 Schouwen 1987

Figuur 2.2 Locaties geselecteerde suppleties ten behoeve van evaluatie

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Het toevoegen van studiemetingen (extra opnemingen t.o.v. JARKUS) is achterwege gelaten. Redenen hiervoor zijn:

*

De projectgegevens zijn moeilijk toegankelijk; het toevoegen is zeer tijdrovend.

*

Gezien de doelstelling van de evaluatie leveren ze weinig extra informa-tie.

*

Niet van alle geselecteerde projecten zijn extra metingen beschikbaar. 2.5. Taakverdeling

Het project EVAZAND is een samenwerkingsverband tussen de Dienst Getijdewateren en de regionale directies Friesland, Noord-Holland, Zuid-Holland en Zeeland van de Rijkswaterstaat. De taken zijn als volgt verdeeld:

Dienst Getijdewateren projectcoördinatie , evaluatiemethodiek, rapportage; Regionale directies projectgegevens. evaluatieberekeningen.

2.6. Werkgroep

Voor de uitvoering van de evaluaties is een werkgroep geformeerd onder

voorzitterschap van DGW. De samenstelling is als volgt gekozen:

- ing. P. Roelse (Dienst Getijdewateren, voorzitter/secretaris) - drs. R. Hillen (Dienst Getijdewateren)

- drs. A.W. van Kleef (Dir. Zeeland) - dhr. R. Nolten (Dir. Zuid- Holland) - ir.

A.

Prakken (Dir. Friesland)

- ir. l-l.D, Rakhorst (Dir. Noord- Holland) - drs.P. van Vessem (Dienst Getijdewateren)

Dienst Getijdewateren/RIKZ

3

.

Het gedrag van suppleties

..

..

.

..

..

...

...

..

.

.

.

...

.

...

...

...

.

.

...

.

.

...

..

....

.

...

.

...

.

...

.

...

.

...

.

...

.

.

.

.

.

...

.

..

.

...

..

..

.

.

..

...

.

.

.

3.1. Algemeen

Het loskorrelige materiaal van de Nederlandse kust is voortdurend. in

beweging onder invloed van getij en golven. Door de wisselende

omstandigheden, met name wat golven betreft, wordt nooit een

evenwichtsligging van de bodem bereikt. Op sommige plaatsen is -over

een bepaald tijdvak gezien- wel sprake van een dynamisch evenwicht. Dit komt bijvoorbeeld tot uiting bij analyse van lange meetreeksen in de vorm van jaarlijkse fluctuaties in de ligging van de laagwaterlijn en de duinvoet. Dergelijke fluctuaties zijn karakteristiek voor een zandige kust als de Nederlandse en vormen in het algemeen geen probleem bij het behoud van de duinenkust. Essentieel voor de kustverdediging op langere termijn

is de zandbalans. Verliest een kustvak jaar in jaar uit zand, dan is sprake

van structurele erosie en zijn maatregelen nodig, bijvoorbeeld het com

-penseren van de zandverliezen door middel van zandsuppleties.

Bij het bepalen van de zandbalans kan als de zeewaartse grens de onderzijde van het actieve kustprofiel worden genomen. Dit is de diepte waaronder nog slechts geringe profielvariaties met een grote tijdschaal

(met name door getij) optreden. Het actieve kustprofiel wordt door de

golfwerking gedomineerd en vertoont een grotere dynamiek. Langs de

Hollandse kust strekt de actieve zone zich uit tot ca. NAP -8 m. In het Deltagebied en langs de zeegaten in de Waddenkust reikt de golfinvloed

minder diep door de reducerende werking van de banken. Hier wordt de

grens van de actieve zone echter bepaald door de geuldiepte en ligt

derhalve vaak aanzienlijk dieper dan NAP-8 m. Als bovengrens van het

actieve profiel kan in het algemeen de top van de zeereep worden aan

gehouden.

Een zandsuppletie betekent een verstoring van het morfologische systeem,

die extra weerstand oproept. Door plaatselijk toegenomen transporten

wordt de verstoring afgevlakt, eerst snel,daama steeds langzamer. Hier

-door lijkt een strandsuppletie aanvankelijk niet succesvol. Normaliter vindt de verspreiding van het suppletiezand echter plaats binnen de actieve zone

en betekent in principe geen verlies van zand. Wel kan de erosie toene

-men door het suppleren van zand met afwijkende eigenschappen

(bijvoorbeeld een kleinere korreldiameter). Soms heeft het suppletiezand

een minder beschutte ligging en erodeert daarom sneller, bijvoorbeeld

indien over strandhoofden heen wordt gesuppleerd. Ook een getijgeul

kan suppletiezand versneld afvoeren.

