Wetenschappelijke bijstand zanddynamica INVENTARISATIE RANDVOORWAARDEN EN MORFOLOGISCHE IMPACT VAN DE SINTERKLAASSTORM OP 6 DECEMBER 2013

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica INVENTARISATIE RANDVOORWAARDEN EN MORFOLOGISCHE IMPACT VAN DE SINTERKLAASSTORM OP 6 DECEMBER 2013

12_107

WL Rapporten

s

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013 Trouw, K.; Houthuys, R.; Lanckriet, T.; Zimmerman, N.; Wang, L.; De Maerschalck, B.; Delgado, R.; Verwaest, T.; Mostaert, F.

Juli 2015

WL2015R12_107_6

F-WL-PP10-1 Versie 04 GELDIG VANAF: 12/11/2012

Deze publicatie dient als volgt geciteerd te worden:

Trouw, K.; Houthuys, R.; Lanckriet, T.; Zimmerman, N.; Wang, L.; De Maerschalck, B.; Delgado, R.; Verwaest, T.; Mostaert, F. (2015). Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013. Version 3.0. WL Rapporten, 12_107. Flanders Hydraulics Research & IMDC: Antwerp, Belgium. IMDC-nummer I/RA/11355/15.144/NZI/

Waterbouwkundig Laboratorium

International Marine and Dredging Consultants

Flanders Hydraulics Research

Berchemlei 115 B-2140 Antwerp Tel. +32 (0)3 224 60 35 Fax +32 (0)3 224 60 36 E-mail: [email protected] www.watlab.be

Coveliersstraat 15 B-2600 Antwerp Tel. +32 (0)3 270 92 95 Tel. +32 (0)3 235 67 11 [email protected] www.imdc.be

Nothing from this publication may be duplicated and/or published by means of print, photocopy, microfilm or otherwise, without the written consent of the publisher. F-WL-PP10-1 Versie 04 GELDIG VANAF: 12/11/2012

Document identificatie Titel:

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013

Opdrachtgever:

Afdeling Kust; Waterbouwkundig Labo

Keywords (3-5):

Sinterklaasstorm; strand en duin erosie; morfologie van de stranden

Tekst (p.):

38

Vertrouwelijk:

☐ Ja

Ref.:

en

WL2015R12_107_6

Appendices (p.):

3 ☐ Opdrachtgever

Uitzondering:

☐ Intern ☐ Vlaamse overheid Vrijgegeven vanaf: ☒ Nee

☒ Online beschikbaar

Approval Auteur

Revisor

Projectleider

K. Trouw

De Maerschalck, B.

B. De Maerschalck

Coördinator Studie & Advies

Afdelingshoofd Mostaert, F.

T. Verwaest

Revisions Nr.

Datum

Definitie

Auteurs

––1.0

20/06/2015

Concept

Trouw, K.; Houthuys, R.

2.0

24/06/2015

Inhoudelijke revisie

Lanckriet, T.; Van Holland, G.; De Maerschalck, B.

3.0

17/07/2015

Final version

De Maerschalck, B.

Abstract

Op 5 en 6 december 2013 heeft een zware storm de Vlaamse en Nederlandse kust bereikt. De storm werd gekenmerkt door zeer hoge waterstanden (met terugkeerperiode eens om de 40 jaar) maar relatief lage golven (in Oostende was de maximale significante golfhoogte 3m, deze golven komen quasi elk jaar voor). Door de hoge waterstanden was het echter mogelijk dat de golven de steilere delen van het strand / de duinvoet bereikten. Hierdoor waren er op vele plaatsen grote erosiekliffen zichtbaar. Doordat de storm voorspeld was, heeft Afdeling Kust 122 profielen (van de duin tot de laagwaterlijn) kunnen opmeten. Hierdoor is een belangrijke dataset beschikbaar om morfologische stormmodellen te valideren. Dit rapport beschrijft deze dataset en de golfparameters langsheen de kust, teneinde dergelijke validatie mogelijk te maken.

F-WL-PP10-1 Versie 04 GELDIG VANAF: 12/11/2012

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013

Inhoud 1.

2.

Inleiding .................................................................................................................................................... 1 1.1.

Opdracht ........................................................................................................................................... 1

1.2.

Doel van de studie ............................................................................................................................ 1

1.3.

Overzicht van de studie ..................................................................................................................... 1

1.4.

Structuur van het rapport .................................................................................................................. 2

Hydrodynamische condities...................................................................................................................... 3 2.1.

Inleiding ............................................................................................................................................. 3

2.2.

Wind .................................................................................................................................................. 3

2.3.

Golven ............................................................................................................................................... 4

2.3.1.

Metingen .................................................................................................................................... 4

2.3.2.

Modellering................................................................................................................................. 8

2.4. 3.

Topografie en bathymetrie...................................................................................................................... 18 3.1.

Profielen gemeten op het strand net voor de storm ........................................................................ 18

3.2.

Lidar-data ........................................................................................................................................ 18

3.2.1.

Laatste Lidarvlucht voor storm ................................................................................................. 18

3.2.2.

Speciale Lidarvlucht na storm .................................................................................................. 18

3.2.3.

Eerste reguliere Lidarvlucht na storm ...................................................................................... 18

3.3.

4.

Waterstand ...................................................................................................................................... 16

Vooroeverlodingen .......................................................................................................................... 18

3.3.1.

Vooroeverloding vóór de storm ................................................................................................ 19

3.3.2.

Vooroeverloding na de storm ................................................................................................... 19

3.4.

Erosiekliffen ..................................................................................................................................... 20

3.5.

Analyse ........................................................................................................................................... 24

3.6.

Effect op het Zwin ........................................................................................................................... 32

3.7.

Effect op de vooroever .................................................................................................................... 33

3.7.1.

Zone Potje – Broers Bank ........................................................................................................ 33

3.7.2.

Hele kust tussen zomer 2013 en voorjaar 2014....................................................................... 34

Korreldiameter zand ............................................................................................................................... 36

Conclusies ..................................................................................................................................................... 37 Referenties .................................................................................................................................................... 38

Final version F-WL-PP10-1 Version 04 RELEASED AS FROM: 12/11/2012

WL2015R12_107_6

I


Lijst met tabellen Tabel 1-1. Overzicht van alle rapporten. ......................................................................................................... 1 Tabel 3-2 Totale erosievolumes .................................................................................................................... 30 Tabel 4-1: Korreldiameters voor morfologische berekeningen ...................................................................... 36


