1
Workshop Ecobeach 26-04-2011 Aanwezigen bij de workshop Genodigde Jelle-Jan Pieterse Meindert Van Leon Wijnker Marcel Stive Marco de Lange Koos Groen Bram Bliek Ad van ’t Zelfde
Bedrijf BAM groep Deltares Rijkswaterstaat TU Delft TU Delft Vrije universiteit Amsterdam Svasek BAM groep
Groep 1 1 1 1 1 1 1 1
Bas Reedijk Bram Bakker Lucas Janssen Kathelijne Wijnberg Thomas Vanagt Pieter Pauw
BAM groep BAM groep Rijkswaterstaat Universiteit Twente Ecoast Deltares
2 2 2 2 2 2
Rene Binkhorst Kees van Ruiten Dirk-Jan Walstra Matthieu de Schipper Hugo Ekkelenkamp Ruud Spanhoff Evelien van Eijsbergen
BAM groep Deltares Deltares / TU Delft TU Delft BAM groep / TU Delft Rijkswaterstaat Rijkswaterstaat
3 3 3 3 3 3 3
Welkomstpresentatie Ad van ‘t Zelfde Ad van ‘t Zelfde heet iedereen welkom bij de derde workshop van het wetenschappelijk traject van het ecobeach project. Ad van ’t Zelfde legt kort uit wat ecobeach inhoudt. Ecobeach is een Deense vinding welke door de BAM geadopteerd is voor een proef in Nederland. De BAM heeft de Ecobeach proef op eigen initiatief (reagerend op de marktvraag naar nieuwe methodes) gebracht en heeft de praktijkproef in samenwerking met Rijkswaterstaat uitgevoerd. Het onderzoek is begonnen met het speuren naar een werkingsmechanisme. Ecobeach bestaat uit verticale drainerende pvc buizen die volgens een vast patroon (dwars op de kust om de 10 meter en in langsrichting om de 100 meter) op het strand zijn aangebracht. De vraag die aan het begin van de proef gesteld is, is hoe Ecobeach werkt en wat er gebeurt. Enkele foto’s van de proef in Denemarken laten vervolgens de zichtbare effecten van ecobeach in Denemarken zien. Een artikel van professor Nielsen geeft aan dat de werking van ecobeach niet is aangetoond en dat het de uitleg van Poul Jacobsen over de fysieke werking onvoldoende is. Professor Nielsen geeft in zijn artikel ook aan dat er geen theoretisch of meetbaar effect is van Ecobeach. De gemeten aangroei bij Ecobeach is een zandgolf. In Nederland wordt vervolgens het wetenschappelijk traject opgestart. Er zijn voor deze workshop nog twee eerdere workshops geweest in 2008 en 2009. De eerste workshop was convergerend van aard. Hier zijn mogelijke werkingsmechanismen en ideeën voor een meetcampagne naar voren gekomen. In
2 de tweede workshop zijn de onderzoeksresultaten van de eerste metingen besproken en is geconvergeerd naar een aantal richtingen voor het verdere onderzoekstraject. Deze derde workshop is een (voorlopige) afsluiting van het wetenschappelijk Ecobeach traject. Het programma van de dag is als volgt:
2 presentaties werking van het systeem (Pieterse , Ekkelenkamp) 2 presentaties beoordeling proefvlakken (Walstra , Reedijk) Pauze Reflectie op presentaties (voorlopige) conclusies
Presentatie Jelle-Jan Pieterse Na workshop1 in 2008 heeft Jelle-Jan het wetenschappelijke traject voor Ecobeach in Nederland opgezet. Na een verkennend onderzoek van Jelle-Jan doet Pieter Pauw een onderzoek naar globale grondwaterstromingen rond het ecobeach test vak. JelleJan vervolgt het onderzoek naar ecobeach met het bekijken van lokale grondwaterstromingen rondom een PEM (Pressure Equalizing Module, een pvc drainage buis) en hij onderzoekt het sediment lokaal en globaal. Naar aanleiding van het onderzoek van Jelle-Jan vervolgt Hugo Ekkelenkamp de globale sedimentanalyse. Pieter Pauw gebruikt een model voor het onderzoek naar stromingen van zoet en zout water in het strand. Hieruit blijkt dat zoet water ongeveer 1 km vanuit de kust in zee stroomt. Zijn conclusie is dat er volgens dit model geen geconcentreerde uitstroom is door de PEM’s.