Uitgebreide informatie over het gedrag van een zandsuppletie verschaft het Handboek Zandsuppleties (Rijkswaterstaat, 1988) en het Special Issue on Artificial Beach Nourishment in Coastal Engineering (Van de Graaft e.a., 1991).

3.2

.

Dwars op

de kust

Bij de vormveranderingen van het kustprofiel spelen diverse processen een

rol. Figuur 3.1 (Groenendijk, 1992) geeft een indeling naar dominante

processen. De profielvorm is voornamelijk gerelateerd aan het golfklimaat. Onder hevige golfaanval, veelal gepaard gaande met een hoge

waterstand, neemt het profiel een flauwe helling aan en wordt het strand

verlaagd. Vaak leidt dit ook tot duinafslag. In een rustige periode is een

Dienst Getijdewateren/RIKZ

steilere helling mogelijk en bouwt het strand weer op. Door eolisch transport groeit het duinfront weer aan. Men spreekt daarom wel van zomer- en winterprofielen. Belangrijk voor de profielvorm is de ver

-vorming (asymmetrie) en het breken van de golven. De golfasymmetrie resulteert overwegend in een netto kustwaarts transport, terwijl in een groot deel van de brekerzone de onderstroom een zeewaarts transport veroorzaakt. Dit is één van de mogelijke verklaringen voor de aa nwezig-heid van brekerbanken.

geostrofisch overgangsgebied wrijvingsgedomineerd

E

&

getij

wIndgedreven stromlng

ekm., dynamica

(cor101s)

dichtheldsgedreven stroom

golf-stroom interaclie

..

korte golven

..

..

Figuur 3.1 Dominante processen bij de profielvorming (Groenendijk, 1992)

Een sterk ontwikkelde geul tussen het strand en de eerste brekerbank kan er toe leiden dat tijdens storm suppletiezand versneld langs de kust wordt verspreid. Een deel van het door de golfwerking zeewaarts getransporteer-de zand zal in deze geul terecht komen, waar juist dan een sterke bran

-dingsstroom staat. Het zand wordt over het suppletievak en de

naastliggende kustvakken verspreid en is niet meer beschikbaar voor het herstel van het profiel in het suppletievak tijdens een rustige periode. Op plaatsen waar een geul dicht onder de kust loopt, kan de getij-invloed op de profielvorm overheersen. De plaats van degeulrand bepaalt de ruimte voor het strand. De golfinvloed is sterk gereduceerd door de voor de kust aanwezige platen in de ebdelta.

De ontwikkeling van een suppletie in dwarsrichting is sterk afhankelijk van het suppletietype (figuur 3.2). Met name bij een duinfrontsuppletie wordt het profiel aanzienlijk versteild. Zo'n type suppletie is dan ook erg gevoelig voor stormen. De snelheid waarmee het suppletiezand over het profiel wordt verdeeld is daarom moeilijk te voorspellen. Een strandsuppletie is veel minder stormgevoelig. De verspreiding zal daarom geleidelijker

gebeuren. Een hoger strand vermindert de kans op duinafslag aanzienlijk. Indien op de onderwateroever en/of op het strand wordt gesuppleerd,

maar niet tegen het duinfront, wordt bij kusterosie het strand niet meer gevoed vanuit het duin. In de loop van de tijd zal het gesuppleerde, brede strand daardoor smaller worden.

Suppleties zijn in het algemeen gunstig voor de strand recreatie. Er zijn ech

-ter ook bezwaren. Behalve de hinder door de uitvoering kunnen de pro-fiel-aanpassingen na het suppleren hinderlijk zijn. Zo kan een sterk verhoogd strand na enige tijd een afslagrand op het droge strand te zien

geven (figuur 3.3.a). Een erosiebuffer tegen het duinfront neemt aanvankelijk ruimte in beslag (figuur 3.3.b). Wordt een dergelijke buffer echter achterwege gelaten, dan kan de grotere breedte van het droge strand stuifoverlast veroorzaken .

Normaliter zal uit morfologische overwegingen geen sterke voorkeur bestaan ten aanzien van de plaats van de suppletie in het dwarsprofiel. De natuur zal de zandmassa immers verdelen. Toch kan er, bij specifieke

Dienst Getijdewateren/RIKZ hoogwater hoogwater hoogwater laagwater Strandsuppletie

Figuur 3.2

Suppletietypen

b.strandsuppletie met erosiebulfer

Figuur 3.3

Profielontwikkeling na het suppleren

Dienst Getijdewateren/RIKZ

morfologische en hydraulische omstandigheden, een lichte voorkeur zijn voor een plaats hoger in het profiel, omdat er direct een positief effect is op de duinveiligheid en gebruiksfucties van het strand.