WL2015R12_107_6

II


Lijst met figuren Figuur 2-1 Gemiddelde windsnelheid en pieken (gereduceerd naar 10m) voor meetpaal 0 (OMS, 2014) ..... 3 Figuur 2-2 Windrichting gemeten op meetpaal 0 (OMS, 2014) ....................................................................... 4 Figuur 2-3: Locaties van de gebruikte meetboeien en –palen. Geel: meetpaen MOW0 (NW van Zeebrugge) en Appelzak (ter hoogte van Knokke Heist); Groen: meteo Zeebrugge; Rood: golfboeien. ............................ 5 Figuur 2-4 Golfhoogtemetingen door diep gelegen (offshore) boeien ............................................................. 5 Figuur 2-5 Golfhoogtemetingen door diep gelegen (offshore) boeien - detail ................................................. 6 Figuur 2-6 Golfhoogtemetingen door onshore boeien ..................................................................................... 6 Figuur 2-7 Golfhoogtemetingen door onshore boeien – detail ........................................................................ 7 Figuur 2-8 Verloop golfhoogte voor Oostende en nabijgelegen boeien .......................................................... 7 Figuur 2-9 Vergelijking gemeten en gemodelleerde golfhoogte .................................................................... 13 Figuur 2-10 Vergelijking tussen gemeten en gemodelleerde golfhoogtes in Raversijde en Oostende ......... 14 Figuur 2-11 Controle van de correctietechniek voor Blankenberge .............................................................. 15 Figuur 2-12 Controle van de correctietechniek voor Appelzak ...................................................................... 15 Figuur 2-13 Controle van de correctietechniek voor Nieuwpoort (met correctie volgens Trapegeer) ........... 16 Figuur 2-14 Extreme waardeverdeling van de waterstand ............................................................................ 17 Figuur 2-15 Tijdsverloop golfhoogte en waterstand....................................................................................... 17 Figuur 3-1 Erosieklif in Koksijde (foto: Afdeling Kust) .................................................................................... 21 Figuur 3-2 Erosieklif De Panne (sectie 11) .................................................................................................... 22 Figuur 3-3 Gedeeltelijk uitrijden van de erosiekliffen in Koksijde .................................................................. 22 Figuur 3-4 Oostende, sporen van waar klif over afstand van 10m zou zijn uitgereden ................................. 23 Figuur 3-5Knokke-Heist – nabij het Zwin ....................................................................................................... 23 Figuur 3-6 Profiel in sectie 21 (Sint-Idesbald) ............................................................................................... 24 Figuur 3-7 Profiel in sectie 39 (Koksijde) ....................................................................................................... 25 Figuur 3-8 Profiel in sectie 55 (Nieuwpoort) .................................................................................................. 25 Figuur 3-9 Profiel in sectie 69 (Lombardsijde) ............................................................................................... 26 Figuur 3-10 Profiel in sectie 83 (Middelkerke) ............................................................................................... 26 Figuur 3-11 Profiel in sectie 93 (Raversijde) ................................................................................................. 27 Figuur 3-12 Profiel in sectie 104(Mariakerke) ................................................................................................ 27 Figuur 3-13 Profiel in sectie 176 (Wenduine) ................................................................................................ 28 Figuur 3-14 Profiel in sectie 239 (Knokke) .................................................................................................... 28 Figuur 3-15 Volumeverschillen voor en na de storm ..................................................................................... 32 Figuur 3-16 Hoogteverschilkaart Lidaropnames 10 december 2013 –Voorjaar 2013 ter hoogte van de Zwinduinen. ................................................................................................................................................... 33 Figuur 3-17 Vooroever ter hoogte van Koksijde-Bad met hoogteligging in TAW ingekleurd in stappen van 0,5m (zie legende links) bij de multibeam-opname van september 2013. (Onderaan in de figuur is een stuk van strand en zeedijk te zien, in een andere kleurenschaal maar ook in stappen van 0,5m, bij de lidaropname van 10 december 2013. Ook de landmeetpunten van de opname van 2-4 december 2013 zijn aangegeven. .................................................................................................................................................. 33


WL2015R12_107_6

III

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013 Figuur 3-18 Hoogteverschilkaarten ingekleurd met klassegrenzen van 12,5cm, 25cm, 50cm, 1m en 2m (erosie via oranje naar rood, sedimentatie via lichtgroen naar donkergroen). Let op de verschillende opnames voor strand (onderaan) en vooroever (bovenaan). ........................................................................ 34 Figuur 3-19 Hoogteverschilkaart strand en vooroever ten oosten van Zeebrugge. De vooroeverzone wordt aangegeven door de dikke pijl, hier is het hoogteverschil Voorjaar 2014 – Zomer 2013 weergegeven. Landwaarts ligt het strand, hier is het hoogteverschil Voorjaar 2014 – 10 december 2013 weergegeven ... 35


WL2015R12_107_6

IV


1.

Inleiding

1.1.

Opdracht

In het kader van het project “Wetenschappelijke bijstand voor de hydrodynamica en zanddynamica in de kustzone” werd een analyse uitgevoerd van de Sinterklaasstorm

1.2.

Doel van de studie

Op 5 en 6 december 2013 heeft een zware storm de Vlaamse en Nederlandse kust bereikt. De storm werd gekenmerkt door zeer hoge waterstanden (met terugkeerperiode eens om de 40 jaar) en relatief lage golven (in Oostende was de maximale significante golfhoogte 3m, deze golven komen quasi elk jaar voor). Door de hoge waterstanden was het echter mogelijk dat de golven de steilere delen van het strand / de duinvoet bereikten. Hierdoor waren er op vele plaatsen grote erosiekliffen zichtbaar. Doordat de storm voorspeld was, heeft Afdeling Kust 122 profielen (van de duin tot de laagwaterlijn) kunnen opmeten. Hierdoor is een belangrijke dataset beschikbaar om morfologische stormmodellen te valideren. Dit rapport beschrijft deze dataset en de golfparameters langsheen de kust, teneinde dergelijke validatie mogelijk te maken.

1.3.

Overzicht van de studie

Een overzicht van alle rapporten die in deze studie zijn opgemaakt wordt gegeven in Tabel 1-1.

Tabel 1-1. Overzicht van alle rapporten.

Reference WL / IMDC

Title

Literatuurstudie WL2010R744_30_2 / I/RA/11355/10.144/MIM

Literature review of physical processes

WL2011R744_30_3 / I/RA/11355/10.156/NZI

Literature review of models

WL2011R744_30_4 / I/RA/11355/10.157/JDW

Literature review of data

Blankenberge WL2011R744_30_7 / I/RA/11355/11.055/NZI

Simplified Blankenberge case : Comparison of Delft3D and XBeach results

WL2012R744_30_18

Update of the sediment budget for the nearshore of Blankenberge-Zeebrugge

WL2012R744_30_17 / I/RA/11355/12.098/NZI/

Calibration of the Oostende-Knokke hydrodynamic and sediment transport model (OKNO)

WL2012A744_30_12 / I/RA/11355/12.048/NZI

Effect of a beach nourishment on the sedimentation of the entrance channel of the port of Blankenberge : Application of a simplified model for the Blankenberge area

WL2012R744_30_11 / I/RA/11355/12.049/lwa/NZI

Longshore modelling : realistic Blankenberge case

WL2013R00_063 /

Toegankelijkheid haven Blankenberge: Optimalisatie van de haveningang

I/RA/11355/13.221/NZI


WL2015R12_107_6

1

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013 WL2013R13_105 / I/RA/11355/13.222/LWA/NZI

Energy atolls along the Belgian coast: Effects on currents, coastal morphology and coastal protection

Knokke WL2013R12_107_1 /

I/RA/11355/13.219/NZI

Inschatting van de morfologische impact van strandsuppleties te Knokke op het Zwin en de Baai van Heist

WL2015R12_107_2 / I/RA/11355/15.143/NZI/

Literature review coastal zone Zeebrugge - Zwin

WL2015R12_107 _3/ I/RA/11355/14.175/LWA/NZI

Long term morphological model of the Belgian shelf: Calibration

WL2015R12_107_5 / I/RA/11355/15.145/NZI/

Advies suppletie Knokke – Effect op de morfologie van het Zwin en van de Baai van Heist: XBeach - modellering

Cross-shore modelling WL2015R00_072_13 / I/RA/11355/12.050/MIM/NZI

Evaluation of XBeach for long term cross-shore modelling

WL2015R12_107_6 / I/RA/11355/15.144/NZI/

Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013

WL2015R12_107_4 / I/RA/11355/15.134/THL

Hindcast of the morphological impact of the 5-6 December 2013 storm using XBeach

Lessons learnt WL2015R00_072_19 / I/RA/11355/12.051/NZI/

1.4.

