Zandtransport voor de Hollandse kust keert om bij storm

Het zandstrand en de duinen langs de kust van Nederland zijn een gevolg van de aanvoer van zandkorrels, vanaf de Noordzeebodem, naar de kust toe. Het proces dat daarvoor verantwoordelijk is - de golfwerking - is goed bekend. Hoe komt het dan dat tijdens de storm, die immers gepaard gaat met versterkte golfwerking, vaak juist grote delen van de kust worden weggeslagen. Die vraag vormde de grondslag voor het proefschrift dat op 14 november aan de universiteit van Utrecht werd verdedigd door F.C.J. Wolf.

Het was bekend dat 'zandruggen' voor de kust, zogeheten brandingsbanken, voor de kustontwikkeling van groot belang zijn: zij breken de golven, ontnemen er daarbij veel energie aan, zodat de afslag wordt beperkt. Bovendien vormt het zand van deze banken een reservoir dat door de natuur zelf wordt aangesproken om afgeslagen kusten weer (min of meer) te herstellen. Voor de kustverdediging is het gedrag van deze, zich verplaatsende en in grootte variërende, banken dus van grote betekenis. Dat gedrag is echter net zo slecht te voorspellen als het weer: zelfs op een termijn van enkele dagen lukt dat nauwelijks.

Het in het proefschrift beschreven onderzoek was er vooral op gericht om de voorspelbaarheid van dat gedrag te vergroten, mede door een beter inzicht in de fysische processen die bij de ontwikkeling van die banken een rol spelen. Omdat de relevante processen zeer complex zijn (en deels interactief) was het onderzoek voorzichtig opgezet: naast het bestuderen van de werkelijkheid (in de omgeving van Egmond aan Zee) werd voor het opstellen van een model gekozen voor een twee-dimensionale benadering. Hoewel een dergelijk model natuurlijk nooit de werkelijkheid en model redelijk met elkaar in overeenstemming te brengen. Daarmee is ook de voorspelbaarheid van het gedrag van de brandingsbanken verbeterd: tot enkele weken vooruit bleken de opgestelde verwachtingen redelijk betrouwbaar.

Uit het onderzoek bleek dat de energie van korte golven een veel belangrijker rol speelt dan die van lange golven, hoewel de invloed van de laatste wel toeneemt naarmate men dichter bij de kust komt. Verder bleek dat er, in tegenstelling tot de verwachting, geen verband bestaat tussen de snelheid van de golven (nabij de bodem) en de concentratie daar van deeltjes die in het water worden meegevoerd. Ook bleek dat op middellange termijn het netto sedimenttransport in het binnenste deel van de brandingszone bepaald wordt door de golfhoogte op diep water: bij een hoogte van minder dan een halve meter was het transport in de hele brandingszone kustwaarts gericht, terwijl dat bij hoogten tussen een halve en twee meter afwisselend kust- en zeewaarts was. Bij nog grotere golfhoogte, zoals die bij storm ontstaat, werd het sedimenttransport in het binnenste deel van de brandzone zeewaarts gericht.

Met deze bevinding was de achterliggende vraag van het proefschrift beantwoord. Ook andere zaken kwamen aan het licht, bijvoorbeeld over de relatie tussen de brandingsbanken, de golfwerking en de kustontwikkeling - en daarmee over de veiligheid van de kustgebieden onder stormcondities. Zo bleek dat bij opeenvolgende stormen het strand eerst breder wordt en daarna smaller.