Veranderingen in gemiddelde zeeniveaus in de Nederlandse kustwateren
Douwe Dillingh Deltares
NCG workshop Delft, 6 februari 2014
Inhoud
• • • • • • •
Waarom is het belangrijk Hoe gaan we er mee om Wat meten we Trendanalyse Is er al een versnelling zichtbaar Resultaten Conclusies
2
Veiligheid tegen overstromen
3
Kwetsbaar voor overstroming
1:2000
1:10000
1:4000
4
Druk op de kust • Groeiende bevolking • Toename investeringen • Toename landgebruik • Kusterosie • Bodemdaling • Zeespiegelstijging
1679
1714
1717
1741 1850
coastline 1996
VAN SPEYK'S light house ANNO 1833
St Agneskerk Pompplein
0
5
50
100
150
200
250 m
Bodemdaling maaiveld
6
Zeespiegelstijging bestaat al lang Verloop gemiddelde zeestand te Amsterdam (1700-1925)
Kustlijn ca. 9000 BP
7
Verloop gemiddelde zeestanden alle kuststations
8
Verloop gemiddelde zeestanden 6 hoofdstations
9
Oorzaken ruis op het meetsignaal
• • • • • • • • •
Windklimaat Noordzee* / Noord-Atlantische Oceaan Luchtdruk* 18,6-jarige cyclus* Watertemperatuur Zoutgehalte Rivierafvoer Meetfouten Gegevensverwerking Aansluiting op het NAP
De belangrijkste zijn aangegeven met een * 10
Huidige kust- en veiligheidsbeleid
•
Dynamisch handhaven van de kustlijn en door suppleties de kust mee laten groeien met de zeespiegelstijging
•
Duurzaam kustfundament, handhaving zandbalans
•
Zesjaarlijkse veiligheidstoetsing (Waterwet, 2009)
•
Landwaarts reserveren van ruimte voor het opvangen van toegenomen belastingen als gevolg van zeespiegelstijging.
Kustfundament en kustsysteem
Meegroeien met de zeespiegel
11
Suppletiehoeveelheden en de basiskustlijn BKL = Basiskustlijn = kustlijn in 1990
geel: blauw: rood:
(Bron: Kustlijnkaartenboek 2011) 12
strandsuppleties vooroeversuppleties percentage overschrijdingen van de BKL
Beleidscenario’s voor toekomstige zss Minimum scenario van 20 cm per eeuw: toepassen bij beslissingen met korte ontwerpduur (orde 5 jaar), geringe investering of hoge mate van flexibiliteit (zandsuppleties) Middenscenario van 60 cm per eeuw: Toepassen bij beslissingen met langere ontwerpduur (orde 50-100 jaar), grote investering en weinig flexibiliteit (dijken en stormvloedkeringen) Maximum scenario van 85 cm per eeuw + 10% toename wind: Toepassen bij reservering van ruimte voor toekomstige versterkingen (tijdhorizon 200 jaar)
13
Veiligheid: Stijging gemiddeld hoogwater (1985 – 2017)
Hoogwaterstijging Noordzeekust 1985-2017 12,0 Petten Zuid
Stijging [cm]
10,0
Hoek van Holland
8,0 Den Helder
Cadzand
Scheveningen
IJmuiden
Westkapelle
6,0 4,0 2,0 0,0 0
50
100
150
200
250
Positie aan de Nederlandse kust [km ]
Keuze: overal 8 cm
Hoogw aterstijging Waddengebied 1985-2017 Hoogw aterstijging Westerschelde 1985-2017
10,0 16,0 14,0
Stijging [cm]
Vlissingen
10,0
Hansw eert
8,0
Noordzee
Terneuzen
6,0 4,0
Lauw ersoog
Den Helder Harlingen Nes Kornw erderzand West-Terschelling
8,0
12,0
Stijging [cm]
Den Oever
9,0
Bath
7,0 6,0
Oudeschild
5,0
Schiermonnikoog Delfzijl Nieuw e Statenzijl
Vlieland Haven
Eemshaven
4,0 3,0 2,0
2,0
1,0
0,0
0,0 0
10
20
30
40
50
60
70
0
Positie aan de Westerschelde [km ]
Keuze: tot Hansweert 8 cm, daarna lineair toenemend tot 14 cm bij Bath
50
100
150
Positie langs de Waddenzeekust [km ]
Keuze: 8 cm voor het Waddengebied, 7 cm voor de Eems-Dollard 14
200
250
Relatieve zss van peilmeetstations
15
Hoogtewijzigingen primaire NAP-netwerk in 2005 Oorzaken autonome bodemdaling: • Isostasie • Compactie • Tektoniek
