De herziening van de basiskustlijn van Zeeuws- Vlaanderen Een advies, opgesteld naar aanleiding van mijn stageopdracht bij Rijkswaterstaat

Transcriptie

1 TU DELFT, RIJKSWATERSTAAT, WATERSCHAP SCHELDESTROMEN De herziening van de basiskustlijn van Zeeuws- Vlaanderen Een advies, opgesteld naar aanleiding van mijn stageopdracht bij Rijkswaterstaat F.P. Roelse November 2012

2 Voorwoord Vanaf september tot en met november 2012 heb ik stage gelopen bij de Waterdienst van Rijkswaterstaat. Deze meeloopstage vormt een onderdeel van mijn studie Hydraulic Engineering aan de TU Delft. Hoewel Rijkswaterstaat mijn opdrachtgever van de stageopdracht was, heb ik de meeste tijd gewerkt op het kantoor van het Waterschap Scheldestromen in Middelburg. Dit omdat het Waterschap Scheldestromen verantwoordelijk is voor de versterkingsprojecten van Zeeuws-Vlaanderen. Het hoofddoel van deze stage was het opdoen van praktijkervaring en het oriënteren binnen Rijkswaterstaat en het Waterschap Scheldestromen. Daarnaast heb ik een werkopdracht van Rijkswaterstaat gekregen. Deze opdracht bestond uit het opstellen van een advies voor de herziening van de Basiskustlijn van de kust van Zeeuws-Vlaanderen na de versterkingsprojecten in het kader van de Zwakke Schakels. Dit rapport is het eindproduct van deze opdracht. Het rapport is vooral geschreven voor beleidmakers van Rijkswaterstaat en medewerkers van de Waterschappen die betrokken zijn bij de herziening van de Basiskustlijn. Het rapport geeft een advies voor de nieuwe Basiskustlijn van de Herdijkte Zwarte Polder en er is een opzet gemaakt om tot een nieuwe Basiskustlijn bij Cadzand te komen. Om dit rapport te kunnen lezen is enige voorkennis met betrekking tot het kustonderhoud en de Basiskustlijn-methodiek vereist. De afgelopen drie maanden heb ik met veel plezier gewerkt binnen zowel Rijkswaterstaat als het Waterschap Scheldestromen. Dankzij deze stage heb ik een goed beeld weten te vormen van de werkzaamheden die worden verricht binnen beide organisaties. Graag zou ik een aantal mensen willen bedanken voor hun bijdrage aan dit onderzoek. Allereerst gaat mijn dank uit naar Hans van der Sande, Aloys Sponselee en Robbert-Jan Lenselink. De door hen aangeleverde data waren essentieel voor mijn berekeningen. Daarnaast gaat mijn speciale dank uit naar mijn begeleiders Gemma Ramaekers (Rijkswaterstaat), Quirijn Lodder (Rijkswaterstaat) en Adrie Provoost (Waterschap Scheldestromen). De aangeboden begeleiding heb ik als uitstekend ervaren. De feedback naar aanleiding van mijn tussentijds ingeleverde stukken en hun positieve woorden hebben mij gemotiveerd om door te gaan met mijn onderzoek om uiteindelijk tot dit resultaat te komen. Gemma, Quirijn en Adrie: bedankt! Overige persoonlijke bevindingen van mijn stage zijn terug te vinden in mijn eindrapport voor de TU Delft. Frank Roelse, Middelburg, november 2012 i

3 Inhoud Voorwoord... i Samenvatting... iv 1. Inleiding De Basiskustlijn Zwakke Schakels Gebiedsbeschrijving Zeeuws-Vlaamse Kust Kust West-Zeeuws-Vlaanderen en België Morfologie Menselijke handelingen Zandgolven Zeespiegelstijging Dwarsprofielen Methodiek voor een BKL-herziening De TKL- en MKL-berekening Duinafslagberekeningen Toetsing van de BKL en duinafslagberekeningen Gebruikte Methodiek voor een BKL-herziening Slijtlaag en erosie Projecten in Zeeuws-Vlaanderen Nieuwvliet-Groede Principe van het ontwerp Morfologische analyse Conclusies en aanbevelingen Herdijkte Zwarte Polder Principe van het ontwerp Morfologische analyse BKL-berekeningen Conclusies en aanbevelingen Cadzand Principe van het ontwerp Morfologische analyse BKL-Berekeningen Conclusies en aanbevelingen Discussie en Evaluatie Conclusies en aanbevelingen...41 Literatuurlijst Bijlage 1: Volumeverschillen per raai...ii 2. Bijlage 2: Suppletieoverzicht vi 3. Bijlage 3: Ontwerprandvoorwaarden... viii ii

4 4. Bijlage 4: Zandhoeveelheden Zwarte Polder... x 5. Bijlage 5: Driehoeksberekeningen... xi 6. Bijlage 6: Kustsegmenten... xvi 7. Bijlage 7: Koppeling suppletietabellen... xviii iii

5 Samenvatting In oktober 2002 werd bekend gemaakt dat de golfbelasting op de kust groter is dan tot dan toe werd aangenomen. In 2003 werden daarom de zeeweringen langs de Noordzeekust getoetst. Daarbij werd vastgesteld dat deze op tien locaties over twintig jaar niet meer aan de nieuwe veiligheidsnorm zouden voldoen; dit zijn de zogenoemde Zwakke Schakels. Een van die Zwakke Schakels was de kust van Zeeuws-Vlaanderen. In juni 2005 is de kust van Zeeuws-Vlaanderen getoetst door het toenmalige Waterschap Zeeuws-Vlaanderen. In die toetsing is een aantal tekorten geconstateerd. Er waren 5 gebieden waar de dijken of de duinen te zwak waren. Deze vijf deelgebieden moesten versterkt worden. Tussen 2009 en 2015 worden de vijf deelprojecten van de Zwakke Schakel Zeeuws- Vlaanderen versterkt. Bij drie van deze versterkingsprojecten vindt een zeewaartse versterking plaats. Om deze versterking te kunnen onderhouden moet de Basiskustlijn (BKL) op deze drie locaties zeewaarts worden verplaatst. Het gaat daarbij om de deelprojecten van Nieuwvliet-Groede, de Herdijkte Zwarte Polder en Cadzand. In dit rapport wordt een advies gegeven voor de herziening van de Basiskustlijn op deze locaties. Het versterkingsproject van Nieuwvliet-Groede is in juni 2010 afgerond. Op deze locatie is in 2012 een nieuwe Basiskustlijn vastgesteld. De gebruikte methodiek van deze herziening is overgenomen als leidraad voor dit rapport. Vervolgens is voor het project bij de Herdijkte Zwarte Polder (afgerond in mei 2011) op dezelfde manier een nieuwe BKL opgesteld. En tot slot is voor Cadzand een begin gemaakt met de herziening van de BKL, maar omdat dit project nog in de ontwerpfase zit is het onmogelijk een definitief advies voor deze locatie te geven. Uit de berekeningen en de metingen die zijn uitgevoerd bij de Herdijkte Zwarte Polder kort na de versterking kwam naar voren dat de methodiek zoals is toegepast bij Nieuwvliet-Groede enigszins aangepast dient te worden. Dit komt door de hevige erosie die kort na het versterkingsproject optreedt. Mijn advies voor die locatie is dan ook niet het handhaven van het ontwerpprofiel, maar dit ontwerpprofiel enigszins los te laten. Op die manier kan de onderhoudsinspanning van het desbetreffende kustgebied wat verkleind worden. Vervolgens kan in de toekomst de BKL in stappen worden verschoven waardoor de kust steeds voldoet aan de veiligheidseisen die op dat moment gesteld kunnen worden. Voor het project bij Cadzand kan de methodiek van Nieuwvliet-Groede ook weer worden toegepast. Het is echter mogelijk dat grotere erosie plaats vindt dan in eerste instantie wordt verwacht. Daarom is het monitoren van de versterking erg belangrijk en er wordt aangeraden enkele jaren na de versterking pas een BKL vast te stellen. Omdat pas na enkele jaren duidelijk wordt wat de morfologische respons op de kustversterking is. iv