Jelle-Jan legt uit dat de swash zone (het gebied tussen de hoog- en laagwaterlijn) een het gebied is waar de PEM’s zijn aangebracht. Dit is een complex gebied met vele invloeden van stromingen en golven. Een grondwater circulatiestroming is aanwezig tussen de infiltratiezone aan de hoogwaterlijn en een kwelzone aan de laagwaterlijn. Zowel de infiltratie als de kwel hebben een invloed op de stromingen en transporten loodrecht op de kust. In een golf treedt het principe van infiltratie en kwel ook op. Kwel onder het golfdal en infiltratie onder de golftop. Er zijn verschillende hypotheses opgesteld over de werking van een PEM:
Verhoogde infiltratie in het gebied rond de hoogwaterlijn door de lagere weerstand in de PEM dan in de grond. Gekanaliseerde kwel door de PEMs in de omgeving van de laagwaterlijn. Vergroting van de drukvariaties in de grond door lagere weerstand in de PEM dan in de grond. Verkleining van de drukvariaties door opsluiting van lucht in de top van de PEM. Meer stabiliteit door het ontsnappen van lucht uit de grond door een shortcut tussen de luchtbel in de grond en de oppervlakte via de PEM.
3
Het verbinden van verschillende grove lagen met een relatief hoge doorlatendheid. In Nederland zijn dit schelpen lagen, in Denemarken grindlagen. Hugo Ekkelenkamp heeft het bestaan van deze grove lagen voor Nederland aangetoond in zijn onderzoek naar sediment.
De metingen van Jelle-Jan Pieterse zijn eerste 1 week gedaan zonder PEM’s in de grond en vervolgens 1 week met PEM’s. Hij heeft hier divers voor gebruikt die de geleidbaarheid, druk en temperatuur kunnen meten. Vervolgens heeft hij de twee datasets geanalyseerd en gezocht naar verschillen. Uit het onderzoek van Jelle-Jan in samenwerking met Pieter Pauw is naar voren gekomen dat het zoete grondwater ongeveer 5 tot 10 meter onder het oppervlak zit.
Drukvariaties ten gevolge van golven van 0.5 meter aan het oppervlak zijn op 0.2 meter diepte nog te meten als 0.3 meter en op een diepte van 1 meter nog als 0.1 meter. Eén van de conclusies van Jelle-Jan is dat bij de laagwaterlijn het water dicht bij de PEM iets zoeter is dan verder van de PEM. Metingen van Jelle-Jan naar het sediment laten geen duidelijke invloed van een PEM op het sediment zien. Wel is er binnen het Ecobeach testgebied grover zand gevonden dan buiten het Ecobeach test gebied. Metingen van het strand na een storm van windkracht 8 / 9 laten zien dat in het Ecobeach gebied 30 cm afslag heeft plaats gevonden over een kleine breedte terwijl dit buiten het Ecobeach gebied 50 cm over een grotere breedte is. Dit kan duiden op een stabieler strand. De hypotheses voor de werking van het Ecobeach systeem zijn gebaseerd op het feit dat een kleine lokale verandering door het inbrengen van een PEM een globaal gevolg kan hebben op een groot gebied van het strand doordat bepaalde processen zichzelf kunnen versterken. Jelle-Jan geeft een overzicht van al deze mogelijke werkingsmechanismen.
4
Een samenvatting van de conclusies van Jelle-Jan:
Effect van een PEM op de omgeving is gemeten bij de laagwaterlijn. In de dynamische omgeving van de swash zone lijken Divers te onnauwkeurig om kleine effecten waar te nemen. Een klein effect kan zichzelf versterken en uitgroeien van lokaal naar globaal. Vergroving van het strand en stabilisatie lijkt aan de orde in het Nederlandse Ecobeach testvak.
Enkele vragen naar aanleiding van de presentatie van Jelle-Jan Pieterse: Na de presentatie van Jelle-Jan is er een vraag van Kathelijne Wijnberg of een aanwezige kleilaag wel overal aanwezig is omdat zoet water lokaal omhoog komt. Pieter Pauw bevestigt dat er geen offshore meting naar deze kleilaag is en Jelle-Jan bevestigt dat de doorgaandheid van de kleilaag onbekend is. Kathelijne Wijnberg vraagt ook nog of de schelpenlaag overal aanwezig is. Hugo Ekkelenkamp bevestigt dat hij hem overal heeft aangetroffen maar niet weet of ze overal door PEM’s verbonden zijn. Jelle-Jan Pieterse zegt ook nog dat de proef rond deze PEM’s het Ecobeach testgebied plaatsvond, omdat eerst een test met een ongestoord gebied nodig was. Eerst is er getest zonder PEM’s en daarna zijn er proef PEM’s ingebracht.
Presentatie Hugo Ekkelenkamp Hugo heeft onderzoek gedaan naar het sediment van zowel het Ecobeach testvak in Nederland als enkele referentiegebieden langs de Nederlandse kust. Dit onderzoek heeft hij ook nog herhaald in Denemarken. De inhoud van de presentatie van Hugo volgt min of meer zijn onderzoek en ziet er als volgt uit:
Onderzoekskader en methoden Invloed van de sedimentologie op strandprocessen Sediment analyses van het inter-getijden gebied Geologische opbouw van het strand Profielen en processen
5
Conclusies
Naar aanleiding van de vondst van het grovere zand ter plaatse van het Ecobeach proefvak door Jelle-Jan is Hugo onderzoek gaan doen naar de relatie tussen het sediment en de strandprocessen. Hugo heeft systematisch het Nederlands en Deense strand in kaart gebracht. Daarbij heeft hij onderzoek gedaan naar de geologische samenstelling van het strand en de ruimtelijke variatie van het sediment op het strand. De globale metingen zijn gedaan om de 250 of 500 meter en laten na verwijdering van de schelpfractie een vergroting van de D50 zien van buiten het ecobeach gebied 300 mu naar binnen het ecobeach gebied 400 mu. Dit verschil van 100 mu is bijzonder voor het Nederlandse strand.