Modelling tools and methodologies

Structuur van het rapport

Hoofdstuk 1 omlijnt de studie. Hoofdstuk 2 bespreekt de opzet van het model, met onder andere het gemodelleerd gebied, het rekenrooster, en kalibratie-instellingen van het model. Ook de onderzochte scenario’s worden gedefinieerd. Hoofdstuk 3 presenteert de resultaten van de gemodelleerde scenario’s. Een discussie van de resultaten wordt gegeven in Hoofdstuk 4, gevolgd door een algemene conclusie in Hoofdstuk 5.


WL2015R12_107_6

2


2. Hydrodynamische condities 2.1. Inleiding Op donderdag 5 december 2013 trok een uitdiepende depressiekern ten noorden van de Britse Eilanden over het noorden van de Noordzee in oostelijke richting. Dit zorgt voor een noordwesterstorm in de Noordzee op 5 en 6 december 2013, de zogenaamde Sinterklaasstorm. Door de relatief kleine windsnelheden, zijn ook de golfhoogtes beperkt, maar door de lange baan is de stormopzet (1.41m) wel uitzonderlijk hoog. Deze opzet kwam voor tijdens springtij (astronomisch hoogwater bedroeg 4.78m TAW). Meer meteorologische informatie kan gevonden worden in het stormverlsag van het Oceanografisch Meteorologisch Station (OMS, Vlaamse Hydrografie) (2014). In dit hoofdstuk wordt de wind, de golven en de waterstand verder besproken.

2.2. Wind De windsnelheid is gemeten op zee (Meetpaal 0, Meetpaal 7 was defect) en in Zeebrugge (meteo-park). Het verloop van de windsnelheid en windrichting is gerapporteerd in OMS (2014) (10 minuut gemiddelde waarden), de figuren worden hieronder overgenomen. De waargenomen windsnelheden komen jaarlijks voor. Op het moment van het maximale hoogwater (6 december, 01:00.) bedraagt de windsnelheid 16 à 17m/s, de windrichting 280 à 290 graden.

Figuur 2-1 Gemiddelde windsnelheid en pieken (gereduceerd naar 10m) voor meetpaal 0 (OMS, 2014)


WL2015R12_107_6

3


Figuur 2-2 Windrichting gemeten op meetpaal 0 (OMS, 2014)

Indien de windsnelheid over 2 uur gemiddeld wordt, bedraagt de maximale windsnelheid 20.3m/s. Deze windsnelheid heeft een terugkeerperiode kleiner dan 1 jaar.(extreme waardeverdeling windsnelheid uit IMDC, 2004)

2.3. Golven 2.3.1.

Metingen

Figuur 2-4 en Figuur 2-5 tonen het verloop van de golfhoogte op de diepgelegen locaties. Zie Figuur 2-3 voor een overzicht van de locaties van de gebruikte meetboeien. Hierbij valt op dat het voorkomen van de hoogste golven niet gelijk valt met het moment van de hoogste waterstand (6 december om 1h35). Op Westhinder wordt de hoogste waarde (3.9m) 12 uur vroeger al bereikt en is de golfhoogte 3m bij maximale waterstand. Op het meer oostelijke Akkaert worden de maximale golfhoogtes later bereikt en is bij maximale waterstand de golfhoogte 3.2m. De terugkeerperiode van de golven is kleiner dan 1 jaar. Figuur 2-6 en Figuur 2-7 tonen de resultaten dichter bij de kust. De metingen van Bol van Heist en Appelzak zijn ook in deze figuren opgenomen omdat deze boeien weliswaar op grote diepte liggen, maar wel relatief dicht bij de kust. Hierbij valt op dat bv. de zeer ondiep gelegen Trapegeerboei de piek bereikt op moment van maximale waterstand, de waterdiepte heeft op deze locatie dus reeds een sterke invloed op de golfhoogte. De golfhoogte in Oostende bereikt zijn maximum net voor de maximale waterstand en valt daarna op enkele uren sterk terug (van bijna 3.2m tot 2.2m). Andere golfboeien (en ook de windsnelheid) vertonen dit gedrag niet. Het is onduidelijk wat hiervoor de verklaring is (lokale effecten in bathymetrie, lokale windsnelheden, problemen met de golfboei,…). Ook de nabijgelegen metingen voor het Argonauts project (met een golfboei voor Raversijde) laten dergelijke daling in golfhoogte niet zien (cf. Figuur 2-8).


WL2015R12_107_6

4


Akkaert Westhinder

Bol van Heist

Wielinge

A2-boei

Oostende

Trapegeer

Figuur 2-3: Locaties van de gebruikte meetboeien en –palen. Geel: meetpaen MOW0 (NW van Zeebrugge) en Appelzak (ter hoogte van Knokke Heist); Groen: meteo Zeebrugge; Rood: golfboeien.

Figuur 2-4 Golfhoogtemetingen door diep gelegen (offshore) boeien


WL2015R12_107_6

5


Figuur 2-5 Golfhoogtemetingen door diep gelegen (offshore) boeien - detail

Figuur 2-6 Golfhoogtemetingen door onshore boeien Final version F-WL-PP10-1 Version 04 RELEASED AS FROM: 12/11/2012

WL2015R12_107_6

6


Figuur 2-7 Golfhoogtemetingen door onshore boeien – detail

Figuur 2-8 Verloop golfhoogte voor Oostende en nabijgelegen boeien


WL2015R12_107_6

7

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013 2.3.2.

Modellering

Om randvoorwaarden voor morfologische modellering van de storm te kennen voor de volledige kustlijn dient een numeriek model toegepast te worden. Deze paragraaf beschrijft de modellering en de resultaten. In IMDC(2009) is het SWAN model gevalideerd en gekalibreerd om uitgaande van de golfgegevens op dieper water (Akkaert en Westhinder), de windsnelheid (op meetpalen 0 en 7) en de waterstand (in Oostende) de golfparameters tot op de -5m TAW lijn te bepalen. Hierbij werd onder meer gekeken naar de optimale tijdsverschuiving tussen de te gebruiken offshore golfmetingen, de te gebruiken windsnelheid en het tijdstip waarop golfgegevens aan de kust gewenst zijn. Tevens werd bepaald hoe de windsnelheid berekend dient te worden (rekening houdende met de meethoogte van de windsnelheidsmetingen). Volgende settings werden toegepast: -

De golfhoogte wordt gemiddeld over 1uur en er wordt een faseverschuiving tussen golfhoogte op de offshore rand en voor de kust van 1uur gerekend

-

De gemiddelde windsnelheid van het half uur voordien wordt gebruikt

-

De windsnelheid wordt vermenigvuldigd met 0.94 (om de windsnelheid op referentiehoogte te krijgen)

-

De gemeten waterstand in Oostende wordt gebruikt zonder tijdsverschuiving

De modellering is uitgevoerd gebruik makende van de golfmetingen van resp. Akkaert en Westhinder. De resultaten zijn voorgesteld in Figuur 2-9. Het is hierbij duidelijk dat Westhinder betere resultaten geeft voor de Westkust (tot Oostende) en Akkaert voor de Oostkust (vanaf Oostende). In Oostende zelf is er voor beide offshore boeien een afwijking. Dit wordt mogelijks verklaard door de sterk veranderde bathymetrie t.g.v. de havenuitbreiding van Oostende (welke nog niet aanwezig is in het SWAN-model). Uit Figuur 2-10 blijkt dat de metingen in Oostende sterk afwijken van het nabijgelegen Raversijde (metingen in het kader van het Argonauts project). De gemodelleerde resultaten voor Oostende zijn vrij gelijkaardig aan de metingen in Raversijde . De sterke daling van de golfhoogte in Oostende is in Raversijde en het model niet zichtbaar.