6 1. Inleiding 1.1 De Basiskustlijn In 1990 is gekozen voor het dynamisch handhaven van de kustlijn. Dat betekent de bestrijding van de structurele kustachteruitgang langs de gehele Nederlandse kust, op de uiteinden van enkele Waddeneilanden en (delen van) de harde zeekeringen na. De ligging van de Basiskustlijn (BKL) is daarvoor maatgevend. De BKL is dus de norm voor de te handhaven kustlijn. De kustlijn wordt jaarlijks aan deze norm getoetst. Als bij de toetsing blijkt dat de norm is overschreden of dreigt te worden overschreden, volgt indien nodig een ingreep. Een dergelijk ingreep houdt doorgaans een zandsuppletie in. De toenmalige minister van Verkeer en Waterstaat heeft de ligging van de BKL in 1993 vastgesteld. Daaraan is de ontwikkeling voorafgegaan van een methode om de ligging van de BKL te bepalen (zie hoofdstuk 3). De Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen heeft eind 1991 ingestemd met de methodiek en in 1992 hebben de POK s (Provinciaal Overlegorgaan Kust) advies gegeven over de ligging van de BKL in hun regio. Vervolgens is de BKL in 2001 per provincie geëvalueerd. Naar aanleiding van deze evaluatie is de BKL in Noord-Holland en Zeeland aangepast en voor Zeeuws Vlaanderen vastgesteld. De herziene BKL 2001 wordt sinds de toetsing van 2002 gebruikt en is in 2003 formeel vastgesteld. In 2011 is gestart met de beschouwing of de BKL moet worden herzien als gevolg van de kustversterkingen in het kader van het hoogwaterbeschermings-programma. Dit teneinde reeds uitgevoerde zandige zeewaartse kustversterkingen tijdig te kunnen onderhouden. Tevens is gekeken naar locaties waar de BKL positie vanuit morfologisch oogpunt moet worden herzien. In 2012 is de Basiskustlijn 2012 vastgesteld door de Staatsecretaris. 1.2 Zwakke Schakels Na de realisatie van het Deltaplan leek de kust van West Zeeuws-Vlaanderen veilig te zijn. De Zeeuwse kust moet bestand zijn tegen extreme stormen op zee, die zich met een kans van gemiddeld eens in de 4000 jaar voordoen. In het najaar van 2002 bleek dat de toestand van de kust minder veilig is dan uit eerdere studies naar voren kwam. De Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen maakte in oktober 2002 bekend dat de golfbelasting op de kust groter is dan tot dan toe werd aangenomen. In 2006 werden daarom de zeeweringen langs de Noordzeekust getoetst. Daarbij werd vastgesteld dat deze op tien locaties over twintig jaar niet meer aan de nieuwe geldende veiligheidsnorm zouden voldoen; dit zijn de zogenoemde prioritaire Zwakke Schakels. Een van die Zwakke Schakels was de kust van Zeeuws-Vlaanderen. In juni 2005 is de kust van Zeeuws-Vlaanderen getoetst door het toenmalige Waterschap Zeeuws- Vlaanderen. In die toetsing is een aantal tekorten geconstateerd. Er waren 5 gebieden waar de dijken of de duinen te zwak waren. Daarnaast waren enkele aansluitingen tussen de duinen en de dijken in de kust van West Zeeuws-Vlaanderen niet veilig genoeg. DHV(2007) Deze afgekeurde waterkeringen en Zwakke Schakels zijn opgenomen in het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP-2), dat in 2007 startte. Dit 1

7 subsidieprogramma bevat maatregelen die de waterkeringbeheerders nemen om de waterkeringen weer aan de geldende wettelijke veiligheidsnormen te laten voldoen. 1 De Zwakke Schakel van west Zeeuws-Vlaanderen loopt van Breskens tot aan het Zwin. De vijf deelgebieden van deze Zwakke Schakel zijn: Nieuwvliet-Groede, Herdijkte Zwarte Polder, Breskens, Cadzand en Waterdunen (zie Figuur 1). De versterkingsprojecten worden ontworpen met een tijdshorizon van 50 jaar en met stormcondities van een storm die gemiddeld eens in de 4000 jaar voorkomt. De projecten van Nieuwvliet- Groede, Breskens en de Herdijkte Zwarte Polder zijn reeds afgerond (2012). In 2015 moeten de projecten van Cadzand en Waterdunen afgerond zijn. Op de locaties Cadzand, Herdijkte Zwarte Polder en Nieuwvliet-Groede vindt een zeewaartse versterking plaats. Deze projecten behoeven dus een herziening van de BKL zodat de versterkingen in de toekomst worden onderhouden. Figuur 1: De vijf deelgebieden van de Zwakke Schakel van Zeeuws-Vlaanderen ( 1 ex.aspx 2