Een boxmeting rondom een PEM om de lokale variatie te onderzoeken geeft slechts variatie in korrelgrootte die nihil is. Dieptemetingen naar het sediment laten zien dat het grovere sediment bij het Ecobeach gebied vooral in de bovenste laag van ongeveer 2 meter dik te zien zijn. Dit is ongeveer de actieve zone van het strand (de zone die veel verandering door afslag een aanzanding vertoont).
6
Een onderzoek naar natuurlijke bronnen voor dit grovere sediment is de volgende vraag. In het verleden blijkt nooit zulk grof sediment aangetroffen in de actieve zone. Afzettingen van het OerIJ estuarium zijn niet in de actieve zone aanwezig. Het is niet aannemelijk dat vergroving is opgetreden door sortering door hydrodynamiek. Suppleties van zand die in het verleden gedaan zijn kunnen wel een bron zijn van het sediment maar niet de reden van de vergroving ter plaatse van het Ecobeach testvak. Het sediment nabij de drainagebuizen blijkt ook hoekiger en meer asymmetrische te zijn dan buiten het Ecobeach test vak. Ook het Deense Ecobeach gebied vertoont grover sediment ter plaatse van de Ecobeach tests dan ter plaatse van de aangrenzende referentiegebieden. In het Deense geval is de toename binnen het Ecobeach gebied ongeveer 300 mu, het sediment in Denemarken is echter wel een stuk grover dan in Nederland. Er zijn geen historische gegevens beschikbaar over de ontwikkeling van de Deense kust.
7
Sonderingen in het Ecobeach gebied en het referentiegebied in Nederland laten een verschil in pakking van het strand zien. Bij Ecobeach is de pakking ongeveer constant tussen de laagwater en hoogwater lijn. In het referentiegebied is de pakking hoger bij de hoogwater lijn (tov Ecobeach) en lager bij de laagwater lijn. Isobaarlijnen tonen aan dat het profiel bij Ecobeach steiler is geworden wat samen gaat met een grover strand. Ook de duinvoet is zeewaarts opgeschoven. De korrelgroottes blijken bovendien rond een omslagpunt te balanceren tussen erosie en aanzanding. Enkele conclusies van Hugo op een rij:
Het grove sediment van Pieterse is wederom gevonden Actieve zone Egmond aan Zee is 100 mu grover dan aangrenzende stranden Strand Denemarken is 250 mu grover dan aangrenzende stranden Nog geen natuurlijke bronnen gevonden voor grof sediment Aannemelijk dat er geen effect bij PEM 2 optreedt Sediment Egmond aan Zee is hoekiger en asymmetrischer Doorlaatbare lagen aangetroffen in beide stranden (NL en DK) Grove sediment heeft veel invloed op processen en profielen
8
Enkele vragen na de presentatie van Hugo Ekkelenkamp: Evelien van Eijsbergen: Is er ook een chemische analyse op het sediment gedaan om de herkomst van het sediment te proberen te achterhalen? Hugo Ekkelenkamp antwoordt dat dit gedaan is. Evelien van Eijsbergen: Is er bekend of de gemeente menselijke handelingen op het strand heeft uitgevoerd zoals opruimen en schoonmaken wat het strand verstoord kan hebben. Hugo Ekkelenkamp: Dit is niet specifiek bekend, wel is er veel menselijke invloed op het strand die zorgen voor verstoringen. Thomas Vanagt: Kun je verduidelijken waarom natuurlijke sortering niet aannemelijk is? Hugo Ekkelenkamp: De dynamiek van de golven zorgt in de dwarsdoorsnede voor een vergroving van het strand vanaf zee tot het breekpunt van de golven op het strand en vervolgens weer een verfijning van het sediment naar de duinen toe. De natuurlijke variatie hierin is echter maar ongeveer 30 mu en niet de gevonden 100 mu.