Glacial isostatic adjustment [mm/year] (from:Kooi et al., 1998)
16
Spectrale analyse tijdreeksen gem. zeestand
Waterlevel [cm r.t. NAP]
Knopencyclus (18.6 years)
year
17
Oorsprong 18,6-jarige cyclus
Snijcirkels gevormd door de doorsnijding van de vlakken van de equator, de ecliptica en de maansbaan met de hemelbol 18
Lineare trend op een sinusoïde
19
Lineare trend op een sinusoïde
20
Lineare en kwadratische regressie-analyse 1890 - 2008 Gemiddelde zeestand (gecorrigeerd) 6 hoofdstations 1890-2008 15,00 10,00
cm boven NAP
5,00 0,00 -5,00 -10,00 -15,00 -20,00 -25,00
y = 0,1886x - 372,33
-30,00 1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
2020
jaar
1993 - 2008 Gemiddelde zeestand (gecorrigeerd) 6 hoofdstations 1993-2008 15,00 10,00
cm boven NAP
5,00 0,00 -5,00 -10,00 -15,00 -20,00 -25,00 -30,00 1880
y = 0,2938x - 582,15 1900
1920
1940
1960
jaar
21
1980
2000
2020
Lineare trends verschillende analysis periodes
22
Satelliet data: mondiaal gemiddelde zeespiegel
Geografische verdeling lineaire trend satellietdata
24
MGZSS volgens satellieten en peilmeetstations
(from: Sea-Level Rise from the Late 19th to the Early 21st Century, Church and White, Surv Geophys, 2011)
25
Satellietdata Noordzee 1993-2012
(Uit: Zeespiegelmonitor; John de Ronde (Deltares), Fedor Baart (Deltares),Vincent Vuik (DHV) Caroline Katsman (KNMI)
26
Niet-lineair: Singular Spectrum Analysis zeestand HARLINGEN
cm boven NAP
20
Mean high water West-Terschelling
0 -20 -40 1820
1840
1860
1880
cm boven NAP
1920
1940
1960
1980
2000
2020
1960
1980
2000
2020
1960
1980
2000
2020
1960
1980
2000
2020
hoogw ater HARLINGEN
120 100 80 60 40 1820
1840
1860
1880
1900
1920
1940
laagw ater HARLINGEN
-60
cm boven NAP
1900
-80 -100 -120 1820
1840
1860
1880
1900
1920
1940
tijverschil HARLINGEN
200
cm
180 160 140 120 1820
1840
1860
1880
1900
1920 1940 tijd (jaren)
27
Penalized Least Sum of Squares / Whittaker smoother
Gemiddelde zeespiegel Delfzijl
(λ = 104)
Gemiddeld laagwater Harlingen
Gemiddeld laagwater Cadzand
28
Penalized Least Sum of Squares (PLSS); λ = 104
Stijgsnelheid gem iddelde zes hoofdstations 1890-2008; gecorrigeerde data 0,3
cm per jaar
0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 1820
1840
1860
1880
1900
1920
1940
1960
jaar 29
1980
2000
2020
PLSS-trend en de knopencyclus
30
Knopencyclus Vlissingen Gemiddelde zeespiegel
Gemiddeld hoogwater
31
Knopencyclus Vlissingen Gemiddeld laagwater
Gemiddeld tijverschil
32
PLSS trend na correctie voor de knopencyclus
33
Vlissingen
34
Roompot buiten
35
Hansweert
36
Hoek van Holland
37
West-Terschelling
38
Gemiddelde stijgsnelheden [cm/eeuw]
39
Conclusies • Voor trendanalyses is het noodzakelijk de Nederlandse tijdreeksen voor gemiddelde zeeniveaus te corrigeren voor NAP-aanpassingen en voor de 18,6-jarige knopencyclus • De beste schatting voor de gemiddelde relatieve zeespiegelstijging langs de Nederlandse kust is 19 cm/eeuw • Een significante versnelling in de gemiddelde zeespiegel langs de Nederlandse kust valt nog niet te ontdekken • Vrijwel alle tijdreeksen tonen beïnvloeding door uitgevoerde werken. Dat maakt het lastig om algemeen geldende conclusies te trekken uit de berekende stijgsnelheden voor verschillende periodes. • De analyses geven aanleiding om het uitgangspunt dat langs de Hollandse en Waddenzeekust de stijging van het gemiddelde hoogwater gemiddeld globaal meer dan 5 cm/eeuw bedraagt dan die van de gemiddelde zeestand te heroverwegen
40