8 2. Gebiedsbeschrijving Zeeuws-Vlaamse Kust Om tot een goede BKL-herziening te komen voor de Zwakke Schakel van West Zeeuws- Vlaanderen moet het grotere kustsysteem in kaart worden gebracht. In dit hoofdstuk wordt daarom eerst uitgezoomd tot de monding van de Westerschelde. Daarna worden de morfologische invloeden op de kust van Zeeuws-Vlaanderen beschreven. Vervolgens wordt weer wat verder ingezoomd op de kust van Zeeuws-Vlaanderen zodat ook lokaal de morfologische processen kunnen worden omschreven. 2.1 Kust West-Zeeuws-Vlaanderen en België De kustlijn van Zeeuws-Vlaanderen vormt de zuidelijke begrenzing van de monding van de Westerschelde. Bij de beschouwing van de morfologie van de kust hoort dan ook een beschouwing van het mondinggebied. De kustlijn ligt in het verlengde van de Vlaamse kustlijn. In deze kustlijn vormen de haven van Zeebrugge,het natuurgebied Het Zwin en de Verdronken Zwarte Polder onderbrekingen (Figuur 2). De haven van Zeebrugge is in de huidige situatie, met twee lange havendammen en een vaargeul die door baggeren op diepte wordt gehouden, een zeer effectieve barrière voor sedimenttransport langs de kust. Voor de kust in de Westerscheldemonding (zie Figuur 2) loopt de geul Wielingen. Ten westen van de Belgisch-Nederlandse grens ligt de ondiepte Paardenmarkt, die van de kust gescheiden werd door de getijdegeul Appelzak. Alkyon (2007b) Figuur 2: overzicht Westerscheldemonding, Alkyon (2007b) Het deelgebied kust van België en Zeeuws Vlaanderen omvat het gebied ingesloten door de Wielingen, de kusten van België en Zeeuws Vlaanderen en de Pas van het Zand (zie Figuur 2). Het gebied is in het verleden sterk beïnvloed door de aanleg (1906) en de uitbreiding (1986) van de Haven van Zeebrugge. Momenteel wordt de ontwikkeling van het gebied sterk gestuurd door de baggerwerkzaamheden om de vaargeul (Wielingen) en de haven van Zeebrugge te onderhouden. Voor de aanleg van de haven van Zeebrugge liep langs de Belgisch-Nederlandse kust een vloedgeul, de Appelzak. Door aanleg van de havendammen is de vloedstroom onderbroken. Tegenwoordig is de Appelzak ebgedomineerd en loopt de geul alleen langs het Belgische deel van de kust. De resterende ebgeul langs de Nederlandse kust was tot uitbreiding van de haven van 3

9 Zeebrugge aan sedimentatie onderhevig. Een groot deel van de suppleties op de Belgische kust kwam in de Appelzak terecht. Na uitbreiding van de haven van Zeebrugge is de geul gaan eroderen. Het sediment dat vrijkomt uit de haven van Zeebrugge en de vaargeul wordt deels gestort op de Paardenmarkt. Het grofste materiaal blijft op de Paardenmarkt achter die daardoor in hoogte toeneemt en uitbreidt in noordelijke en oostelijke richting. Een deel van het geërodeerde stortmateriaal wordt in noordoostelijke richting getransporteerd en veroorzaakt een verondieping van de zuidflank van de Wielingen. Tevens komt een deel van het sediment in de Appelzak terecht. Dit sediment wordt onder normale omstandigheden in zuidwestelijke richting getransporteerd wat resulteert in aanzanding van het gebied direct ten oosten van de havendammen van de haven van Zeebrugge. Tijdens stormcondities wordt sediment via de brandingstroom over strand en vooroever in noordoostelijke richting getransporteerd (Haecon, 1999). Langs de kust loopt een opgewekte brandingstroom in noordoostelijke richting. Het Zwin is aan het verlanden, gevoed door deze brandingstroom. Dit proces is al eeuwen aan de gang. Het verlandingsproces is aanvankelijk vertraagd door de aanleg van de strandhoofden, doch later weer versterkt door de zandsuppleties langs de Belgische kust. Tegenwoordig vormt het Zwin geen barrière meer voor het brandingstransport omdat deze slufter in een vergevorderd stadium van verlanding verkeert. (Kornman, 2000) De Belgische kust is aan erosie onderhevig. Om deze erosie te compenseren zijn veel strandsuppleties uitgevoerd. De meeste suppleties zijn uitgevoerd in samenhang met de uitbreiding van de haven van Zeebrugge en eroderen in de meeste gevallen snel. Een groot deel van het zand komt in de Appelzak terecht. Uit de waargenomen verdieping van de Appelzak in de periode blijkt dat het zand er niet blijft liggen. 2.2 Morfologie Om de BKL dusdanig te plaatsen dat deze goed te onderhouden is, is een morfologische voorspelling gewenst. Aan de hand van deze voorspelling kan de te verwachten erosie of sedimentatie in kaart worden gebracht en vervolgens kan daarop de BKL worden aangepast. Aannames over mogelijk toekomstig menselijk handelen (suppleties of kustbescherming) en over natuurlijke processen als zeespiegelstijging en zandgolven zijn noodzakelijk voor het maken van een morfologische voorspelling. Daarnaast speelt de bodemligging een belangrijke rol. De aanwezigheid van geulen speelt een rol in de morfologie maar ook de helling van het kustprofiel heeft invloed. Voor de kust van Zeeuws-Vlaanderen komen geen zandbanken voor. Al deze elementen worden beschreven in onderstaande paragrafen. Voor de morfologische analyse kan data uit het verleden gebruikt worden zoals de volumeveranderingen in de raaien (bijlage 1). Bij morfologische processen spelen verschillende ruimte- en tijdschalen een rol. Suppleties worden vaak op relatief kleine ruimte- en tijdschaal toegepast. Ze kunnen echter ook grote invloed hebben over een grotere ruimte- en tijdschaal. Veel natuurlijke processen vinden plaats op grotere tijd- en ruimteschaal. Maar deze processen kunnen ook grote invloed hebben op de plaatselijke morfologie. Bij de BKL herziening moet enerzijds rekening met de korte termijn worden gehouden, welke gevolgen heeft een zeewaartse versterking op de morfologie. Anderzijds moet rekening worden gehouden met de langere termijn. Hierbij kan gedacht worden aan het implementeren van de zandgolven en de zeespiegelstijging. 4

10 2.2.1 Menselijke handelingen Menselijke handelingen kunnen grote invloed hebben op de morfologische ontwikkelingen van een gebied. Voorbeelden zijn de strandhoofden (strekdammen met paalrijen en kopbestorting) die in het verleden zijn geplaatst, deze hoofden houden lokaal het zand vast. Verder hebben de strekdammen van de haven van Zeebrugge grote invloed op de morfologie van de kust van Zeeuws-Vlaanderen, deze grote constructies hebben een grotere invloedsfeer omdat ze ver zeewaarts uitsteken en zo het langstransport vrijwel volledig onderbreken. Naast deze harde waterbouwkundige werken worden vanaf 1990 op plaatsen waar erosie plaats vindt suppleties aangebracht. Deze suppleties zullen in eerste instantie de erosie compenseren, maar later zal er naar verwachting een versnelde erosie plaatsvinden omdat het nieuwe kustprofiel weer richting een nieuw evenwicht gaat. Als het nieuwe evenwichtsprofiel bijna bereikt is, is de verwachting dat de erosie weer af zal nemen. De meeste suppleties hebben slechts tijdelijk grote invloed, omdat de natuur een nieuw evenwicht probeert in te stellen. Een overzicht van de suppleties die zijn uitgevoerd in het verleden is te vinden in bijlage 2. Een lokaal geplaatste suppletie of versterking zal werken als een bolwerk in de kust. Dit betekent dat naast een herverdeling van het zand in het dwarsprofiel (loodrecht op de kust), ook een herverdeling van het zand in langsrichting optreedt (Figuur 3). Hierdoor zal een lokale suppletie (zoals een lokale duinverzwaring) eroderen. Deze erosie in langsrichting zal in het begin snel gaan omdat het aangebrachte zand ver van het natuurlijke evenwicht van de originele kustlijn afligt. Vervolgens zal deze erosie afnemen omdat de kustlijn steeds dichter bij de evenwichtskustlijn komt. Een te lokale kustversterking in zand, bijvoorbeeld bij slechts een paar raaien, heeft daarom niet veel zin. Het is beter om de gehele kust in een bepaald gebied geleidelijk uit te bouwen zodat niet ver van de vorm van de originele kustlijn wordt afgeweken en de erosie beperkt blijft. De manier van geleidelijke kustuitbouw is daarom beter te onderhouden. Een voorbeeld van een project waarbij een hele kustboog is versterkt is het project bij Nieuwvliet-Groede. Figuur 3: schematisch bovenaanzicht van een lokale kustversterking met de ontwikkeling na enkele jaren. Volgens Kornman(2000) is om de haven van Zeebrugge toegankelijk te houden de haven en de toegangsgeul vaak uitgediept. Het baggermateriaal is vervolgens gestort op de Paardenmarkt. Dit heeft als gevolg dat de Paardenmarkt ondieper wordt waardoor de golven breken. Zo wordt de Belgische kust beschermd tegen golfaanval. Door deze verminderde golfaanval kan de brandingstroming kleiner worden, dit kan weer als gevolg 5