9
Presentatie Dirk-Jan Walstra Het doel van het onderzoek dat Deltares heeft gedaan naar de morfologie van het Ecobeach testvak en de referentiegebieden is het doen van een onafhankelijke analyse naar de invloed van de PEM’s. De JARKUS data is geschikt om een analyse te doen naar de morfologie. Eerst zal een kwantificering van de ruimtelijke variabiliteit van de kust gemaakt worden. Vervolgens komt de invloed van suppleties aan bod en een evaluatie van het Ecobeach systeem. Als tweede stap zullen zogenaamde Coastal State Indicators (CSI’s) gedefinieerd worden. De verschillende gebieden (Ecobeach en referentie) zijn alleen in de langsrichting gemiddeld. GPS metingen in combinatie met de JARKUS metingen geven een idee van de natuurlijke variabiliteit van het systeem, ongeveer 100 m3/m. 3 verschillende methodes zijn gebruikt om een trendline door de JARKUS data heen te ‘fitten’. Een lineaire fit voor de jaren 1990 tot 2006, een lineaire fit tussen de jaren 1965 en 2006 en een lineaire fit in combinatie met een harmonische fit tussen 1965 en 2006. Alle testen tonen aan dat voor alle gebieden de strandvolume verandering groter is in de periode na installatie van ecobeach (2007 - 2010) dan in de periode voor installatie van ecobeach (2003 – 2006).
Voor het bekijken van de volumeveranderingen zijn enkele verticale boxen gedefinieerd. Het duinvak (eigenlijk de zeekant van de duin), het strandvak tussen de duinvoet (+3 m NAP) en laagwater (-0.78 m NAP), de LMCL (lower mean coastal line) van -0.78 m NAP en -4.56 m NAP en de lower shoreface tussen -4.56 m NAP en -8 m NAP.
10 De ontwikkeling van de volumes binnen deze vakken is bekeken vanaf 2005. De volumeverandering in de gebieden zijn:
Egmond referentie noord (red: eigenlijk gedeeltelijk in het noordelijk testvak en gedeeltelijk in het referentiegebied tussen zuidelijk en noordelijk testvak): 1.5 Mm3 Ecobeach zuidelijk testvak: 0.19 Mm3 Zuidelijk referentiegebied: 0.44 Mm3 Heemskerk gebied (nog zuidelijker dan zuidelijk referentie gebied): 0.30 Mm3
De totaal gemeten volume verandering is 2.43 Mm3. Het totaal gesuppleerde volume is 2.63 Mm3. Het totale volume wat verloren is, bedraagt 0.2 Mm3 wat relatief weinig is. De duin is vanaf 2005 redelijk gelijk gebleven. In hoeverre de Ecobeach test site en de referentie gebieden worden beïnvloed door suppleties blijft hypothetisch en is een bron voor eindeloze discussies. Volumeveranderingen binnen de verticale gebieden komen onder meer doordat banken verplaatsen van het ene gebied naar het andere. Zowel het Ecobeach gebied als het referentie gebied vertonen de zelfde afwijkingen wat betreft volumeveranderingen. Op basisch van een statistische test is niet te zeggen wat het effect van Ecobeach is op deze volumeveranderingen. De vele menselijke ingrepen, waaronder suppleties, creëren onzekerheden binnen de analyses. De banken zijn een dominante factor binnen het kust systeem. De invloed van de banken is groter dan de impact van de PEM’s. De conclusie van deze presentatie is dat er geen conclusie te trekken is over de invloed van Ecobeach op een stuk kust aan de hand van morfologische data alleen.
11 Vragen naar aanleiding van de presentatie van Dirk-Jan Walstra: Meindert Van: Is er een koppeling tussen de vergroving van het sediment en de steilheid van het strand zichtbaar? Dirk-Jan Walstra: Omdat het langsgemiddelde profielen betreft moet men oppassen met het constateren van dit soort koppelingen. De verschillen in steilheid van het strand zijn klein en een verband met de vergroving van het sediment is naar aanleiding van dit onderzoek niet te leggen. Hugo Ekkelenkamp: Is de afname van het LMCL volume te verklaren door een bank verplaatsing of ook door het steiler worden van het profiel? Dirk-Jan Walstra: De verplaatsing van de bank zorgt voor de vermindering van het LMCL volume.