WL2015R12_107_6

8



WL2015R12_107_6

9



WL2015R12_107_6

10



WL2015R12_107_6

11



WL2015R12_107_6

12


Figuur 2-9 Vergelijking gemeten en gemodelleerde golfhoogte


WL2015R12_107_6

13


Figuur 2-10 Vergelijking tussen gemeten en gemodelleerde golfhoogtes in Raversijde en Oostende

De uiteindelijke golfhoogte voor de profielen wordt als volgt bekomen. Per profiel (cfr. paragraaf 3.1) wordt het dichtstbijzijnde uitvoerspunt op de zogenaamde -5m TAW lijn gekozen (volgens de hydraulische randvoorwaarden, IMDC( 2005)). De bekomen golfhoogte op dit punt wordt gecorrigeerd. Hiertoe wordt per tijdstap de verhouding genomen van de gemeten en gemodelleerde golfhoogte van een representatieve golfboei (Trapegeer voor de Westkust (profielen 1 tot 17, Nieuwpoort voor de Middenkust (profielen 18 tot 55) en A2 voor de Oostkust (profielen 56 tot 122). Deze verhouding wordt per tijdstap toegepast op de gemodelleerde golfhoogte. Ter controle wordt deze techniek toegepast op een aantal punten waar metingen beschikbaar zijn. In Figuur 2-11 is de gemeten golfhoogte in Blankenberge (rood) vergeleken met de gemodelleerde golfhoogte (met Akkaert als offshore randvoorwaarde) (blauw) en de toegepaste correctie (verhouding gemeten en gemodelleerde golfhoogte ter hoogte van de A2 boei toegepast op Blankenberge (groen). Hierbij is te zien dat de gecorrigeerde gegevens beter aansluiten bij de metingen. De afwijkingen tussen de gemeten en gecorrigeerde waarden blijven veelal beperkt tot minder dan 10 à 20 cm, wat ruim voldoende is voor de doeleinde van deze studie. Figuur 2-12 en Figuur 2-13 tonen de resultaten voor Appelzak (gecorrigeerd met A2) en Nieuwpoort (gecorrigeerd met Trapegeer). Deze laatste vergelijking is enigszins artificieel, omdat punten nabij Nieuwpoort eigenlijk met meetgegevens van Nieuwpoort gecorrigeerd zouden kunnen worden, dan zou een perfecte overeenkomst bekomen worden. Deze vergelijking illustreert dan ook enkel de kwaliteit van de techniek. De correctie op de golfhoogte werd ook toegepast op de gemodelleerde spectra. De golfperiode werd niet aangepast (gezien het relatief beperkt belang voor de morfologische berekening) en de golfrichting kon niet aangepast worden omdat de meeste boeien nabij de kust niet-directioneel zijn.


WL2015R12_107_6

14


Figuur 2-11 Controle van de correctietechniek voor Blankenberge

Figuur 2-12 Controle van de correctietechniek voor Appelzak Final version F-WL-PP10-1 Version 04 RELEASED AS FROM: 12/11/2012

WL2015R12_107_6

15


Figuur 2-13 Controle van de correctietechniek voor Nieuwpoort (met correctie volgens Trapegeer)

2.4. Waterstand Het stormrapport vermeldt: “Hierdoor ontstond er een grote opzet (+141 cm) die, samen met een hoog harmonisch hoogwater (478 cm TAW om 0152Z in Oostende), leidde tot een waterstand van 619 cm TAW (5-minuutgemiddele, gemeten met de vlottergetijmeter in de haven van Oostende). Het hoogste 1minuutgemiddelde bedroeg 625 cm met de vlottergetijmeter in de haven van Oostende. Door de afdeling Kust werd er manueel een waterstand van 633 cm TAW in de haven van Oostende gemeten. Deze meting is gebeurd door de aannemer Hye met een GPS-station ter hoogte van de Maartensstuw op de Noordede, dus het verst gelegen punt van de getijdenzone”. Bij het vergelijken van waterstanden met historisch gemeten waterstanden, dient dan ook de waarde 6.19m TAW gebruikt te worden. Deze waarde komt volgens de extreme waardeverdeling uit het hydrodynamisch randvoorwaardenboek (IMDC, 2004)(Figuur 2-14) overeen met een terugkeerperiode van 40 jaar.


WL2015R12_107_6

16


Extreme waarden-verdelingen voor de waterstanden 760

Waterstand [cmTAW (t.o.v. 1990)]

730

700

670

640

610

580

550

520 1

10

100

1000

10000

Terugkeerperiode [jaar] W

WNW

NW

NNW

N

NNO

NO

alle richtingen

hydrometeo-atlas

Figuur 2-14 Extreme waardeverdeling van de waterstand Figuur 2-15 geeft het tijdsverloop van de waterstand, samen met deze van de golfhoogte. Hieruit en uit voorgaande detailfiguren, kan afgeleid worden dat de maximale golfhoogte zich niet bij de maximale waterstand voordoet. De golfhoogte is reeds met 50cm gedaald bij HW.

Figuur 2-15 Tijdsverloop golfhoogte en waterstand


WL2015R12_107_6

17


3. Topografie en bathymetrie 3.1. Profielen gemeten op het strand net voor de storm Op 2-3-4 december 2013 werden 122 profielen langs de hele kust gemeten via DGPS. Het gaat om dwarsprofielen, ongeveer loodrecht op de lokale kustrichting. De punten binnen de profielen liggen niet exact op een rechte lijn en liggen niet op vaste tussenafstanden. De maximale afstand tussen 2 punten bedraagt 15m, maar waar steile hellingen voorkomen is de tussenafstand kleiner, om de helling goed weer te kunnen geven. De data werden geleverd als X Y Z – tekstbestanden, coördinatenstelsel Lambert72, hoogtereferentie: TAW. Gemiddeld werd er één profiel om de twee secties gemeten. Er is een kleine lacune in de bedekking van de Vlaamse kust ter hoogte van Lombardsijde en Westende-Bad. Hier werden maar twee profielen gemeten, in secties 69 en 71. De metingen gaan van de dijk / duin tot ongeveer de LW-lijn. De ligging van de profielen is weergegeven in Appendix A.

3.2. Lidar-data Jaarlijks wordt een Lidar vlucht uitgevoerd. Deze data worden gebruikt om de profielen van voor de storm aan te vullen waar nodig (bv. aan duinen, of aan het zeewaartse uiteinde van de handgemeten profielen). Ook voor het opstellen van profielen na de storm wordt gebruik gemaakt van Lidar metingen. De resolutie van deze metingen is groter dan 1 punt per m2. Coördinatenstelsel is Lambert72, hoogtereferentie: TAW. 3.2.1.

Laatste Lidarvlucht voor storm

Leverancier is Eurosense, vluchtdatum: 29-04-2013 tussen 22u50 en 00u55 van de dag erop lokale tijd (LW Oostende om 23u17 peil 0,06m TAW). 3.2.2.

Speciale Lidarvlucht na storm

Leverancier is Eurosense, vluchtdatum: 10-12-2013 in de namiddag (LW Oostende om 13u18 peil 0,36m). 3.2.3.