11 hebben dat er minder onderhoud nodig is voor de kust van Zeeuws-Vlaanderen. Omdat het onduidelijk is of deze stortingen door gaan in de toekomst en welke invloed de stortingen precies hebben op de kust van Zeeuws Vlaanderen wordt dit niet meegenomen in de BKL-herziening Zandgolven Langs veel noordelijk georiënteerde kusten in Nederland lopen zandgolven, ook bij de kust van Zeeuws Vlaanderen is dit het geval. Deze zandgolven zijn een natuurlijk fenomeen en zorgen voor een afwisselend patroon in sedimentatie en erosie langs de kust. De golven hebben een periode van ongeveer 100 tot 150 jaar en verplaatsen met een snelheid van ongeveer 100 meter per jaar. De zandgolven lopen van west naar oost langs de kust van Zeeuws-Vlaanderen. Door het zandgolfmechanisme wisselen erosie en aanzanding elkaar af. Voor het kustvak Zeeuws-Vlaanderen is de erosie en aanzanding die kan optreden als gevolg van een zandgolf visueel weergegeven in Figuur 4. De afbeelding geeft aan of er erosie of aanzanding plaats vindt op een bepaalde locatie in een bepaald jaar als gevolg van de zandgolven. Omdat er de snelheid waarmee de zandgolf zich verplaatst langs de kust niet nauwkeurig bekend is, wordt de onzekerheid over de locatie van de zandgolf in de toekomst groter. Dit wordt aangegeven met de gele vlakken in de figuur. In vakgebieden waar niet of nauwelijks wordt gesuppleerd zouden de trends van erosie of aanzanding te zien moeten zijn. In het gebied van Zeeuws-Vlaanderen is vanaf de jaren negentig dusdanig veel gesuppleerd dat het zandgolfmechanisme niet is terug te vinden in de data. In bijlage 1 is een soortgelijke trend als in Figuur 4 niet terug te vinden. De tabellen van bijlage 1 worden voornamelijk gedomineerd door de suppleties. Figuur 4: Patroon van mogelijke periodieke aanzanding en erosie als gevolg van zandgolven voor de kust van Zeeuws Vlaanderen. 6

12 Figuur 5: Zandgolfgrafiek Zeeuws-Vlaanderen. Roelse en Maranus (1988). De kwaliteit van deze afbeelding is niet optimaal, maar de diagonalen die te zien zijn in Figuur 4 zijn ook in deze afbeelding globaal terug te zien. Menselijke handelingen zoals de uitbouw van de haven van Zeebrugge in 1985 en de stortingen in de Appelzak hebben invloed op het zandgolfmechanisme. Door de uitbouw is de stroming in de Appelzak veranderd, hierdoor is ook de zandgolf veranderd. De effecten van deze aanbouw op de zandgolven zijn niet geheel duidelijk, er wordt zelfs gesuggereerd dat de zandgolfbeweging volledig is gestopt (zie Tekstvak 1). Tekstvak 1: Gevolgen van menselijke handelingen op de zandgolf. Lambeek, 1991 Op grond van bovenstaande processen en ontwikkelingen is er weinig bekend over de huidige zandgolven van Zeeuws-Vlaanderen. Daarbij zijn de zandgolven moeilijk waarneembaar door de vele suppleties die hebben plaatsgevonden in het verleden. Daarom is besloten om in deze herziening van de BKL de invloed van de zandgolven niet mee te nemen. Als in de toekomst meer bekend is over de zandgolven is het aan te raden om de invloed hiervan toch mee te nemen in de BKL-herziening Zeespiegelstijging Zeespiegelstijging kan leiden tot een terugtrekking (en dus ook erosie) van de kustlijn. Het eerste en bekendste model dat een afname van de kustlijn relateert aan de zeespiegelstijging is opgezet door Bruun (1962). De gedachte achter het Bruun-effect is geïllustreerd in Figuur 6. Het model gaat er van uit dat door de zeespiegelstijging een nieuw evenwichtsprofiel ontstaat. Dit profiel heeft dezelfde vorm als het oude evenwichtsprofiel maar verplaatst landwaarts en naar boven. Komar (1998) 7

13 De Bruun-regel volgt uit een tweedimensionale balansvergelijking en gaat uit van de volgende punten: 1. Het strand en een deel van de vooroever erodeert als gevolg van een landwaartse verschuiving van het evenwichtsprofiel. 2. Het geërodeerde zand van het strand en vooroever wordt direct getransporteerd naar de diepere vooroever en slaat daar weer neer, zodat het volume van het geërodeerde deel gelijk is aan het volume van de aanzanding. 3. De verticale verschuiving van de bodem is even groot als de zeespiegelstijging, de waterdiepte van de vooroever blijft dus constant. Aan de hand van deze aannames heeft Bruun de volgende relatie afgeleid: L* R S B h Met : * R terugtrekking kust [ m] L afstnd tot waterdiepte h [ m] * * B hoogte van afslagpunt t. o. v. gem. zeespiegel [ m] h dieptetot waar het zand aanzand [ m] * S zeespiegelstijging [ m] Deze relatie kan worden herschreven tot: 1 R S tan Met : tan gemiddelde helling profiel [ ] Figuur 6: Bruun-effect Als een gemiddeld talud van tussen de 1:20 en 1:30 van het strand en de vooroever wordt aangenomen en een zeespiegelstijging van 0,30m tot 2050 komt de terugtrekking van de kustlijn dus uit op ongeveer 6 tot 9 meter. Dit kan in het kader van veiligheid ongewenst zijn. Daarom moet er in zand aan het kustprofiel toegevoegd worden zodat deze achteruitgang kan worden tegen gegaan. De hoeveelheid zand die hiervoor nodig is kan grofweg geschat worden door de actieve lengte L * te vermenigvuldigen met de 8