Presentatie Bas Reedijk De presentatie van Bas Reedijk behandelt de volumeveranderingen in de gebieden Heemskerk, het referentiegebied, het Ecobeach testgebied en het gebied Egmond (waaronder het noordelijk proefvak valt) na 2007, dus na installatie van de PEMS op het strand. De geschiedenis van de verschillende gebieden is dat historisch gezien Heemskerk eroderend is, het referentiegebied en het Ecobeach testgebied zijn redelijk stabiel en de kust bij Egmond is sterk eroderend, maar dit komt doordat de kust bij Egmond kunstmatig is uitgebouwd. Het netto langstransport is noordwaarts. Het gebied bij Heemskerk ondervond in 2007 veel erosie na een grote storm. Enkele suppleties die gedaan zijn in de gebieden is een strandsuppletie bij Heemskerk in 2005 van 250 m3/m en een vooroeversuppletie bij Egmond in 2005 van 222 m3/m. In het referentiegebied is een kleine ‘spooksuppletie’ aanwezig doordat een deel van de strandsuppletie van 2005 door menselijk ingrijpen verplaatst is vanuit het gebied Heemskerk naar het referentiegebied. Argus camera beelden laten zien dat in het Ecobeach gebied in 2007 de hoogwaterlijn nog tegen de duinen aan lag, terwijl er in 2011 een breder strand zichtbaar is. Er zijn nieuwe voorduinen ontstaan van fijn zand bij Egmond. Heemskerk vertoond doorgaande erosie. Ook is zichtbaar dat strandtenthouders zelf met strand schuiven om hun strandtent op te kunnen bouwen, dit geeft verstoringen in het gebied. Mogelijk is er fijn zand vanuit de voorduinen afgegraven door strandtenthouders en is dit fijne zand lager op het strand weer gedeponeerd. De invloed van de suppleties is duidelijk aanwezig. Na installatie van het ecobeach systeem zijn het referentiegebied en het Ecobeach gebied beide gegroeid in volume. Het strandvolume is hier het hoogst ooit gemeten. De jaren tussen 1990 en 2005 vertonen duidelijke schommelingen in volumes door erosie en suppletie. De laatste 5 jaar zijn deze schommelingen verdwenen, de vraag is waarom. Enkele volumes worden beschouwd: MCL volume (tussen +3 m NAP en -4.56 m NAP) Heemskerk: -62 m3/m Referentie: +65 m3/m Ecobeach: +4 m3/m Egmond: -37 m3/m Beach volume (tussen +3 m NAP en -0.78 m NAP) Heemskerk: +6 m3/m Referentie: + 62 m3/m Ecobeach: + 39 m3/m Egmond: +10 m3/m
12
Duin volume (boven de +3 m NAP) Heemskerk: -5 m3/m Referentie: +2 m3/m Ecobeach: + 21 m3/m Egmond: + 29 m3/m Totaal volume Heemskerk: +1 m3/m Referentie: +64 m3/m Ecobeach: +60 m3/m Egmond: +39 m3/m Bas benadrukt dat het een moeilijk punt blijft om de invloed van de suppleties te verwerken. Wat wel duidelijk is, is dat menselijke invloed een grote rol speelt in het systeem. Verder moet ieder persoon zelf deze data bekijken en concluderen welke invloeden wat hebben veroorzaakt en of Ecobeach één van deze invloeden is. Vragen naar aanleiding van de presentatie van Bas Reedijk: Dirk-Jan Walstra merkt op dat wanneer de data bekeken wordt tussen 2008 en 2010 ipv tussen 2007 en 2010 dat de duinvolume toename ongeveer overal gelijk is. Bas Reedijk benadrukt dat in het geval van 2007 tot 2010 de toename van het duinvolume meer is voor het ecobeach gebied dan voor het referentiegebied.
Vervolg van de dag Ad van ’t Zelfde neemt weer het woord en bedankt de mensen die een presentatie hebben gegeven voor hun inzet. Het vervolg van de dag zal na een korte pauze bestaan uit een groepsdiscussie, waarin de totale groep in 3 subgroepen gesplitst zullen worden. Elke subgroep zal discussiëren over de volgende twee hoofdvragen:
Welke opmerkingen heeft u bij het onderzoek naar de werking van Ecobeach, de werkingsmechanismen en de effecten. Welke opmerkingen heeft u bij het morfologisch onderzoek van Ecobeach.
Na de discussie zullen de groepen weer samenkomen en de uitkomsten van de discussies zullen besproken en genoteerd worden.
De afzonderlijke discussies Moet nog worden ingevuld door de groepsleiders van de drie groepen
13
De conclusies van de workshop De conclusies of opmerkingen naar aanleiding van de groepsdiscussies zijn in twee categorieën onderverdeeld. Conclusies met betrekking tot de morfologie en conclusies met betrekking tot de werking van Ecobeach. Conclusies met betrekking tot de morfologie
Het dominante gedrag met betrekking tot de morfologie is het bankensysteem. De verschillen in gedrag tussen het bankensysteem overstemmen de invloed van het PEM systeem. Het PEM systeem zal moeten worden geanalyseerd aan de hand van de werking van het systeem. De morfologie toont geen grote verschillen. Onbekend is nog hoe het precies zit in het verschil in eolisch transport tussen de gebieden. Wanneer is de invloed van het PEM systeem het best zichtbaar? Is dat in een periode met rustige omstandigheden zoals tijdens dit onderzoek of is dit juist tijdens een stormachtige periode? Is er lijzijde erosie als gevolg van de ecobeach test? Wat is de samenhang tussen het bankensysteem en de rest van de kust? Is er ooit gerekend aan de strandsuppletie van 2005 met betrekking tot haar gedrag, beweging en verplaatsing? De Nederlandse kust is eigenlijk te heterogeen voor deze proef met Ecobeach. Is er een minder verstoorde locatie in het buitenland, bijvoorbeeld Zuid-West Frankrijk? Het Ecobeach systeem is nu getest op een relatief stabiel stuk kust. Is het nuttig het systeem te testen op een eroderend stuk kust? Een uitgebreide analyse naar de sortering van het Ecobeach zand (grovere samenstelling) vanuit het ‘normale’ zand. Hugo Ekkelenkamp merkt op dat hij hier enig onderzoek naar gedaan heeft en dat er in de orde van 100 m3 normaal zand nodig is om 1 m3 grof Ecobeach zand te maken Het grove zand kan echter een lossere pakking hebben dan het zand met minder grove samenstelling. Daardoor kan er veel minder dan 100 m³ “normaal” zand nodig zijn om 1 m³ “Ecobeach” zand te creëren. Kan de vergroving van het zand zijn ontstaan door eolisch transport alleen? Is dezelfde vergroving dan ook te vinden in gebieden met eveneens duinaangroei door eolisch transport?
