Surfen langs de Tweede Maasvlakte

De aanleg van de Tweede Maasvlakte laat zich prima combineren met de bouw van een kunstrif dat voor golven zorgt die surfliefhebbers doen watertanden.

VORIG JAAR werd de knoop doorgehakt: Rotterdam krijgt een Tweede Maasvlakte, voor de Zuid-Hollandse kust. ``Die aanleg kun je prachtig combineren met de aanleg van een kunstrif voor surfers'', zegt de Delftse hoogleraar kustwaterbouwkunde Marcel Stive. ``Zo'n rif draagt tevens bij aan de kustbescherming op de overgang van harde naar zachte zeewering, zodat er minder erosie optreedt.''

Afstudeerder Martijn Henriquez, opgegroeid op Curaçao en zelf enthousiast golfsurfer, testte een reeks computerontwerpen voor zo'n kunstrif. Vervolgens ging hij experimenteren in de golfslagbak in het Stevin Laboratorium. Dat is een bassin van 15 bij 25 meter waar golfmachines het water kalmpjes laten klotsen. Ze kunnen keurige rijtjes modelgolven maken, maar ook woeste brandingen met een meer natuurlijk patroon van `langkammige' en `kortkammige' golven. Op verzoek leveren de golfmachines allerlei zweverige, niet zuiver harmonische golfbewegingen, aangestuurd door twee verschillende frequenties – te vergelijken met de geluidszweving die twee iets verschillende stemvorken produceren.

watertanden

In deze spetterbak bouwde Henriquez een kunstrif, een uiterst precies schaalmodel van zand, afgestreken met cement. Het was een heidens karwei, maar toen de kraan voor het eerst werd opengezet bleek het rif perfect te voldoen. In de golfbak ontstaan mooie, krullende golven die surfliefhebbers spontaan doen watertanden. ``Het grappige is dat onze vakgroep altijd veel enthousiaste surfers aantrekt, al zeker tien jaar,'' zegt Stive. ``Misschien raakten ze door hun liefde voor het water geïnspireerd tot een studie waterbouwkunde. Omgekeerd slaat hun interesse ook bij de vakgroep aan. Theoretisch is die golfproblematiek voor ons heel interessant vanwege de sterke niet-lineaire dynamica. Het is een uitdaging voor wetenschappers om zulke fenomenen te begrijpen en modelleren.''

Vooral windsurfen is in trek. Golfsurfen is in Nederland minder gebruikelijk, want er zijn maar weinig echt goede golven te vinden. ``Een kunstrif zou uitkomst bieden'', zegt Martijn Henriquez. ``Australië is al begin jaren negentig begonnen met de aanleg van kunstriffen om de surfdrukte te spreiden. Het gebeurt nu wereldwijd.''

``Als er in Nederland zoiets moet komen, dan zou de Tweede Maasvlakte een goede kans bieden,'' zegt ir. Tiedo Vellinga van het Havenbedrijf Rotterdam. ``Je bouwt daar iets nieuws en je zit in diep water, waar hoge golven binnenkomen. Dit is een goed moment om creativiteit in de markt te stimuleren.''

De zee is ter plaatse al snel zo'n 10 tot 12 meter diep, de vaargeul richting Rotterdam is wel 25 tot 30 meter diep. Het ontwerp van de Tweede Maasvlakte voorziet aan de kwetsbare noordwestkant in een steile, harde golfbreker, een blokkendam van vier kilometer lengte, die vervolgens overgaat in een zachte zeewering in de vorm van een strook zandstrand van wel acht kilometer lengte.

erosie

Het ontwerp moet zo natuurlijk mogelijk in de stroming worden gelegd om de erosie zoveel mogelijk te beperken. Over de beste aanpak van het ontwerp buigt het Havenbedrijf zich samen met de sectie waterbouwkunde van de TU Delft. Stive: ``Als je alleen let op extra ruimte creëren en bereikbaarheid voor de scheepvaart, dan zou je die Tweede Maasvlakte een flink stuk in zee laten uitsteken. In plaats daarvan wordt gekozen voor een meer natuurlijke ronde vormgeving, vergelijkbaar met de kop van de Zuid-Hollandse eilanden. Hierdoor wordt bovendien het estuarium van het Haringvliet vergroot.''

In theorie leent de Tweede Maasvlakte zich prima voor de aanleg van een kunstmatig rif voor kustbescherming èn surfsport. Het rif kan dienen als overgangsconstructie van harde, steile kustverdediging naar de zachtere, minder steile, diepere zeebodem, met rotsblokken onder water. Of het kan worden uitgevoerd van geotextiel, gevuld met zand.