14 zeespiegelstijging. Met L * ordegrootte van honderd meter en een zeespiegelstijging van 0,30m tot 2050, zal het benodigde zand dus enkele tientallen m 3 /m tot 2050 bevatten. Dit zand moet beschikbaar zijn in het duin en kan met suppleties worden aangebracht. Het Bruun-effect zorgt dus voor een extra jaarlijkse volumevraag. Deze vraag lijkt erg klein maar als men een groot systeem bekijkt, bijvoorbeeld de gehele Nederlandse kust, wordt het toch een significantie hoeveelheid. Met deze volumevraag als het gevolg van de zeespiegelstijging wordt rekening gehouden binnen het suppletieprogramma. Voor deze BKL-herziening wordt niet direct rekening gehouden met het Bruun-effect. In de ontwerpberekeningen is echter wel rekening gehouden met de zeespiegelstijging tot Als de BKL wordt berekend volgens de methode die gegeven is in hoofdstuk 3 wordt er dus toch indirect rekening gehouden met een zeespiegelstijging Dwarsprofielen Het project Zwakke Schakel West Zeeuws-Vlaanderen bestaat uit een vijftal deelgebieden, namelijk van west naar oost: Cadzand-Bad, Herdijkte Zwarte Polder, Nieuwvliet-Groede, Waterdunen, en Breskens (zie Figuur 7). Figuur 7: Overzicht Zwakke Schakels West Zeeuws-Vlaanderen (bron: Langs de kust van Zeeuws-Vlaanderen komen verschillende soorten dwarsprofielen voor. De vorm van het dwarsprofiel voor verschillende segmenten van de kust is van belang voor de morfologie van de kust. Belangrijke aspecten van het dwarsprofiel zijn bijvoorbeeld de helling van het profiel, de breedte tot de vooroever en de eventueel aanwezige geulen. Het gebied vanaf de jachthaven van Breskens tot het Zwin is morfologisch gezien een van de meest interessante locaties van de Nederlandse kust, vanwege de relatief brede stranden (ca. 300m), de variatie in de langs- en dwarsrichting en de verschillende strandhoofden. Op grond van deze verschillen kunnen een aantal kustsegmenten worden onderscheiden (zie tekstvak 2). Voor de verschillende versterkingsprojecten kunnen deze eigenschappen van de segmenten gebruikt worden voor de morfologische analyse. 9

15 Tekstvak 2: kustsegmenten Zeeuws Vlaanderen. Alkyon (2007b) 10

16 3. Methodiek voor een BKL-herziening 3.1 De TKL- en MKL-berekening Elk jaar kijkt Rijkswaterstaat aan de hand van de jaarlijkse kustmetingen (JARKUS) en de trend van de afgelopen jaren (maximaal tien jaar) of de kust voldoet aan de norm (de BKL). Met deze jaarlijkse toetsing signaleert Rijkswaterstaat tijdig een structurele kustachteruitgang langs de Nederlandse kust. Ieder jaar wordt voor elke raai de positie van de Momentane KustLijn (MKL) berekend uit de ligging van het strand en het bovenste gedeelte van de vooroever. De zogenaamde BKL-rekenschijf ligt rond de Gemiddelde Laag Waterlijn (GLW) (zie gele vlak in Figuur 8). Dat is vanaf de duinvoet (op NAP +3m) tot ongeveer enkele meters beneden NAP (voor Zeeuws-Vlaanderen: NAP -6.8m). Met behulp van de formule onderaan Figuur 8 kan de MKL van het betreffende jaar worden berekend. (Rijkswaterstaat (2012), Kustlijnkaartenboek) Figuur 8: BKL schijf met de MKL-formule. Rijkswaterstaat (2012) Over de laatste jaren wordt de lineaire trend in de kustlijnligging bepaald, dit wordt gedaan door een trend te zoeken in de MKL-locaties van maximaal de afgelopen 10 jaar (zie Figuur 9). Uit deze trend is de ligging van de te Toetsen KustLijn (TKL) af te leiden, door de trendlijn door te trekken naar het te toetsen jaar. De TKL wordt aangegeven in meters ten opzichte van de rijksstrandpalenlijn (RSP-lijn). Een vergelijking tussen de TKL en BKL bepaalt of aan de norm wordt voldaan. Aan de hand van deze toetsingsresultaten bepaalt Rijkswaterstaat voor welke kustvakken een zandsuppletie wellicht nodig is. Op basis van deze toetsing, de kennis van het grootschalige kustsysteem en de zandvoorraden komt het suppletieprogramma tot stand. 11

17 Figuur 9: Schematisatie van een TKL berekening. Rijkswaterstaat (2012) 3.2 Duinafslagberekeningen De ontwerpen van de versterkingsprojecten van Nieuwvliet-Groede, Herdijkte Zwarte Polder en Cadzand zijn deels gedimensioneerd op duinafslagberekeningen. Deze berekeningen zijn gemaakt volgens de methodiek die is beschreven in het Technisch Rapport Duinafslag (TRDA2006). Bij 'duinen als waterkering' gaat het er om dat duinen, net als een 'gewone' dijk, ook als (primaire) waterkering fungeren. Tijdens dagelijkse omstandigheden lijkt het er vaak op dat de duinen (landwaarts van de duinvoet) niet deelnemen aan de dan optredende (hydraulische) kustprocessen. Het zeewater en de golven bereiken de duinen niet. Er wordt slechts door aanlandige wind wellicht wat zand van het strand de duinen in geblazen. De duinvoet markeert de overgang tussen het vaak flauwe droge strand (helling droge strand ongeveer 1:20) en het veel steilere duinbeloop (helling ongeveer 1:3). De bedoelde overgang is vaak geleidelijk; daardoor is de precieze plaats en hoogte van de duinvoet soms niet zo duidelijk aan te geven. De hoogteligging van de duinvoet wordt echter gewoonlijk langs de Nederlandse kust op het niveau van NAP +3 m gedacht aanwezig te zijn. Tijdens zware stormen op zee worden veel hogere golven dan 'normaal' opgewekt, en ook wordt dan door de wind het zeewater tegen onze kust opgestuwd. Vooral tijdens stormen uit noordelijke richtingen kan de zogenaamde stormopzet grote waarden bereiken (enkele meters verhoging van het gemiddelde zeeniveau). Deze stormopzet, samen met het astronomisch getij, kan er toe leiden dat de waterstand op zee (ruim) boven het niveau van de duinvoet uitkomt. Deze (tijdelijke) hoge waterstanden en de dan voorkomende zeer hoge golven tasten de duinen aan. Zand wordt van de duinen naar dieper water afgevoerd; het duinfront schrijdt in landwaartse richting terug (zie Figuur 10). Als de waterstand weer daalt, stopt het duinafslagproces. Een zeer steil afgeslagen duinfront resteert (vaak zelfs steiler dan 1:1), met een in dit geval zeer scherpe overgang naar het strand. De hoogte van deze overgang hangt nauw samen met de maximaal bereikte waterstand tijdens de stormvloed. De mate van duinafslag (de uiteindelijke terugschrijding van het duinfront) hangt uiteraard af van de zwaarte van de stormomstandigheden. 12