Eerste reguliere Lidarvlucht na storm

Leverancier is Eurosense, vluchtdatum: 15-04-2014 tussen 19u20 en 21u30 lokale tijd (LW Oostende om 20u47 peil 0,08m TAW).

3.3. Vooroeverlodingen De vooroeverlodingen bestaan over het algemeen uit Singlebeam metingen. Het betreft metingen van ongeveer de LW-lijn tot 1500m van de dijk. De metingen bestaan uit raaien met 100m tussenafstand. Coördinatenstelsel is Lambert72, hoogtereferentie: TAW. Er werd gewerkt met alle geleverde lodingspunten, doorgaans op raaien met 100m tussenafstand gelegen, zonder filtering. Alle punten worden ingelezen en omgezet in een TIN model (hoogtemodel van onregelmatige driehoeken, dat gebiedsdekkend is). De datazone wordt bepaald en het TIN model wordt afgesneden aan de contour van de datapunten. Op die manier worden extrapolaties vermeden. Vervolgens wordt het TIN model omgezet tot een regelmatig raster met celafmeting 10m van de hele kust indien de punten van singlebeam afkomstig zijn, en met celafmeting 1m indien de punten van multibeam afkomstig zijn. Er werd geen hoogte bepaald voor de landmeetpunten,


WL2015R12_107_6

18

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013 deze liggen immers op het strand. De bepaling van de hoogtewaarden van de punten op de rechte, lange dwarsprofielen, gebeurde op de rasters. 3.3.1.

Vooroeverloding vóór de storm

Dit zijn alle gemeten punten; op de singlebeam lodingen werd er geen filtering toegepast. Er zijn ook twee gebiedjes (Potje en Wenduine) waar multibeam werd gemeten; hier zijn gemiddelde punten op een raster van 1x1m aangeleverd. De punten zijn in Lambert 72 en TAW. Bestandsnamen puntenfiles en datums loding:

bestandsnaam

begindatum einddatum singlebeam multibeam

130000_DPODK_MB_400

29/08/2013

8/10/2013

MB

130700_HEIZW_SB_200

16/07/2013 17/07/2013

SB

130715_BKBZB_SB_200

15/07/2013 15/07/2013

SB

130000_OSTBRE_SB_200

26/06/2013 15/07/2013

SB

130700_DHAWD_SB_200

2/07/2013

5/07/2013

SB

130600_MKOST_SB_200

25/06/2013 26/06/2013

SB

130600_DPODK_SB_200

19/06/2013 20/06/2013

SB

130600_ODKMK_SB_200

17/06/2013 19/06/2013

SB

130500_DHAWD_MB_400 14/05/2013 16/05/2013

MB

De twee gebieden in multibeam (resp. genaamd “Potje” en “Wenduine” zijn extra en overlappen dus met de singlebeamlodingen. De loding van het Potje is interessant, want deze werd uitgevoerd in september 2013, vrij kort voor de storm. Leverancier is Eurosense. In de oorspronkelijk geleverde data-set werd een conversiefout opgemerkt voor de zone Oostende-West tot de Nederlandse grens. In de gebruikte profielen werd met de gecorrigeerde waarden gewerkt. 3.3.2.

Vooroeverloding na de storm

Dit zijn alle gemeten punten; op de singlebeam lodingen werd er geen filtering toegepast. De punten zijn in Lambert 72 en TAW. Bestandsnamen puntenfiles en datums loding:

bestandsnaam

begindatum einddatum Singlebeam

140529_HEIZW_SB_200

29/05/2014 12/06/2014

SB

140528_BKBZB_SB_200

28/05/2014

4/06/2014

SB

140526_DHAWD_SB_200

26/05/2014 28/05/2014

SB

140521_OSTBRE_SB_200

21/05/2014 22/05/2014

SB

140520_MKOST_SB_200

20/05/2014 21/05/2014

SB

140519_ODKMK_SB_200

19/05/2014 20/05/2014

SB


WL2015R12_107_6

19


140506_DPODK_SB_200

6/05/2014 16/05/2014

SB

Leverancier is Eurosense.

3.4. Erosiekliffen Op te merken valt dat tussen het voorkomen van de storm (6 december) en de Lidar vlucht net na de storm (10 december) reeds herprofileringen plaatsvonden. Afdeling Kust bezorgde volgende informatie over het uitrijden van deze kliffen en vastgestelde schade: •

Aan de westkust zijn geen kliffen gebroken door Afdeling Kust, maar op sommige plaatsen wel door de gemeente. Volgende vaststellingen werden gedaan: o

Middelkerke: Casino Middelkerke - geen schade aan glooiing – Middelkerke en Westende erosiekliffen – tegels uitgespoeld zeedijk voor casino.

o

Nieuwpoort: T.h.v. loodswezenplein is het water niet buiten haar oevers getreden – t.h.v. sanitair gebouw wel buiten oevers getreden, geen zichtbare schade, wat er onder de houten promenade gebeurd is of ooit kan gebeuren zou eens moeten onderzocht worden – langs de kust erosiekliffen.

o

Oostduinkerke: Erosiekliffen – geen problemen t.h.v. zwembad – restanten van oude rijshouthagen bloot gespoeld.

o

Koksijde: Erosiekliffen – zeer hoge kliffen (cf. Figuur 3-1) tussen Schipgat en Bettystraat (tot 4m hoog),– restanten T-ijzers bloot gekomen, mogelijks restanten van de oorlog, detectie projectielen misschien wel aan te raden, de ijzers na detectie verwijderen (gevaarlijk),

-

Aan de middenkust waren de kliffen minimaal en werd de klif gewoon met de kraanbak gebroken (geen zandverplaatsingen)

-

Aan de oostkust waren er wel kliffen die gebroken werden (met kraanbak rupskraan tikken tegen bovenzijde klif om valgevaar tegen te gaan)


WL2015R12_107_6

20


Figuur 3-1 Erosieklif in Koksijde (foto: Afdeling Kust)

Het breken van de erosiekliffen kan een gedeeltelijke verklaring zijn voor het feit dat in de metingen van 10 december 2013 nauwelijks tot geen zeer steile hellingen (bv. 1:1) zichtbaar zijn (cfr. Figuur 3-2, waar de helling in het profiel tussen +6 en +8m TAW) ongeveer 2:5 bedraagt, terwijl op de beelden van de helikoptervlucht die in opdracht van het Waterbouwkundig Laboratorium op 7 december zijn gemaakt, een zeer steile helling zichtbaar is. Een andere mogelijke verklaring is dat dit een effect is van de Lidarmeettechniek. Onderstaande figuren illustreren het breken van kliffen en de gevolgen op de dwarsprofielen. Over het algemeen kan gesteld worden dat de verschuivingen van zand beperkt zijn (maximaal over afstand van 10m). Dit wordt bevestigd uit analyse van de helikopterbeelden. Soms zijn er sporen van iets grootschaligere werken (bv. Figuur 3-3). Er kan echter besloten worden dat de invloed klein is indien de profielen gebruikt worden voor validatie/kalibratie van numerieke morfologische modellen.