Bij een suppletie laag in het kustprofiel zal indirect sprake zijn van een positief effect op genoemde functies. Verplaatsing van suppletiezand in landwaartse richting verloopt echter trager dan in zeewaartse richting, zeker bij de aanwezigheid van een getijgeul. Pas na enige jaren is er dus effect op het strand te verwachten. Dit is de reden dat tot dusver weinig op de onderwateroever is gesuppleerd. Toch kan een suppletie op dieper water uit economische overwegingen aantrekkelijk zijn vanwege de mogelijk-heid tot het klappen van zand. De dure en risicovolle methode van aanlanding door de brekerzone vervalt hiermee. De haalbaarheid van een onderwateroeversuppletie wordt momenteel onderzocht door middel van een praktijkproef op Terschelling.

3.3.

In lengterichting

In

de golfgedomineerde zone is het langstransport voornamelijk een functie van de invalshoek en de intensiteit van de golfaanval. Het aanbrengen van een "zandbult" op de kust betekent plaatselijk een verandering van de invalshoek, hetgeen een gradiënt in het langstransport veroorzaakt. Hierdoor zal een korte suppletie snel verspreiden (figuur 3.4.a). Bij een langgerekte suppletie zal de verspreiding slechts aan de uiteinden plaatsvinden (figuur 3.4.b).

a.korte suppletie b.lange suppletie

Figuur 3.4 Kustontwikkeling na het suppleren

In het algemeen zal een zandsuppletie een te verwaarlozen invloed uitoefenen op de getijstroom. Wel zal de getijstroom het door golven zeewaarts verplaatste zand in lengterichting transporteren.

Het suppleren in kustvakken met strandhoofden kan de transporten aanzienlijk doen toenemen. Door boven het strandniveau stekende hoofden worden de langstransporten gereduceerd. Wordt nu zoveel gesuppleerd, dat de hoofden onder het zand komen te liggen, dan valt de reducerende werking voor een bepaalde tijd weg. Hetzelfde geldt onder

Dienst Getijdewateren/RIKZ

de laagwaterlijn, waar de koppen van de hoofden de getijstroom langs de onderwateroever reduceren.

Een bijzondere werking kan uitgaan van een suppletie naast een nol of een havendam, waar als gevolg van een dominante scheve golfinvallijzijde-erosie optreedt. Een daar geconcentreerd aangebrachte zandmassa wordt door de resulterende brandingsstroom over het stroomafwaartse kustvak verspreid.

3.4. Ontwerp

Het morfologische ontwerp van een suppletie wordt in de eerste plaats bepaald door de doelstelling(en). Binnen de taakstelling van de

rijksoverheid ten aanzien van de kustzorg is deze duideliik: het bestrijden van de structurele erosie. Hieronder wordt het onderdeel van het

morfologische proces verstaan, waarbij zand voorgoed verdwijnt van het duin, van het strand of uit de onderwateroever (Min. van

V &

W, 1990).

Voor

het bepalen van de structurele erosie moet het gehele profiel beschouwd worden. Als een belangrijke indicator voor structurele erosie geldt de laagwaterlijn. Een technische uitwerking (Hillen e.a., 1991) heeft geresulteerd in een volumetrische benadering, waarbij de kustligging op een bepaald moment wordt berekend door het volume van een vast

-gestelde kuststrook te delen door de hoogte van die strook (figuur 3.5). De strook beslaat het deel van het profiel tussen de duinvoet en een punt op de vooroever dat evenver onder laagwater ligt, als de duinvoet er boven ligt. De positie van de kustlijn op 1-1-1990 moet worden

gehandhaafd. Deze positie is met behulp van trendextrapolatie bepaald en wordt de basiskustlijn genoemd. Op plaatsen, waar eerder is gesuppleerd, is de positie vóór het suppleren maatgevend, eventueel gecorrigeerd voor veiligheidseisen.

Naast de doelstelling met betrekking tot het handhaven van de basiskust-lijn kan het ontwerp mede worden gebaseerd op nevendoelstellingen in verband met andere belangen, zoals duinsterkte, recreatie en natuur.