18 Figuur 10: Schematisatie van een duinafslagprofiel volgens het duros+ model Bij een juist 'veilig' duin treedt er nog net geen doorbraak op onder de gestelde ontwerpomstandigheden. Er zal dan dus geen doorbraak bij ontwerpomstandigheden plaatsvinden. Ook een 'veilig' duin kan dan dus nog doorbreken bij omstandigheden die zwaarder zijn dan de ontwerpomstandigheden. Absolute veiligheid bestaat in dit verband dus niet. Bij een duin dat precies aan de 'veiligheidseisen' voldoet, is er dus een punt in het veld aan te geven tot hoever de duinafslag mag' voortschrijden opdat er nog net geen doorbraak zal optreden. De bedoelde mate van duinafslag kan echter op veel verschillende manieren worden bereikt. Er is dus niet één enkele combinatie van parameters aan te geven die 'verantwoordelijk' is voor het bereiken van de maatgevende duinafslag. (Alkyon, 2007a) 3.3 Toetsing van de BKL en duinafslagberekeningen In het verleden werden de berekeningen voor de MKL en duinafslagmodellen gemaakt met behulp van het softwareprogramma Winkust. Ook de ontwerpberekeningen van de projecten van Zeeuws-Vlaanderen zijn met behulp van dit softwareprogramma gemaakt. Tegenwoordig kunnen deze berekeningen gemaakt worden met het nieuwe softwareprogramma MorphAn. Het programma biedt ook de mogelijkheid om volumes in een kustprofiel te bepalen. MorphAn biedt de mogelijkheid om gegevens van verschillende formaten te importeren. De software besteedt bijzondere aandacht aan de data die uit de Jarkus-metkingen komt (.jrk-bestanden). Een overzicht van de ontwikkeling in de tijd van een profiel of een meer gedetailleerd beeld van de feitelijke metingen kan visueel worden weergegeven, bijvoorbeeld door middel van een transect comparison plot zoals te zien is in Figuur 12. Het software programma geeft een grafische presentatie van de berekeningsresultaten van duinafslag volgens het Duros+model (zie ook Figuur 10) of D++model (zie Figuur 11). MorphAn biedt ook de mogelijkheid om MKL en TKL te berekenen en te visualiseren (Figuur 13). (Lodder en van Geer, 2012). Tijdens mijn stage heb ik veelvuldig gebruik gemaakt van het programma MorphAn. De duinafslagberekeningen, volumeberekeningen, Jarkus-plots en MKLberekeningen zijn allemaal met MorphAn berekend. 13

19 Figuur 11: Visualisatie duinafslagberekening met MorphAn Figuur 12: Transect Comparison plot uit MorphAn Figuur 13: visualisatie van een MKL-berekening met MorphAn 3.2 Gebruikte Methodiek voor een BKL-herziening Bij het versterkingsproject van Nieuwvliet-Groede is de kustlijn ongeveer 50 meter zeewaarts verplaatst. Na deze versterking is in 2012 een nieuwe BKL in dit gebied vastgesteld. De methodiek die bij deze herziening is gebruikt wordt in dit hoofdstuk uitgewerkt. Vervolgens is de methodiek toegepast op de projecten van de Herdijkte Zwarte Polder en Cadzand. 14

20 Voor de BKL-herziening van Nieuwvliet-Groede zijn eerst de ontwerpprofielen van alle versterkte raaien ingevoerd als Jarkus-bestand in MorphAn. Vervolgens is voor elke raai de MKL van dit ontwerpprofiel bepaald. Figuur 14 laat zien hoe een ontwerpprofiel in MorphAn er uit ziet, in deze figuur is de BKL-rekenschijf aangegeven met de blauwe kleur. De locatie van de MKL2050 is aangegeven met de blauwe stippellijn. Deze MKL wordt de MKL2050 genoemd, omdat het gaat om een ontwerpprofiel met de randvoorwaarden voor het jaar 2050 (zie bijlage 3). Deze MKL2050 kan op alle versterkte locaties worden berekend, zo ontstaat de nieuwe BKL. Door de nieuwe BKL op de locatie van de MKL2050 te plaatsen zal het ontwerpprofiel onderhouden worden. In paragraaf 4.1 is de BKL-herziening met betrekking tot het project Nieuwvliet-Groede verder uitgewerkt. Figuur 14: Bepaling van de MKL2050 voor raai Slijtlaag en erosie Om te voorkomen dat de MKL na de versterking direct op de nieuwe BKL komt te liggen is bij de uitvoering van de versterking een slijtlaag aangebracht. Deze slijtlaag wordt dus nog bovenop het ontwerpprofiel geplaatst waardoor de MKL direct na de versterking zeewaarts van de nieuwe BKL komt te liggen. Een theoretische verschuiving van de BKL en de MKL na een versterking is, door middel van een schematisatie, weergegeven in Figuur 15. In deze schematisatie is de verplaatsing van de BKL en de MKL van een fictieve raai te zien. De slijtlaag is gedimensioneerd op een levensduur van 4 jaar, zodat na 4 jaar opnieuw gesuppleerd moet worden. Zo ontstaat een MKL-verloop in de vorm van een zaagtand. 15

21 Figuur 15: schematisatie van de BKL verplaatsing na een versterking in 2010 In werkelijkheid zal de initiële erosie direct na de versterking vermoedelijk sterk zijn. Deze sterke erosie zal na verwachting afnemen in de tijd. Dit komt doordat het nieuwe profiel weer richting een nieuw evenwicht gaat. Hoe dichter het profiel bij het evenwichtsprofiel komt hoe kleiner de erosie wordt. Door deze variabele erosie na de versterking zal de zaagtandvorm van Figuur 15 veranderen, waarschijnlijk zal het patroon in werkelijkheid meer lijken op het patroon zoals is weergegeven in de schematisatie van Figuur 16. Figuur 16: schematisatie van een versterking met een afnemende erosie van de slijtlaag (Alkyon 2007b) Als na een aantal jaar de slijtlaag volledig is verdwenen zal het ontwerpprofiel bereikt worden. Omdat de nieuwe BKL is gebaseerd op dit profiel zal de toetsing aangeven dat er weer gesuppleerd moet worden. De slijtlaag die is aangebracht moet de erosie van de eerste hersuppletieperiode dus opvangen. De inhoud van deze slijtlaag kan berekend worden aan de hand van de volumeverliezen die in het verleden na suppleties zijn opgetreden. De inhoud van de slijtlaag kan maar met een beperkte nauwkeurigheid 16