WL2015R12_107_6

21


Figuur 3-2 Erosieklif De Panne (sectie 11)

Figuur 3-3 Gedeeltelijk uitrijden van de erosiekliffen in Koksijde


WL2015R12_107_6

22


Figuur 3-4 Oostende, sporen van waar klif over afstand van 10m zou zijn uitgereden

Figuur 3-5Knokke-Heist – nabij het Zwin


WL2015R12_107_6

23


3.5. Analyse Door de opgemeten punten werd een rechte lijn getrokken. De DGPS gemeten punten werden op deze lijn geprojecteerd, voor de LIDAR metingen is een projectie niet nodig omdat er op de lijn zelf data-punten beschikbaar zijn (gezien de hoge resolutie van de metingen). Alternatief kan men i.p.v. de hoogtewaarden uit de LIDAR metingen op de lijn af te lezen, de hoogtewaarde op het overeenkomstig DGPS-gemeten punt aflezen. Uit een analyse blijkt dat voor de relevante profielen het verschil tussen beide methodes verwaarloosbaar is. Op locaties waar de DGPS-gemeten punten op een zeer gekromde curve liggen, kan de afwijking groter zijn. Per profiel werden alle metingen samengebracht. Figuur 3-7 t/m Figuur 3-14 illustreren deze vergelijkingen. Hierbij kan waargenomen worden dat als het strandprofiel voor de storm een berm met steile flank op het droge strand bevat, deze berm geërodeerd wordt, in andere gevallen is de erosie veel kleiner. Bv. in Mariakerke zijn er ook sterke veranderingen te zien in de periode tussen de Lidar meting van 10 december en de Lidar meting van voorjaar 2014 (dus tijdens de periode na de storm). Dit is te wijten aan de suppleties die werden uitgevoerd. In sectie 93, waar de teen van de dijk onder het HW-niveau lag, is een erosiekuil zichtbaar. In enkele gevallen (bv. sectie 21, Figuur 3-6) is de morfologische verandering tijdens de storm uiterst klein en is er in de maanden na de storm wel verandering te zien. Deze profielen werden extra gecontroleerd en er zijn geen aanwijzingen dat er hier iets mis is gegaan bij de meting of de verwerking ervan.

Figuur 3-6 Profiel in sectie 21 (Sint-Idesbald)


WL2015R12_107_6

24


Figuur 3-7 Profiel in sectie 39 (Koksijde)

Figuur 3-8 Profiel in sectie 55 (Nieuwpoort) Final version F-WL-PP10-1 Version 04 RELEASED AS FROM: 12/11/2012

WL2015R12_107_6

25


Figuur 3-9 Profiel in sectie 69 (Lombardsijde)

Figuur 3-10 Profiel in sectie 83 (Middelkerke) Final version F-WL-PP10-1 Version 04 RELEASED AS FROM: 12/11/2012

WL2015R12_107_6

26


Figuur 3-11 Profiel in sectie 93 (Raversijde)

Figuur 3-12 Profiel in sectie 104(Mariakerke) Final version F-WL-PP10-1 Version 04 RELEASED AS FROM: 12/11/2012

WL2015R12_107_6

27


Figuur 3-13 Profiel in sectie 176 (Wenduine)

Figuur 3-14 Profiel in sectie 239 (Knokke)


WL2015R12_107_6

28

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013 Tevens werden volumeverschillen berekend. Tabel 3-1 geeft de netto-volume-verschillen tussen de hoogtes van 1 t/m 8m TAW en 9m TAW. Bv. de totale erosie tussen +4 en +9m TAW in de zone De Panne-Koksijde bedraagt 5m3/m. De voorlaatste kolom geeft het totale verlies aan boven +1m TAW en de laatste kolom geeft het maximale verlies aan dat tussen +9m TAW en een bepaalde hoogte (in geel gemarkeerd) kan teruggevonden worden. bv. In de zone Oostduinkerke-Nieuwpoort bedraagt het totaal verlies aan zand 18.000m3, echter tussen +4m en +9m TAW bedraagt het verlies 30.000 m3. Het verschil tussen beide getallen is terecht gekomen in de zone tussen +1 en +4m TAW. Tabel 3-2 geeft niet het netto-volumeverschil, maar kijkt enkel naar het volume dat geërodeerd is. Bv. in de zone De Panne-Koksijde is tussen +4 en +9m TAW gecumuleerd een volume van 8m³/m geërodeerd. Volgens Tabel 3-1 is het netto-volume-verlies in deze zone +5 m3/m. M.a.w. 3 m3/m van het geërodeerde volume heeft zich op andere plaatsen in deze zone neergezet. Uit deze tabellen kan besloten worden dat in totaal ongeveer 1 miljoen m3 zand zich verplaatst heeft in de zone tussen +1 en +9m TAW. Hiervan heeft 200.000 m3 deze zone verlaten. Het meeste zand heeft zich verplaatst van boven +5m TAW (cfr. locatie van maximale erosie, geel gemarkeerd) naar onder de +5m TAW. Het betreft ongeveer 500.000 m3.


WL2015R12_107_6

29


Tabel 3-1 Totale erosievolumes

hoogte laagste punt in profiel dat beschouwd is (getallen 1 tot 8) (in mTAW), met daaronder het netto-volumeverschil tussen deze hoogte en 9m TAW (-: erosie, in m3/m)) lengte zone (m) 9245

1 -7.3

2 -6.6

3 -5.8

4 -5.0

5 -5.9

6 -6.1

7 -4.2

totaal verlies maximaal boven +1m verlies in 3 8 TAW (m ) profiel (m3) -0.9 -67069 -67069

De Panne-Koksijde

secties 1-39

OostduinkerkeNieuwpoort

40-59

5110

-3.5

-4.7

-5.7

-6.0

-5.4

-5.3

-2.3

-1.0

-18023

-30678

LombardsijdeMiddelkerke Oostende Bredene De Haan Wenduine

60-93 94-117 118-134 135-167 168-180

9975 6632 4640 7110 2904

1.1 1.4 -10.5 -0.5 -10.0

-1.2 -1.1 -10.4 -2.5 -9.4

-4.3 -3.5 -9.7 1.5 -7.6

-5.8 -5.8 -10.5 -1.6 -7.4

-6.4 -6.3 -12.0 -5.0 -8.5

-5.6 -5.8 -11.1 -5.5 -7.3

-4.2 -4.8 -7.2 -3.5 -1.5

-0.7 -0.3 -1.2 -1.1 -1.1

10945 9063 -48636 -3841 -29119

-63730 -42077 -55865 -39069 -29119

181-216 217-255

6128 10192

0.2 -5.2

-3.0 -7.2

-4.4 -10.1

-5.6 -14.6

-6.1 -15.8

-4.7 -14.6

-0.8 -11.9

-0.1 -5.4

1436 -52883 -198126

-37084 -161297 -525989

Blankenberge-ZeebruggeWest Zeebrugge-Oost - Knokke totaal


WL2015R12_107_6

30


hoogte laagste punt in profiel dat beschouwd is (getallen 1 tot 8) (in mTAW), met daaronder het totale-geërodeerde volume tussen deze hoogte en 9m TAW (-: erosie, in m3/m))

De Panne-Koksijde Oostduinkerke-Nieuwpoort Lombardsijde-Middelkerke Oostende Bredene De Haan Wenduine Blankenberge-ZeebruggeWest Zeebrugge-Oost - Knokke totaal