Conclusies met betrekking tot de werking van Ecobeach
Er is een kennisleemte als het gaat om de relatie tussen de verandering van de korrelgrootte en de uitstroom van grondwater en de verandering van de morfologie. Een nieuwe sedimentanalyse 1 of 2 jaar nadat de buizen zijn verwijderd (begin 2011 is de verwijdering geweest) kan meer informatie opleveren over de vergroving van het strand. Kan grondwater een lokaal effect opschalen naar een globaal effect? Door andere stukken kust uitgebreid sedimentologisch te onderzoeken te onderzoeken op grovere fracties met of zonder PEMS kan meer duidelijkheid opleveren over de uniekheid van de vondst van het grovere sediment. Onderzoek naar de ontwikkeling van de korrelgrootte tijdens de test door regelmatig samplen geeft meer duidelijkheid of de vergroving is ontstaan na plaatsing van de PEMS of dat deze reeds aanwezig was. De proef herhalen met een meer diverse proefopstelling, wat betreft de PEMconfiguratie, om de invloed hiervan te onderzoeken. Kan een lokaal effect opschalen naar een grootschalig effect en wat gebeurd er als de ‘trigger’ oftwel de PEMS verwijderd worden, zet het effect dan door? En betekent dit dan dat de kust in een labiele toestand is?
14
Het meten van sedimentveranderingen bij actieve onderdruk kan een vervolgonderzoek zijn. Een hypothese voor de werking kan zijn dat minder bezinking van fijn materiaal door exfiltratie van grondwater een lokaal effect is wat een globaal effect ‘triggert’. Er bestaat een verschil tussen sedimentatie in zoet en zout water. Kan dit een effect hebben op Ecobeach? Hangt de vorm van de korrelverdeling samen met de duur van de test? Verandert de gemiddelde vorm van de korrels gedurende de test? Het is belangrijk het stuk strand bij Ecobeach te blijven monitoren, ook nu de PEMS verwijderd zijn.
Verdere discussie door de hele groep Thomas Vanagt vraagt zich af of iemand van de aanwezigen ooit in Nederland of België een strand is tegengekomen waar een D50-korrelgootte werd aangetroffen die vergelijkbaar is met het Nederlandse Ecobeach teststrand. Niemand van de aanwezigen kan hier positief op reageren. Een opmerking met betrekking tot de ecologie van de kust is dat de ecologie erg afhankelijk is van de morfologie. In grof zand en in een steil strand is de biodiversiteit lager. Bij een zachte kustverdediging gaat het vaak om dat het een natuurlijke kustverdediging is. Minder biodiversiteit is dan misschien niet wenselijk. De aanwezigheid van het grovere zand is geaccepteerd, de vraag is of er een verklaring kan zijn buiten de invloed van Ecobeach. Eén van de hypotheses is de natuurlijke variatie van het strand. Omdat geen goede t=0 meting aanwezig is, kan niet worden aangetoond dat de vergroving heeft plaats gevonden na de installatie van ecobeach. Hugo Ekkelenkamp merkt op dat in 2002 dit grove zand nog niet aanwezig was. Het grovere zand blijft echter wel een zeer opmerkelijke vondst. Een andere hypothese voor de vergroving van het strand zou een verandering van de hydraulische effecten kunnen zijn, wat sedimentatie en erosie beïnvloed. Betere en nauwkeurigere kwantitatieve metingen, vergelijkbaar met de metingen van Jelle-Jan Pieters en Hugo Ekkelenkamp, zijn nodig om verder onderzoek naar de werking van Ecobeach mogelijk te maken. Er wordt nagedacht over een laboratoriumproef met het Ecobeach systeem. Dit idee is nog in een beginstadium. Een generieke modellering van de gedragingen van het grondwater en de invloed van een PEM op deze gedragingen is een de maak. Ecobeach heeft een uitstraaleffect nodig om te kunnen werken. De directe invloed van de PEMS alleen is te klein om grootschalige morfologische veranderingen te veroorzaken. Voor alsnog is het niet te falsificeren, mede door de vondst van ietwat zoet water rond de PEM, dat een lokaal effect een globaal effect kan ‘triggeren’. Deze hypothese blijft staan. De hypotheses van de verdroging van het strand en een ‘shortcut’ door de PEMS onder het strand van grovere lagen blijven staan door gebrek aan gegevens. De vraag blijft waar het restzand blijft wat nodig is om uit 100 m3 ‘normaal’ zand 1 m3 van het grovere ecobeach zand te maken (red: ivm verschillen in pakkingsdichtheid kan dit minder dan 100 m³ zijn).