~ekenschi~ B= 2H MKL=B-A B

.,

A I

~

Figuur 3.5 Methode kustlijn berekening

Maatgevend voor het morfologische ontwerp zijn voorts de lokale omstandigheden. Deze bepalen in sterke mate de mogelijkheden tot suppleren en het kustgedrag na de suppletie. Belangrijk zijn: de aard en de omvang van de autonome kustontwikkeling (ingeval van een suppletie vrijwel altijd erosie), de zandeigenschappen en het kusttype (m.n. de

Dienst Getijdewateren/RIKZ

suppletieruimte). De autonome kustontwikkeling is hier gedefinieerd als:

de ontwikkeling, die zal optreden, indien niet wordt gesuppleerd.

De effectiviteit van het suppletiezand bepaalt de mate waarin moet

worden overgedimensioneerd om de erosie te kunnen compenseren. De

effectiviteit wordt gedefinieerd als de autonome erosie gedurende de geplande levensduur van de suppletie, gedeeld door de werkelijke erosie.

De autonome erosie kan door middel van trendextrapolatie worden

berekend aan de hand van tijdreeksen uit het JARKU$-bestand (figuur

3.6)

.

De erosie na het suppleren zal moeten worden geschat. Met name bij

kustvakken met een steile vooroever en strandhoofden moet na het

suppleren met een grotere erosie dan de autonome erosie rekening

worden gehouden. In de regel wordt hiervoor de suppletiehoeveelheid

met

20

à

30%

vermeerderd. Bij zeer sterke geulinvloed wordt wel

50%

toegepast. Deze percentages worden op pragmatische wijze op basis van ervaring bepaald. Rekenmodellen om de verspreiding van een suppletie-massa te berekenen bestaan wel, doch zijn voornamelijk gebaseerd op langstransport. Ze zijn daardoor minder geschikt voor de langgerekte

suppleties, die normaliter worden toegepast ten behoeve van de kustlijn

-handhaving en waarbij de verspreiding in dwarsrichting een grotere rol speelt.

lijd

~ '... levensduur (I) ..

I

'''iq.

_,~

"e

6rq, E,=

e·

t

" ie /.

Ez

=extra erosie na suppleren

'6}

Figuur

3.6

Principe ontwerp zandsuppletie

De methode van het ontwerp is afhankelijk van de gekozen

uitgangs-punten (figuur

3.6).

Voor een langgerekte suppletie kunnen de volgende

methoden worden gehanteerd: Methode 1:

Gegeven is de gewenste levensduur. Met behulp van de geschatte

autonome erosie en de effectiviteit van de suppletie wordt de benodigde

zandhoeveelheid berekend. De methode kan eerst per meetraai worden

uitgewerkt. Naderhand kunnen eventuele oneffenheden door middel van

stileren worden weggewerkt.

Bij kusten met een smal strand en/of hoofden kan de suppletiehoeveelheid

te groot zijn voor de beschikbare ruimte. Het "overvol" suppleren leidt

dan tot extra erosie.Methode 2 kan hier een bruikbare oplossing zijn.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Methode

2:

Gegeven is de beschikbare ruimte.

Deze

bepaalt de te suppleren hoeveelheid zand. Met de geschatte erosie na het suppleren kan vervolgens de levensduur worden berekend.

Bij de aanwezigheid van een getijgeul en/of strandhoofden betekent een suppletie vaak een extra verstoring, omdat de luwtewerking van de hoofden tijdelijk wegvalt en de overgang naar de (steile) vooroever abrupter wordt. Een schatting van de erosie is daarom niet eenvoudig.

Door de variatie in de beschikbare ruimte en in de autonome erosie zullen de per meetraai bepaalde levensduren aanzienlijk kunnen verschillen. Hierdoor wordt de mogelijkheid van een optimaal ontwerp sterk beperkt.

Methode

3:

Gegeven is de te suppleren hoeveelheid zand. Met behulp van de totale autonome erosie in het suppletievak en de geschatte effectiviteit kan de levensduur worden berekend. Per meetraai kan de suppletiehoeveelheid worden bepaald aan de hand van autonome erosie, effectiviteit en levensduur. Op deze

wijze

kan de

zand

massa optimaal over het suppletievak worden verdeeld.

In Nederland wordt tijdens de planfase, waarin de suppleties voor het volgende jaar worden vastgesteld, in principe volgens methode 1 gewerkt. Slechts in bijzondere situaties wordt methode 2 toegepast. Sinds de keuze voor" dynamisch handhaven" wordt de levensduur in het algemeen gesteld op circa 5 jaar. Een langere levensduur leidt doorgaans tot een lagere effectiviteit en houdt te veel risico's in door de moeilijk te voor

-spellen autonome kustontwikkeling. Bovendien betekent het een dure investering. Met een kortere levensduur kan optimaal worden ingespeeld op het kust- gedrag, doch de prijs per kubieke meter neemt toe.