1-39 40-59 60-93 94-117 118-134 135-167 168-180

lengte zone 9245 5110 9975 6632 4640 7110 2904

1 -16.3 -17.4 -8.5 -10.7 -15.8 -18.6 -20.7

2 -13.9 -13.9 -8.4 -10.2 -14.2 -14.9 -16.3

3 -10.3 -11.2 -8.4 -9.7 -13.2 -7.7 -12.7

4 -8.1 -9.2 -8.0 -9.1 -12.6 -6.9 -10.4

5 -7.2 -7.4 -6.9 -8.0 -12.5 -6.4 -9.5

6 -6.5 -6.7 -5.8 -6.7 -11.3 -5.7 -8.1

7 -4.6 -3.7 -4.3 -5.5 -7.4 -3.7 -2.2

8 -1.2 -1.6 -0.8 -0.8 -1.2 -1.3 -1.1

181-216 217-255

6128 10192

-12.5 -19.6

-11.2 -19.1

-10.1 -18.7

-8.5 -18.6

-7.4 -17.9

-5.6 -16.3

-1.5 -13.4

-0.1 -6.5

WL2015R12_107_6

31

totaal verlies boven +1m TAW (m3) -150374 -89050 -84629 -70699 -73499 -132054 -60188 -76672 -200139 -937310

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013 In Figuur 3-15 zijn de volumeverschillen over verschillende delen van het strand tussen vlak voor en vlak na de storm uitgezet per profiel (in de figuur is voor de leesbaarheid het overeenkomstige sectienummer gegeven). De +5m TAW is gekozen op basis van Tabel 3-1. Ook deze figuur geeft weer dat het meeste zand dat geërodeerd is, op het nat strand terecht is gekomen. De uitschieters in de grafiek betreffen specifieke situaties, zoals in de omgeving van de haven van Zeebrugge, waar de profielen zeer gekromd zijn. Deze profielen werden niet meegenomen in de volumeberekeningen in de tabellen.

Figuur 3-15 Volumeverschillen voor en na de storm

3.6. Effect op het Zwin De hoogteverschilkaart Lidaropname 10 december 2013 – Lidaropname voorjaar 2013 (Figuur 3-16) toont het resultaat van alle mogelijke morfologische veranderingen die in de hele tussenperiode zijn opgetreden, maar één ontwikkeling is duidelijk een stormeffect (buiten de kliffen en de lichte aangroei aan de voet van de kliffen). Een vrij grote aanwas van de zandtong ter hoogte van de droogstrandberm aan de Belgische zijde van de Zwingeul, richting Zwingeul, is wellicht tijdens de Sinterklaasstorm opgetreden. Dergelijke aangroeipulsen werden in het verleden herhaaldelijk opgemerkt (zie Houthuys et al, 2013). In de maanden erna, groeide de zandtong nog aan naar het oosten, maar werd hij ook smaller en kende hij vooral aantasting aan de strandzijde.


WL2015R12_107_6

32


Figuur 3-16 Hoogteverschilkaart Lidaropnames 10 december 2013 –Voorjaar 2013 ter hoogte van de Zwinduinen.

3.7. Effect op de vooroever Van de vooroever bestaan enkel jaarlijkse metingen. tussen de vooroeverloding van 2013 en 2014. 3.7.1.

Deze paragraaf beschrijft wat waarneembaar is

Zone Potje – Broers Bank

De meest geschikte dataset is de multibeam-opname van eind augustus – begin oktober 2013 (hierna kort aangeduid als “september 2013”) van het Potje en de Broers Bank (Figuur 3-17). Deze kan worden vergeleken met de vooroeverlodingen van Zomer 2013 en Voorjaar 2014. Dit gebeurde door telkens het verschilhoogte-terreinmodel te maken. Het Potje is een tot -8m TAW diepe geul voor de kust in De Panne en Sint-Idesbald. De geul wordt smaller en ondieper in Koksijde-Bad, waar ze aansluit op het strand in secties 30-31. Aan de zeewaartse zijde van de geul ligt de Broers Bank. Deze is bedekt met grote hydraulische duinen, 1 tot 3m hoog, en met tussenafstanden van 50 tot 200m. De toppen van deze onderwaterduinen komen droog te liggen bij laaglaagwater.

Figuur 3-17 Vooroever ter hoogte van Koksijde-Bad met hoogteligging in TAW ingekleurd in stappen van 0,5m (zie legende links) bij de multibeam-opname van september 2013. (Onderaan in de figuur is een stuk van strand en zeedijk te zien, in een andere kleurenschaal maar ook in stappen van 0,5m, bij de lidaropname van 10 december 2013. Ook de landmeetpunten van de opname van 2-4 december 2013 zijn aangegeven. Final version F-WL-PP10-1 Version 04 RELEASED AS FROM: 12/11/2012

WL2015R12_107_6

33

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013 De multibeam-opname toont in detail de morfologie van de duinen op de Broers Bank. De singlebeamopnamen tonen deze morfologie veel minder duidelijk en door interpolaties worden kammen en troggen afgevlakt. Onmiddellijk onder de kust dammen twee duinen het uiteinde van het Potje af. Deze zijn asymmetrisch met steilste zijde naar het oosten (= vloedgedomineerd). Net zeewaarts ervan, in de ondiepste zone van de Broers Bank, hebben de duinen de steilste zijde naar het westen (= ebgedomineerd). Nog meer zeewaarts zijn ze symmetrisch. Op grond van de asymmetrie zou men een zone verwachten met ebgericht zandtransport op de top van de Broers Bank. Toch toont nauwkeurige analyse aan dat de morfologische structuren over de hele zone oostwaarts verplaatst zijn, wat er lijkt op te wijzen dat het zandtransport dus toch vloedgedomineerd is. Dit ziet men best in een GIS, door opeenvolgend weergeven van de hoogtemodellen, maar het blijkt ook uit de verschilkaarten. Tevens wordt de topzone van de Broers Bank ondieper. Het is niet duidelijk in welke mate de storm van 5-6 december 2013 in heel deze dynamiek een rol gespeeld heeft.

Figuur 3-18 Hoogteverschilkaarten ingekleurd met klassegrenzen van 12,5cm, 25cm, 50cm, 1m en 2m (erosie via oranje naar rood, sedimentatie via lichtgroen naar donkergroen). Let op de verschillende opnames voor strand (onderaan) en vooroever (bovenaan).

De verschilkaart van de vooroever september 2013 t.o.v. de loding ervoor (zomer 2013) en erna (voorjaar 2014) is weergegeven in Figuur 3-18. Een algemeen beeld van een iets diepere ligging van de hele vooroeverzone in september 2013 kan te maken hebben met de verschillende opnametechnieken (multibeam vs. singlebeam) en dus geen ware morfologische waarneming zijn. Dit uit zich door het feit dat de eerste hoogteverschilkaart over het algemeen roder en de tweede over het algemeen groener is, en zelfs dat beide kaarten in sommige opzichten elkaars spiegelbeeld zijn. Maar het beeld toont ook ruimtelijke structuren, die wel op ware morfologische veranderingen moeten wijzen (zoniet zou het spiegelbeeldeffect gelijk moeten zijn over de hele opgenomen vooroeverzone). Hier valt in de tweede hoogteverschilkaart een lichte, algemene verondieping op van de vooroevervoet ter hoogte van De Panne en Sint-Idesbald, die vaak rond 25cm bedraagt; in De Panne ligt de geulbodem van het Potje wat verder uit de kust en is ook de landwaartse flank van deze geul wat aangegroeid. Deze morfologische verandering zou wel eens een effect van de Sinterklaasstorm kunnen zijn.

3.7.2.

Hele kust tussen zomer 2013 en voorjaar 2014

Het algemene beeld is een landwaartse verplaatsing van de brekerbanken. Dit resulterend effect wijst op een alles bijeen genomen rustige periode tussen de twee opnames, ondanks de Sinterklaasstorm: naar de kust bewegende brekerbanken merkt men meestal op tijdens de zomer.