22 worden berekend, omdat iedere suppletie weer anders reageert doordat de lokale morfologische randvoorwaarden zijn veranderd. Het is daarom erg belangrijk dat de erosie na de versterking goed wordt gemonitoord, zodat een te snelle erosie kan worden opgevangen met een vervroegde suppletie. Deze monitoring kan worden vervuld door de interpretatie van de reguliere Jarkus-metingen. Daarnaast worden er na versterkingen vaak extra Jarkus-metingen gedaan, bijvoorbeeld een extra meting in het najaar. Voor deze extra metingen worden ook vaak extra raaien toegevoegd, zodat een gedetailleerder beeld van de morfologische respons kan worden gemaakt. Verder kunnen bijvoorbeeld extra multibeam metingen gedaan worden. De data uit deze metingen kan gebruikt worden voor de monitoring van de kustversterking. Als de methodiek voor de herziening van een BKL volledig wordt aangehouden zoals in dit hoofdstuk wordt beschreven zal de BKL dus komen te liggen op de locatie van het ontwerpprofiel. In de praktijk zou het echter voor kunnen komen dat een BKL op die locatie niet goed te onderhouden is, omdat er te grote erosie plaats vindt. Het is daarom van belang dat voor een BKL-herziening een morfologische analyse van het gebied wordt gemaakt, zodat er rekening kan worden gehouden met de te verwachten erosie. Ook dient er rekening te worden gehouden met lokale uitgangspunten zoals de veiligheid van het duin, het behoud van de strandhoofden en de plaatselijke recreatie. Indien nodig kan de BKL nog enigszins verplaatst worden. Zo kan rekening worden gehouden met de te verwachten erosie of aanzanding en kan de BKL geplaatst worden op een locatie die beter te onderhouden is. Als de BKL wordt verplaatst mag de veiligheid nooit in gevaar komen. De nieuwe BKL moet tevens voldoen aan de eisen die worden gesteld aan de hand van de lokale uitgangspunten. Een nieuwe BKL kan dus komen te liggen binnen een bepaalde range. Deze range heeft een zeewaartse- en landwaartse begrenzing. Als de BKL de zeewaartse grens overschrijdt zal dit betekenen dat de BKL te ver zeewaarts ligt, de TKL zal in dat geval de BKL te vaak overschrijden. Het gevolg is dat er te vaak gesuppleerd moet worden om de kust op die locatie te onderhouden. Als de BKL de landwaartse grens overschrijdt betekend het dat de veiligheid in gevaar kan komen doordat er een te grote mate van erosie wordt toegelaten. In de praktijk zal men proberen de onderhoudskosten te minimaliseren. Men zal dus proberen de BKL zo te plaatsen dat aan de veiligheidseisen en de lokale belangen wordt voldaan, maar waardoor de onderhoudskosten minimaal zullen zijn. 17

23 4. Projecten in Zeeuws-Vlaanderen 4.1 Nieuwvliet-Groede Het kustversterkingsproject van Nieuwvliet-Groede (raai ) is in 2009 afgerond. Voor dit gebied is in 2012 een nieuwe BKL vastgesteld. Deze BKL is tot stand gekomen volgens de methode die in hoofdstuk 3 is beschreven. Toch wordt in dit hoofdstuk toch nog een korte analyse van dit project gebied gemaakt. Figuur 17: Overzicht Nieuwvliet-Groede, met raaien Principe van het ontwerp De kust op het traject Nieuwvliet-Groede werd tot 2009 beschermd door een dijk met daarachter recreatiebedrijven en landbouw- en natuurgebieden. Deze dijk voldeed niet aan de normen uit 2006 waarbij er zowel problemen waren ten aanzien van de dijkhoogte als de aanwezige bekleding. Voor dit traject is in het kader van het project Zwakke Schakels gekozen voor een zandige zeewaartse versterking van de waterkering. Er is voor deze oplossing gekozen omdat als gevolg van de sinds 1990 uitgevoerde suppleties al duinvorming op het dijktalud plaatsvond. Omdat deze duinvorming begon op te treden is besloten een duin zeewaarts van de bestaande dijk te plaatsen. De aanwezige dijk vervult tijdens maatgevende ontwerpomstandigheden de rol als grensprofiel van de duinafslagberekeningen. De versterking bestaat uit een grotendeels doorlopende kustboog, waardoor een omvangrijk nieuw dynamisch kustlandschap is ontstaan. De maatvoering van deze kustboog wordt bepaald door de profielen die na versterking het meest zeewaarts zijn gelegen. Bij de versterking blijft het strand op zijn huidige breedte en schuift zeewaarts mee, waardoor eveneens de basiskustlijn is opgeschoven. 18

24 De omvang van de voorliggende berm (feitelijk de zeewaartse verschuiving van het dwarsprofiel) is zodanig gekozen dat het maatgevende afslagpunt samenvalt met de voorzijde van de dijk. De dijk functioneert hierbij dus als een (zelfs versterkt) grensprofiel. Dit nieuwe duin sluit aan op de top van de huidige waterkering en krijgt daarmee een hoogte van NAP+10 tot NAP+11,5 meter. De breedte van de duinversterking varieert van circa 40 tot 65 meter (zie Figuur 18). Figuur 18: Dwarsprofiel zeewaartse versterking Nieuwvliet Groede De omvang van de voorgestelde verschuiving van de basiskustlijn is bepaald door de MKLligging voor het ontwerpprofiel (MKL2050) te vergelijken met de thans vigerende basiskustlijn. De benodigde verschuiving volgt uit het verschil tussen beide waarden; een zeewaartse verplaatsing van ongeveer 30 tot maximaal 60 m (zie Tabel 1). Deltares (2012) Tabel 1: Nieuwe BKL per raai bij Nieuwvliet-Groede in meters Deltares (2012) Morfologische analyse De kust van Nieuwvliet-Groede bestaat volgens Alkyon(2007b) uit vier verschillende segmenttypen (zie bijlage 6), voor deze analyse zijn alleen type 2 en 3 meegenomen omdat type 1 en 4 ieder slechts bij 1 raai in het gebied voorkomen. Type 2: Raai Steil profiel, zonder knik, dat naar het oosten steeds dieper doorloopt, van NAP -14m bij 558 tot NAP -18m bij raai