Doorslaggevend is echter dat met de huidige uitvoeringstechnieken het

zeer

frequent suppleren van de stranden grote weerstand oproept bij de

kustgebruikers.

In de besteksfase ligt de beschikbare zandhoeveelheid vast. Aan de hand van de meest recente opneming kunnen de aanlegprofielen worden getekend.

Methode 3 wordt incidenteel toegepast bij kustvakken met een zeer geringe erosie.Om praktische reden wordt dan een minimum-waarde niet onderschreden. Soms ook vormt een suppletie de sluitpost op de jaarlijkse

zand

begroting.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

Dienst Getijdewateren/RIKZ

4.

Methodiek

evaluatie

..

.

..

...

..

.

.

.

..

.

.

.

..

.

.

.

.

..

.

..

.

.

.

...

.

..

.

.

.

.

.

.

.

.

....

.

.

...

....

.

.

....

.

..

.

.

.

.

..

.

..

.

..

...

.

..

..

.

.

.

..

.

...

..

..

....

...

..

....

.

.

.

..

.

.

..

.

..

.

...

...

..

..

...

.

.

.

.

.

..

...

.

..

.

...

.

.

.

...

.

....

.

...

.

..

.

..

..

.

.

.

..

.

.

.

..

.

..

.

...

..

.

..

.

..

.

.

.

..

.

.

.

..

.

.

.

.

4.1

.

Kengetallen

Het succesvan een zandsuppletiekan aan diversecriteria worden

afgemeten

.

Het is dus belangrijk dat hiervoor een weloverwogen keuze

wordt gemaakt aan de hand van de doelstellin

g

(en)van de supplet

i

es

.Te

n

behoeve van een éénduid

i

ge toetsing

i

s per

c

riterium een kengetal

berekend

.

De kengetallenzijn zo gedefinieerd da

t:

kengetal

=

1 : doelstelling preciesgehaald

<

1 : slechterdan de doelstelling

>

1

:

beter dan de doelstelling

Voor

onderstaandefacetten zijn kengetallen berekend. Hierbij zijn d

e

onderliggende vraag en de berekeningswijzevermeld

.

F

i

guur 4

.

1 ge

e

ft

voor elk kengetal een principeschetsvan de berekeningsmethode

.

K1

.

Handhaving basiskustlijn.

Is

(

wordt) de besiskustl

i

in lang

g

eno

eg

g

e

handh

a

a

fd?

Berekening:

werkelijke handhav

i

ngstijd

/

beoogde

levensduur

.

D

e

werkelijke tijd dat de kustlijn wordt geh

a

ndhaa

f

d word

t

bepaalddoor extrapolatie van de

tr

endli

j

n doo

r

de gem

ete

n

kustlijnpos

i

ties.Hoewel bij de

g

es

e

l

ec

t

e

erdesuppletiesno

g

geen basiskustlijnwas vastgesteld

,

wordt bij d

ez

eevaluatie de

laatstegemeten kustlijn vóór het suppleren b

esc

houwd als d

e

t

e

handhaven kustlijn.

K2.

Erosiecompensatie.

Hoe lang is de erosie ge

c

ompense

e

r

d i

n v

e

rho

u

d

ing t

ot d

e

v

e

rwacht

i

ng?

Be

r

ekening

:

de t

i

jd waarin h

e

t

s

uppletiez

a

ndis (zal z

i

jn

)

verdwenen

/

beoogde levensduur

.

D

e

we

rk

elijke levensduurwordt bep

aa

lddoo

r e

xtrapolatie v

a

n

de trendlijn door de gemeten volumes van h

e

t kustvak. Door

zijdelings

e

verspreidingvan het suppleti

e

zandof door autonome

verand

e

ringenzoalsmigratie van brekerbank

e

n

, is

h

et

keng

e

t

a

l

sterk afhankelijk voor de gekozen v

a

kgrenzen

.

B

ij

b

r

ekerbanken

is voorts de wijze van kuberen (horizontale

,

danwel vertikal

e

rekenschijven)van invloed. Waar dit van belang werd geacht

,

zijn de kengetallen berekendvoor verschillendevakgrootten en

gebaseerdop verschillendeberekeningwijzen

.

K3

.

Ontwerp

.

Is de eros

i

e na het suppleren goed inge

sc

hat

?

Berekening:

suppletiehoeveelheidvolgens het

ontwerp/werkelijk benodigde hoeveelhe

i

d

.