WL2015R12_107_6

34

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica: Inventarisatie randvoorwaarden en morfologische impact van de Sinterklaasstorm op 6 december 2013 Een paar belangrijke aangroeizones zijn te relateren met suppletiewerken: verondieping van het natstrand in secties 84 tot 87 rond het casino van Middelkerke komt door de strandsuppletie in die zone; aangroei op de meest zeewaartse bank in Mariakerke, secties 103 tot 107, is het gevolg van de onderwatersuppletie daar; rond de laagwaterlijn is er overal aangroei van secties 102 tot 116 in Oostende, door een strandsuppletie; belangrijke aangroei op de vooroever in secties 112 tot 116 is een wellicht natuurlijke aanwas volgend op de aanleg van de westelijke havendam; rond de suppletie van Wenduine vertoont de vooroever eveneens aangroei in een zone die ver doorloopt, tot de havengeul van Blankenberge. Iets analoogs is vast te stellen rond secties 232 tot 240 in Knokke-Zoute. De aangroei nabij de voet van de vooroever is duidelijk het gevolg van die suppletie en strekt zich verder westen oostwaarts uit dan de suppletiezone zelf, van sectie 229 tot 242. Bij zo goed alle hier genoemde effecten kan men de invloed van de Sinterklaasstorm uitsluiten, aangezien de suppleties meestal na die storm werden uitgevoerd (enkel in Oostende, daar was al gesuppleerd voor de storm en was men vanuit het oosten gevorderd tot sectie 106). Eén morfologische ontwikkeling springt in het oog: duidelijke groei van de zandplaat voor Heist richting oost, vooral ter hoogte van Duinbergen (Figuur 3-19).

Figuur 3-19 Hoogteverschilkaart strand en vooroever ten oosten van Zeebrugge. De vooroeverzone wordt aangegeven door de dikke pijl, hier is het hoogteverschil Voorjaar 2014 – Zomer 2013 weergegeven. Landwaarts ligt het strand, hier is het hoogteverschil Voorjaar 2014 – 10 december 2013 weergegeven

De aangroei van de zandplaat situeert zich op haar oostflank op een diepte tussen -1 en -2m TAW, en door die aangroei is de zandplaat over vele hectaren in de Appelzakgeul gegroeid. Een dergelijke uitgestrekte aangroeizone, met hoogteverschillen tot 60cm, wordt in de verschilkaarten van de vooroever, met meetinterval een jaar, van de vorige jaren niet aangetroffen buiten de zones waar gesuppleerd of gebaggerd wordt. Van waar kwam het sediment: van de top van de zandplaat (de verschilkaarten wijzen er niet op), van de richting van de suppletie in Knokke-Zoute (iets dergelijks is nooit eerder vastgesteld) of van de geulen rond Zeebrugge? De resolutie van de vooroeverlodingen laat niet toe de herkomst van het zand af te leiden. Toch kan vermoed worden dat deze aangroei te wijten is aan de Sinterklaasstorm.


WL2015R12_107_6

35


4. Korreldiameter zand Voor elk profiel werd de korreldiameter (d50) bepaald die representatief is voor stormafslagberekeningen. Hiervoor werden de gemiddelde waardes per zone genomen zoals opgesteld voor de toetsing van 2007 (IMDC, 2008), behalve voor zones waar sindsdien een significante suppletie werd uitgevoerd. Hiervoor werd de ontwerpkorreldiameter (300 µm) gebruikt. De gerapporteerde diameters zijn exclusief de reductie die toegepast wordt in de toetsmethodologie. Tabel 4-1 geeft de bekomen korreldiameters weer.

Tabel 4-1: Korreldiameters voor morfologische berekeningen

Profile 1-6 7-9 10 11-13 14-20 21-27 28-30 31-32 33-34 35 36-39 40-49 50-55 56-63 64-78 79-82 83-102 103-105 106-118 119-122


d50 (µm) 179.3 300.0 179.3 300.0 240.5 198.2 184.7 220.0 184.7 300.0 219.8 219.4 300.0 215.6 308.1 300.0 218.0 286.0 257.0 271.0

WL2015R12_107_6

36


Conclusies Meetgegevens van wind, golven en waterstanden lieten toe om de hydrodynamische randvoorwaarden van de Sinterklaasstorm van 6 december 2013 te bepalen. Voor de morfologische berekeningen zijn ook de golfgegevens op de vooroever nodig. Hiervoor werd gebruik gemaakt van het numerieke SWAN model om de golftransformatie van de offshore metingen naar de vooroever uit te voeren. De resultaten werden aan de hand van de golfmetingen in enkele kustnabije locaties gecorrigeerd. Net voor de storm werden door Afdeling Kust 122 profielen opgemeten. Gecombineerd met vooroeverlodingen en Lidar metingen kon op deze manier een unieke set van pre- en poststormprofielen opgesteld worden. Uit een analyse bleek dat ongeveer 1 miljoen m3 zand boven de +1m TAW is verplaatst. Hiervan is ongeveer 20% beneden de +1m TAW lijn terecht gekomen. De grootste verplaatsing betrof echter een erosie van de zone boven de +5m TAW die grotendeels neergezet werd tussen +1 en +5m TAW (totaal erosievolume 500.000m3). Op de vooroever waren de morfologische effecten zeker beperkt. Wellicht heeft er zich aangroei voorgedaan aan de voet van de onderwatervoortzetting van het strand (200.000m3 zand is onder de LW-lijn terecht gekomen). De zandplaat van Heist kende een belangrijke aangroei aan haar oostelijke uiteinde. De bekomen datasets zijn zeer bruikbaar voor de validatie of kalibratie van morfologische modellen.


WL2015R12_107_6

37


Referenties Houthuys, R.; Trouw, K.; De Maerschalck, B.; Verwaest, T.; Mostaert, F. (2013). Inschatting van de morfologische impact van strandsuppleties te Knokke op het Zwin en de Baai van Heist. Versie 4.0. WL Rapporten, 12_107. Waterbouwkundig Laboratorium & IMDC: Antwerpen, België. IMDC. (2005). Hydraulisch randvoorwaardenboek Vlaamse kust: editie 2005. Retrieved from http://documentatiecentrum.watlab.be/owa/imis.php?module=ref&refid=222413 IMDC (2009) Afstemming Vlaamse en Nederlandse voorspelling golfklimaat op ondiep water Deel 4 : Technisch wetenschappelijke bijstand : Eindrapport - I/RA/11273/09.030/SDO) Oceanografisch Meteorologisch Station. (2014). Stormverslag 05-06 december 2013. 26 pp.


WL2015R12_107_6

38


Appendix A Ligging van de profielen Onderstaande figuren geven de ligging en de nummering (in zwart) van de profielen gemeten net voor de storm weer, evenals de secties (in rood).


WL2015R12_107_6

A1



WL2015R12_107_6

A2



WL2015R12_107_6

A3

Waterbouwkundig Laboratorium Flanders Hydraulics Research

Berchemlei 115 B-2140 Antwerp Tel. +32 (0)3 224 60 35 Fax +32 (0)3 224 60 36 E-mail: [email protected] www.waterbouwkundiglaboratorium.be

Wetenschappelijke bijstand zanddynamica INVENTARISATIE RANDVOORWAARDEN EN MORFOLOGISCHE IMPACT VAN DE SINTERKLAASSTORM OP 6 DECEMBER 2013

Recommend Documents