15 De grootte van het gesuppleerde materiaal is bekend. Het is onwaarschijnlijk dat hier het zeer grove materiaal van ecobeach vandaan is gekomen. Een andere hypothese voor de vondst van het grovere sediment bij ecobeach is direct menselijk ingrijpen, bijvoorbeeld strandtenthouders die met zand schuiven. Bij de ecobeach site zijn echter weinig directe menselijke invloeden waargenomen. Ad van ’t Zelfde sluit de dag af met de conclusie dat verder onderzoek naar de werking van ecobeach nodig en wenselijk is. Verder onderzoek naar de link tussen de morfologie en de werking is nodig. Het nieuwe onderzoek kan zich focussen op de fysische processen achter de werking van ecobeach en naar het effect van de opschaling van een klein lokaal effect rond een PEM naar een groot globaal effect over het hele strand.
16
Bijlage 1: Opmerkingen naar aanleiding van de notulen door Kees van Ruiten (n.a.v. groepsdiscussie, groep 2) Algemeen: Er is in het Deltares onderzoek zuiver naar een statistisch analyse gekeken mbt een mogelijk trendbreuk door Ecobeach in het Strandvolume. Hierbij is geconstateerd dat het bankengedrag veel invloed heeft op de veranderingen van het strand en daarmee valt een te constateren effect van Ecoeach in de natuurlijke dynamiek. Er zijn veel meer factoren van invloed op strandgedrag dan tot nog toe bekend. De definitie van een natuurlijk strand bepaald dan wat ongestoord/homogeen is! Achteraf is gebleken dat het referentie en test gebied minder maagdelijk zijn dan verondersteld. Hierbij zijn in groep 2 de volgende vragen geplaatst: - Wordt bankgedrag landwaarts beinvloed door Ecobeach? - In de actieve zone is grover zand. Is er voldoende kennis om dit aan Ecobeach te koppelen? - Er is verschil in de dominantie van bankgedrag tussen test/ref en Heemskerk/Castricum; de standaard deviatie voor strandvolume is voor alle vakken gelijk. Wat zegt dit over de hypotheses? Er is behoefte aan monitoring na het verwijderen! De vergelijking met Denemarken is buiten beschouwing gelaten. Dit biedt mogelijk meer inzicht in de effecten en hypotheses bij Ecobeach.
17
Bijlage 2: Aantekeningen van groepsdiscussie groep 1, door Jelle-Jan Pieterse Morfologie: Waarom dit gebied gekozen? (Bram Bliek)(omdat Egmond erg veel bestudeerd is in het verleden en de Argus mast staat er) Een geschikt strand zou in Frankrijk kunnen liggen. Hier zijn stranden die relatief weinig verstoord zijn. Marcel Stive: De natuurlijke variaties in de morfologie zijn zo groot dat langer in de tijd onderzoeken van Ecobeach waarschijnlijk geen zin heeft. Korter in de tijd kijken is misschien wel een optie: direct voor en na een storm het strand inmeten en het gedrag van een teststrand en een referentiestrand met elkaar vergelijken. Er is eens 80 km kust vlak voor en vlak na een storm gemonitoord. Wat betreft de reactie op de storm zijn er grote verschillen tussen locaties. De ondergrond, aanwezigheid van goed doorlatende lagen, zou deze verschillen misschien kunnen verklaren. Er wordt gesuggereerd dat een langere meetperiode wel effectief zou kunnen zijn, omdat vergeleken met Denemarken de kust in Nederland langzamer kan reageren, vanwege kleinere sediment transport volumes. Meindert Van: Analyse van de morfologie koppelen met de analyse van het sediment. Een grover strand zou ook steiler moeten worden. Hieromtrent een onderzoeksvraag definiëren. Kijk ook wanneer de vergroving optreedt: is er na een storm een duidelijke vergroving, of gaat het veel geleidelijker? Om de helling van het strand te kunnen analyseren: per Jarkus raai het strandprofiel plotten. Koos Groen: Om meer bewijs te hebben dat de plaatselijk grofheid van het strand in Egmond met Ecobeach te maken heeft zou je nog een 3e stuk (ongestoord) strand aan de Noordzee kunnen bemonsteren op de manier van Hugo. Als hier de natuurlijke variatie veel kleiner is dan die in Egmond, kan je stellen dat het verschijnsel in Egmond echt opvallend is. Koos/Leon/Marcel: Het grovere zand moet dichtbij een PEM eerder worden afgezet dan op grotere afstand van een PEM. Is dit uitstraal effect waar te nemen door één buis te plaatsen en de korrels eromheen dagelijks te monitoren? Meindert/Bram: We moeten uitzoeken welke sedimenttransporten nodig zijn om van de “oorspronkelijke” zeefkrommes naar de huidige zeefkrommes te shiften. Is hier een groot volume aan getransporteerd zand voor nodig? Er passeren grote hoeveelheden zand, waarvan maar een fractie blijft liggen. Meindert Van: Als er fijne fractie verdwijnt, hoeft dit niet per se volledig opgevuld te worden door grove fracties. Een grof strand zou ook een groter porievolume kunnen hebben, met bijbehorende (gunstige) eigenschapsveranderingen. Marcel Stive:
18 Het is opvallend dat de vergroving van het zand ter plaatse van Ecobeach in Nederland een driehoekige vorm heeft (het meest grove zand in het midden van het testvak, de punt van de driehoek, en geleidelijke verfijning richting de grenzen van het testvak), terwijl de vergroving in Denemarken rechthoekig is (overal ter plaatse van het testvak grover materiaal). Ad van ’t Zelfde: Het lijkt erop dat de vergroving in NL nog in ontwikkeling is Koos Groen: Als er een uitstraling is van het PEM effect zou dit over een groot gebied moeten zijn, omdat binnen het PEM gebied in Egmond het effect (vergroving) in het midden het grootst is. Hier zullen dan meer PEM invloed op hebben dan op de randen van het gebied. Marcel Stive: Het effect zou dan ook buiten het testgebied moeten uitstralen Ad van ’t Zelfde: Het zand wordt heen en weer getransporteerd, hierdoor zou ook het midden van het testvak sterker door de PEMs beïnvloed kunnen zijn dan de randen. Het is belangrijk om de exacte locatie van de oude grondmonsters (voor de Ecobeach proef) te weten, omdat het uitmaakt of deze op een bank, voor een bank, op de HWL, onder of boven de HWL enz. genomen zijn. Bram Bliek: Het ontbuisde strand nu goed blijven monitoren. Marcel Stive gelooft in toeval, er moeten nog meer sites bestudeerd worden om dit uit te sluiten, Meindert van vindt dat de geologie nog eens goed bestudeerd moet worden. Omdat een verschil van 100 mu in de korreldiameter niet vaak wordt aangetroffen. Koos Groen: Er moet op andere stranden, waar de diepere geologie geen homogene opbouw vertoont, bemonsterd worden. Kijken of hier ook een opvallende variatie is in de korrels op het strand. Werking van het systeem: Bram Bliek: Hoe kan je met een 2 m lange buis zo´n groot gebied beïnvloeden? Als er een effect is, dan moeten de PEMs met een grotere dichtheid geplaatst worden, zodat er sneller een effect kan worden waargenomen. Koos Groen: Je moet met de PEMs iets triggeren dat zichzelf versterkt Marcel Stive: Er zijn processen in de natuur die als de op gang gebracht zijn zichzelf kunnen versterken (bijv een veranderende loop van een rivier). Welk proces er op kleine schaal door de PEMs wordt opgestart is moeilijk voor te stellen. Bram Bliek: Als er lokaal een vergroving optreedt, die zichzelf versterkt, werkt het dan ook als je een paar vrachtwagens met grof zand op het strand leegkiept? Soms is er van nature grover zand aanwezig, dus het proces van grover worden zou dan al in het verleden in werking moeten zijn gegaan. Het zou een labiel evenwicht zijn. Als er ooit een trigger was geweest, dan moet het vergoven in het verleden al zijn gestart. Meindert Van:
19 Fijn materiaal moet uit het intergetijdengebied verdwijnen: Waaien Spoelen Zoet/zout effecten zoet water zorgt ervoor dat fijn materiaal eerder verloren gaat Bram Bliek Door met actieve onderdruk het proces te versterken kun je misschien beter plaatselijke verschijnselen en invloeden meten. Ad: met actieve onderdruk verstoor je wel de circulatiestroming Marcel Stive: Om een goede hypothese te kunnen stellen over het kleinschalige proces dat de PEMs moet veroorzaken, is voorgesteld door Theo Olsthoorn om een PEM te modelleren. Dhr. Olsthoorn heeft momenteel een generiek model dat voor een afstudeerder omgebouwd zou kunnen worden naar een PEM in het strand. Bram Bliek: Het kan ook zijn dat “iets” het afzinken van de fijne fractie laat afnemen (ipv dat er meer fijn zand verdwijnt) Marcel Stive: Alternatieve hypothese luidt dan: Exfiltratie onder water zorgt er voor dat de fijne fractie nog minder wil bezinken. Hierdoor ontstaat er een grovere sortering. Koos Groen: De kwel bij de LWL kan een erg plaatselijk karakter hebben, dit gevoeld door met blote voeten over de LWL te lopen. Marcel Stive: De gelaagdheid in de ondergrond van het strand heeft een inhomogeen karakter, daarmee zal het verschil ik kwelgedrag te maken hebben. Aan de hand van temperatuursmetingen vanuit de ruimte kunnen kwellocatie worden gelokaliseerd. Deze zeggen iets over de gelaagdheid van het strand. Deze informatie zou gecombineerd moeten worden met het gedrag van het sediment tijdens een storm. Zo kan de invloed van de doorlatendheid van het strand op sedimenttransporten worden geanalyseerd.