Aangenomen is dat de in de praktijk aangebrachtehoeveelheid

suppletiezandovereenkomt met het ontwerp. In werkelijkheid

bestaansomsaanzienlijkeverschillen

.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

K4.

Effectiviteit suppletiezand.

Hoe groot is de effectiviteit van de suppletie?

Berekening

:

autonome erosie/werkelijke erosie

.

De autonome erosiewordt afgeleid van de gemeten

kustont-wikkeling vóór het supplerenen geschatdoor middel van

trendextrapolatie. De werkelijke erosiewordt op dezelfde w

i

jze

bepaaldover de (meestalge

s

chatte)werkelijke levensduurvan

de suppletie

.

De werkelijke erosie

i

s dan gelijk aan de

gesup-pleerde hoeveelhe

i

d.Voorwaarde is uiteraard dat de erosie

wordt berekendover het gebied waarvoor de erosiebestrijding

was bedoeld.

Indien K4 kleiner is dan 1, betekent dit dat voor elke m3 zand

die als gevolg van autonome erosieuit het kustvak verdwijnt,

méér dan 1 m3 suppletiezandnodig is.

K5.

Strandbreedte

.

Is na het suppleren meer strand beschikbaardan ervoor?

Berekening:

gemiddelde strandbreedte na het suppleren/

gemiddelde strandbreedte vóór het suppleren

.

Aan de hand van de jaarlijkse metingen wordt de gemiddelde

breedte van het natte en het droge strand berekend over een

periode vóór het suppleren

;

gelijk aan de levensduur. De

gemiddelde breedte na het supplerenzal veelal met behulp van

trendberekening moeten worden vastgesteld.

K6.

Volume afslagzone.

Biedt suppleren voldoende mo

g

eli

l

kneden om een veilig

e

waterkering in stand

te

houden?

Berekening:

werkelijke tijd dat het volume in de

afslagacne

is gehandhaafd/beoogde levensduur.

Het kengetal kan worden gebaseerdop het volume van de

afslagzone,of

op

de positie van het berek

e

ndeafslagpunt. Bij

zeereepen,die niet aan de deltanorm (behoeven te) vold

o

en is

van een lager vellighe

i

dsniveauuitgegaan

.

K7

.

Stabiliteit duinvoet.

Is met suppleties structureel verlies van duinareaal te

voorkomen?

Berekening:

werkelijke tijd dat de duinvoet beschermdis/

beoogde tijd.

De positie van de duinvoet wordt bepaald op het niveau dat

ook voor de kustlijnberekeningis toegepast.

Door middel van trendlijnen worden toevalligheden in de meetreeks

geëlimineerd. Eenlineair verband zal hierbij niet altijd geoorloofd zijn

.

In

dat geval kan de relatie volgens Führböter (1992) worden toegepast, die

voor het uitdempen van een verstoring een e-macht aanbeveelt.Rakhorst

(1993) werkte deze relatie uit voor het zandverliesvan een suppletie in

combinatie met autonome erosie (figuur 4

.

2)

.

Sommigekengetallenonderscheidenz

i

ch alleenindi

e

n er sprakeis van een

niet-lineairetrend na het suppleren

.

Bij lineairetrend geldt: K3

=

K2. Verder

is K4 bedoeldvoor suppleties

,

waarbij is overgedimensioneerd.Indien dit

niet he

t

geval is geldt voor het gebied waarin de erosiemoest worden be

-streden

:

K4

=

K3. B

i

jeen lineairetrend maakt het niet uit voor welk tijdstip

het kengetalwordt berekend.Bij een niet-lineairetrend maakt dit wel uit. In

principe

i

s uitgegaanvan het tijdstip waarop de kustlijn of het volume (soms

theoretisch)weer op het oorspronkelijkeniveauis (zal zijn) aangekomen.

Dienst Getijdewateren/RIKZ 1.Handhaving basiskustlijn MKL(m)

~

'-.... K1=twerkelijkIt ontwerp <, <, <, <, BKL '" 5.Stand breedte b(m) K 5=b naIbvoor 2.Erosiecompensatie K 2=t werkelijkIt ontwerp bv 3.Ontwerp K3=SontwerpISnodig 6.Volume afslagzone V(m3)ofAP(m) K6=t werkelijkIt ontwerp 4.Effectiviteit K4= EautonoomIE werkelijk

Figuur 4.1 Berekening kengetallen

Evaluatie vanzandsuppleties; interim rapportage 31

7.Stabiliteit duinvoet DV(m)