Windsurfers hebben de Tweede Maasvlakte al lang ontdekt. Voor golfsurfers is de Nederlandse kust – behalve bij stormachtig weer – nogal saai. De golven rollen min of meer recht op de vlakke kust aan, om vlak voor het strand ineens om te klappen. Een surfer die zo'n golf rechtstreeks naar het strand volgt, spoelt subiet aan. De kunst is om schuin langs het strand te surfen. Daarvoor is een golf nodig die niet in één keer voorover valt, maar waarvan de kam heel geleidelijk naar één kant toe breekt, zodat je er een tijdje op je surfplank op kunt `rijden'. ``Misschien wel tien seconden lang, dat zou al mooi zijn,'' zegt Martijn Henriquez. Hij onderzocht welke rifvorm onder water optimaal is om de golven zo te laten breken dat je er lekker op kunt surfen. De vraag was hoe voorspelbaar zo'n vorm kan zijn en hoe je dat kunt modelleren. Hiervoor is een niet-lineair programma gebruikt, dat de golfbeweging op een veranderende bodem kan berekenen. Martijn Henriquez: ``Ik heb eerst de vorm van natuurlijke riffen bestudeerd en vervolgens op de computer bepaalde digitale vormen ontworpen. De meest veelbelovende vorm heb ik experimenteel getest in het golfbassin.''

Als de golven niet recht, maar schuin op de kust invallen, breken ze onder een bepaalde hoek. De golfsnelheid wordt bepaald door de waterdiepte. Hoe ondieper het water, hoe langzamer de golf loopt. Als hij schuin op de kust aankomt, zal de buitenkant sneller lopen dan de binnenkant en draait de kam vanzelf bij. De snelheid waarmee de brekende golf langs de kam `afpelt' wordt peel rate genoemd. De snelheid waarmee de golf afpelt is van groot belang voor de surfbaarheid, daarop wordt het rif gedimensioneerd. Een golf die te langzaam breekt, is niet aantrekkelijk om op te surfen. Naast de golfsnelheid is ook de golfvorm van belang voor de `surfbaarheid'. Onaantrekkelijk is een spilling breaker die niet spectaculair omklapt maar geleidelijk tot schuim verkruimelt. Stive: ``Het mooiste is het plunger type: een golf met een krulvorm, door surfers hollow tube genoemd. Binnen in zo'n golf heeft de surfer dan lekker glad water, waarop hij in balans kan blijven, terwijl om hem alles in kolkende beweging is.'' Overigens is het beschrijven van het krullen van de golf een mathematisch hoogstandje dat ontzaglijk veel computerrekentijd vergt.

innovatief

De gedachten gaan uit naar een vlak kunstrif van 70 bij 100 meter, met een schuin oplopende bodemhelling met een steilheid van 1:6. Om golven van gemiddeld een meter hoogte te laten breken, moet het rif een meter onder water liggen. Zo'n kunstrif blokkeert net als een strekdam het zandtransport langs de kust. Daardoor zijn wellicht minder zandsuppleties nodig en misschien zal het strand zelfs wat aangroeien en breder worden. ``Dat zou ook voor de Tweede Maasvlakte goed van pas komen'', zegt Henriquez. ``Ik schat dat de aanleg van zo'n kunstrif wel 1 à 2 miljoen euro kost. Dan moet het wél functioneel zijn voor de rest van het ontwerp.''

Tiedo Vellinga van het Havenbedrijf onderstreept dat ook de veiligheid meespeelt. ``We willen de Tweede Maasvlakte graag een innovatieve uitstraling meegeven. Watersport kan daaraan bijdragen.''

oranje balletjes

In elk geval moet het rif zo ontworpen worden dat surfers niet op de harde golfbreker klappen; dat zou levensgevaarlijk zijn. Van belang voor de veiligheid zijn ook de muistromen die rondom het rif kunnen ontstaan. Ze ontstaan vooral aan het eind van het rif, waar de golven op hun laagst zijn. Ter demonstratie gooit Martijn Henriquez een handvol oranje balletjes in het golfbassin. De muistromen sleuren ze vlak langs de zijkant van het rif mee terug naar dieper water. ``We zijn enigszins geschrokken van de sterkte van die muistromen'', zegt Henriquez. ``Je ziet ze ook langs strekdammen optreden – doodsoorzaak nummer één onder zwemmers.''

Tegelijkertijd is de muistroom ook nuttig voor de surfers om snel en slim een mooie positie voor inkomende golven te kunnen innemen. Surfers besteden 95 procent van hun tijd aan peddelen. Een volgende afstudeerder onderzoekt nu hoe je middenin het rif een diepere geul kunt aanleggen die de muistromen zo verandert dat ze niet alleen rondom, maar ook midden door het rif stromen. Stive: ``Dan zit je als surfer gebakken.''