~

~ '" K7=twerkelijk It ontwerp <, <, <, <, to BKL =basiskustlijn MKL =momentane kustlijn E = erosie S =suppletie hoeveelheid V =zandvolume b =strandbreedte AP =afslagpunt subscripts: w =werkelijk o =ontwerp a n =autonoom =nodig

Dienst Getijdewateren/RIKZ

s

waarin:

a = autonome erosie

S01= aT(autonome erosiegedurende werkelijke levensduur T)

-... $02= extra erosie na suppleren

Tc = karakteristieke erosietijd

--- ---

---

---

---T

--- ---

-a

Figuur 4.2 Niet-lineaire erosie (Rakhorst, 1993)

Eengrote waarde voor K4 kan op een succesvolle suppletie duiden. Echter, K4

>

1 is eigenlijk niet mogelijk, tenzij met veel grover zand is gesup-pleerd. Is een vergelijkbare zanddiameter toegepast en K4 is toch groter dan

1

,

dan is blijkbaar sprake van een afnemende autonome erosie. Achteraf beschouwd is dan te veel gesuppleerd.

Een K4-waarde kleiner dan 1 kan betekenen dat zand naar aangrenzende kustvakken is getransporteerd. Op grotere tijd- en ruimteschalen bezien is dit zand niet op voorhand als "verlies" aan te merken.

Door het regelmatig herhalen van suppleties zal in de toekomst het berekenen van de effectiviteit aan de hand van de autonome erosie moeilijker worden. De periode, waar in de kustontwikkeling nog niet door suppleties werd verstoord, wordt steeds minder representatief voor de toekomstige erosie.

4.2. Programmatuur

Voor de vereiste bewerkingen ten behoeve van de kengetallen is de beschikbare programmatuur bij het JARKUS-bestand verre van toereikend. Na aftasting van enkele mogelijkheden is gekozen voor het

PC-program-ma KUSTLYN (Koster, 1991), ontwikkeld voor de berekening van de

basiskustlijn. Hiermee zijn kuberingen, kustlijnberekeningen en bepaalde vormen van visualisering mogelijk. Daarnaast beschikken de diverse

diensten over uiteenlopende algemene programmapaketten voor het

bewerken en het weergeven van kustmeetgegevens.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

5. Resultaten evaluatie

5.1. Ervaringen met meetdata

De evaluaties zijn uitgevoerd met behulp van het

JARKUS-metingen-bestand (Oosterwijk, 1988), aangevuld met projectmetingen (in- en/of

uitmetingen). Hierbij zijn de volgende problemen geconstateerd:

*

De JARKUS-metingen zijn soms tijdens het suppleren uitgevoerd.

Dit betreft de lodingen van de suppletie van 1988 aan de zuidwest-kust van Walcheren (aanvankelijk niet geselecteerd). Omdat hier een reeks van suppleties is beschouwd is deze meting niet meegenomen.

*

In enkele gevallen is de luchtfotogrammetrie vóór het suppleren

uitge-voerd en de lodingen erna.

Dit is onder andere het geval bij de suppletie van 1987 aan de Kop van Schouwen. Hier is de JARKUS-meting gedeeltelijk vervangen door een projectmeting.

*

Incidenteel is geen JARKUS-meting uitgevoerd.

Dit betreft de periode voor het suppleren van zowel de Kop van

Schouwen als Ameland. De schatting van de autonome kustontwikkeling

wordt hierdoor bemoeilijkt.

*

JARKUS-raaien zijn soms te kort gemeten.

Bij Cadzand is de meting van 1989 aan de landzijde niet volledig, zodat

een kubering niet mogelijk is. De trend van het zand verlies is hierdoor minder duidelijk.

*

De projectmetingen zijn in het algemeen uiterst moeilijk toegankelijk.

Soms zijn ze niet in computerbestanden beschikbaar. Is dat wel het

geval, dan is doorgaans niet het JARKUS-format toegepast. Voor een

aantal suppleties is dit opgelost door handmatige verwerking.

*

De projectmetingen zijn vrijwel altijd te beperkt.

Buiten het suppletiegebied (duin, vooroever, aangrenzende raaien) is nauwelijks gemeten. Hierdoor zijn tijdrovende aanvullingen nodig om

met behulp van kuberingsprogramma's inhoudsveranderingen te kunnen

berekenen.

5.2. Ervaringen met de methodiek

Ten behoeve van een systematische beoordeling is gekozen voor het berekenen van kengetallen voor de diverse doelstellingen. In het algemeen wordt hiermee een goed, objectief beeld van de morfologische aspecten van een suppletie verkregen. Toch zijn er bezwaren bij de praktische

toepassing:

*

De doelstelling moet

duideljjk

zijn. Bij de "oude" suppleties is dat niet

altijd het geval.

*

De methode gaat uit van kusterosie. Gaat de kust na het suppleren

vooruit, dan is geen kengetal te berekenen.

*

Gestreefd wordt naar het uitfilteren van toevalligheden door toepassing

van trendlijnen. Deze kunnen zowel lineair als niet-lineair zijn. Bij een

suppletie, waarvan nog slechts weinig metingen beschikbaar zijn, is het trekken van welke trendlijn dan ook een vrij subjectieve handeling.

*

Eén van de belangrijkste kengetallen is dat voor de effectiviteit van het

suppletiezand. De referentie hiervoor is de autonome erosie. Het

schatten hiervan aan de hand van de kustontwikkeling vóór het

suppleren is meestal niet eenvoudig in verband met sterke fluctuaties.

Dienst Getijdewateren/RIKZ

*

Indien veel zand tegen het duinfront is aangebracht, kan de trend pas worden bepaald vanaf het moment dat het zand over het dwarsprofiel is verspreid.

*

De kengetallen zijn per meetraai, maar ook voor het gehele suppletiege

-bied bepaald. Bij sterk wisselende resultaten boeten de getallen voor het gehele gebied aan waarde in.

*

De effecten van een suppletie op naburige kustvakken worden niet altijd geheel bij de evaluatie betrokken.

*

Uitvoering van de berekeningen door de regionale directies heeft het voordeel van de bekendheid met het gebied en gegevensbronnen. De mogelijkheid dat afwijkende interpretaties (trendbepaling, filtering fluc-tuaties, grootte rekengebied) de resultaten beïnvloeden is echter niet uitgesloten.

Grote fluctuaties in de zandhoeveelheden van een beschouwd kust-gedeelte worden vooral langs de Waddenkust en de Hollandse kust aangetroffen. De belangrijkste oorzaak hiervan is de grote dynamiek door de aanwezigheid van brekerbanken. Van jaar tot jaar treden grote

fluctuaties van het volume op indien een brekerbank juist wel of niet in de JARKUS-strook valt.

Bij Ameland, Callantsoog en het Zwanen water, waar slechts een gedeelte van het brekerbankengebied in de JARKUS-strook valt, is sprake van grote fluctuaties. Bij De Koog wordt vrijwel het gehele brekerbankengebied door de JARKUS-metingen bestreken. Delfluctuaties zijn hier geringer.

Voor de bepaling van K4 is bij De Koog, Callantsoog en Zwanenewater gerekend met het kustgedeelte landwaarts van de eerste brekerbank, vol-gens de methode van Rakhorst (1993, figuur 4.2). Omdat vooral bij het Zwanenwater het brekerbankengebied een schatting van de erosietrend bemoeilijkt, is hier ten behoeve van de erosiecompensatie (K2) en de effectiviteitsbepaling (K4) uitgegaan van de resterende hoeveelheden in 1991 en 1992.

Bij vier van de beschouwde suppleties is het gesuppleerde zandvolume nog niet geheel verdwenen. Dit is het geval bij Callantsoog, het

Zwanenwater, Schouwen en Cadzand. Behalve bij Schouwen is op deze plaatsen duidelijk sprake van een in de tijd afnemende erosie van het suppletiezand. Toepassing van lineaire regressie zou een te ongunstig beeld geven. Daarom is hier de methode volgens figuur 4.2 (Rakhorst, 1993) toegepast.

Bij de berekeningen ten behoeve van de kengetallen en de presentatie van tijdreeksen is gebruik gemaakt van het PC-programma KUSTLYN. De op dat moment beschikbare versie van het programma bleek zeer geschikt voor het merendeel van de analyses. Het programma werkt echter op raainiveau. Bewerkingen op kustvakniveau vereisen een extra handmatige inspanning.

5.3. Resultaten per suppletieproject 5.3.1. Ameland, 1980

De ontwerplevensduur is niet éénduidig gedocumenteerd. Aan de suppletie is thans een levensduur van 8 jaar toegekend, terwijl bij de vorige evaluatie met 10 jaar is gerekend. In beide gevallen is de levensduur vrij groot ten opzichte van de huidige suppleties, waar meestal wordt uitgegaan van ca.5 jaar. De suppletie is de enige van de geselecteerde projecten, die geheel als duinfrontsuppletie is uitgevoerd. Gemiddeld werd 365 m3 per strekkende meter aangebracht.