25 Type 3 Raai : Profiel met knik op NAP 3 á 2 m met zeewaarts steil profiel tot NAP 12 m waarbij naar het oosten het zeewaartse profiel steeds minder diep doorloopt. Deze profieltypen komen vrij goed overeen met de profielen die worden gevonden in de Jarkusmetingen van 2009 (voor de versterking). Figuur 19 en Figuur 20 laten twee dwarsprofielen van deze profieltypes zien. In Figuur 19 is duidelijk profieltype 2 te herkennen. In dit geval loopt het profiel tot een diepte van ongeveer NAP -17m. In Figuur 20 is profieltype 3 te herkennen met een knik rond NAP -2m, ook is te zien dat het profiel ongeveer tot NAP -12m loopt. Figuur 19: Jarkus-meting van 2009 raai 496 (segmenttype 2). Figuur 20: Jarkus-meting van 2009 raai 663 (segmenttype 3). Op de kust van Nieuwvliet-Groede is slechts weinig gesuppleerd in het verleden (zie bijlage 2). Uit de timestackafbeelding van raai 496 (Figuur 21) blijkt dat het strand (in de figuur aangegeven met een oranje kleur) vanaf ongeveer 1990 een constante breedte van ongeveer 200 meter heeft. De duinvoet is vanaf de jaren negentig wel iets zeewaarts verplaatst, dit zou kunnen komen door de duinvorming die is opgetreden. Uit de timestackafbeelding van raai 663 (Figuur 22) is eveneens te zien dat het strand op enkele fluctuaties na vrij constant in breedte is geweest. Op deze locatie is het strand bijna 250 meter breed. Ook hier is een kleine zeewaartse verplaatsing van de duinvoet 20

26 vanaf ongeveer 2000 te zien. In beide afbeeldingen is duidelijk de versterking te zien die in 2009 is geplaatst. De duinvoet is na de versterking ver zeewaarts verplaatst. Uit de Jarkus-metingen uit het verleden en uit de bijlage 1 en bijlage 2 blijkt dat er slechts beperkte erosie is opgetreden in de laatste jaren voor de versterking. Toch was de verwachting dat na de versterking enige erosie zou optreden. Vooral in het gebied rond het kruishoofd (raai 802 tot raai 768) zou waarschijnlijk grotere erosie optreden. Daarom is besloten in deze omgeving een erosieberm aan te leggen. Voor de erosie die men verwachtte in de overige raaien is een slijtlaag aangebracht. Figuur 21: Timestack afbeelding van raai 496. Zwart ligt boven NAP+3m (duin), oranje tussen NAP -2m en NAP +3m (dit zou dus kunnen worden gezien als het strand met laag water) 21

27 Figuur 22: Timestack afbeelding van raai 663. Zwart ligt boven NAP+3m (duin), oranje tussen NAP -2m en NAP +3m (dit zou dus kunnen worden gezien als het strand met laag water) Na de versterking hebben al drie Jarkus-metingen plaats gevonden. Uit deze metingen blijkt dat de kust zich na de versterking vrij stabiel gedraagt (Figuur 23). Alleen ter hoogte van de erosieberm is grote erosie opgetreden. De stabiele ligging van de MKL van raai 461 tot en met 751 lijkt er op te duiden dat de slijtlaag nog vrijwel intact is. Wellicht is dit mede te danken aan de werking van de erosieberm. Figuur 23: MKL-locaties van voor (2009) en na de versterking en de nieuwe BKL Nieuwvliet-Groede 22

28 4.1.3 Conclusies en aanbevelingen De nieuwe BKL van Nieuwvliet-Groede is reeds vastgesteld in dit gebied (zie Tabel 1). Uit de MKL berekeningen van na de versterking blijkt dat de kust vrij stabiel is, op de locatie van de erosieberm na. De slijtlaag is in het grootste deel van dit kustgebied nog redelijk intact. De nieuwe BKL (op de locatie van de MKL2050) lijkt dus goed te onderhouden(zie Figuur 23). Daarom kan bij de overige projecten dezelfde methodiek worden toegepast. 23

29 4.2 Herdijkte Zwarte Polder Principe van het ontwerp Aan de noordzijde van de Herdijkte Zwarte Polder is de kust versterkt door een duin voor de dijk en een zandvolume op het strand (zie Figuur 24). Er is een dusdanige hoeveelheid zand aangebracht dat tijdens maatgevende omstandigheden de bestaande dijkbekleding niet bloot komt te liggen. Het zand is zeewaarts aangebracht in de vorm van een kustboog die oostelijk wordt begrensd door een strekdam (raai 985). Om te kunnen garanderen dat bij een maatgevende storm het zand niet richting de Verdronken Zwarte Polder verdwijnt, is de strekdam gedimensioneerd op een hoogteligging behorende bij de 1:4000 norm met een overhoogte van 1 meter. Figuur 24: Overzicht Zwarte Polder, met raaien en versterkingen De duinen zijn naar het westen toe zover doorgetrokken dat er voldoende zand (ca meter) voor de aansluitingsconstructie naar de Tienhonderdpolder is aangebracht. Op het dijktraject dat aan de oostzijde van de Herdijkte Zwarte Polder aansluit op de strekdam is de steenbekleding op een sterkte behorende bij de 1:4000 norm gebracht over een lengte van 250 meter gevolgd door nog eens 100 meter die als overgang dient naar de dijk. Noordzijde van de Herdijkte Zwarte Polder (raai ) De oude waterkering is verbreed in de vorm van een extra duinrichel (zie Figuur 24). De minimale afmetingen van de extra duinrichel zijn bepaald met behulp van afslagberekeningen (Alkyon, 2007a). Het zand is wat betreft hoogte en vorm aangepast op de bestaande waterkering. Hierbij is een aflopend profiel richting zee aangelegd. Het duin is landschappelijk ingepast. Alle duinen die ten behoeve van de kustversterking zijn aangelegd zijn onderdeel van de primaire waterkering. De breedte van de versterking varieert van circa 35 tot 55 meter. Omdat in dit gebied een zeewaartse versterking plaatsvindt, moet de BKL hier worden aangepast. 24

30 Oostzijde van de Herdijkte Zwarte Polder (raai ) Aan de oostzijde van de Herdijkte Zwarte Polder wordt een extra duinrichel landwaarts van de bestaande waterkering aangelegd. Dit nieuwe duin krijgt een hoogte van circa NAP + 10 meter en sluit aan op de top van de huidige waterkering. De breedte van de versterking varieert van circa 20 tot 35 meter. Omdat het hier om een landwaartse versterking gaat wordt de BKL in dit gebied niet aangepast. DHV (2007) Morfologische analyse Na de zeewaartse kustversterking bij de Herdijkte Zwarte Polder (raai 985 t/m raai 1046) zijn al twee Jarkus-metingen gedaan, in 2011 en In Tabel 2 zijn de berekende waardes van de MKL voor de jaren 2010, 2011 en 2012 te zien. Tevens zijn de huidige BKL en de MKL2050 opgenomen in de tabel. In Figuur 25 zijn de waardes weergegeven in een grafiek, duidelijk is de verplaatsing van de MKL te zien tussen 2010 en 2011 als gevolg van de zeewaartse versterking. Ook is te zien dat de MKL na 2011 weer landwaarts verplaatst. Deze verplaatsing is het gevolg van erosie die voornamelijk bij de aangebrachte slijtlaag optreedt. Bij raai 1021 en raai 1031 ligt de MKL2012 al landwaarts van de MKL2050. Bij raai 1046 lag zowel de MKL2011 als de MKL2012 landwaarts van de MKL2050. In dit gebied is de MKL in korte tijd ver landwaarts verschoven, raai 1021 laat een verschuiving van 19m landwaarts zien tussen 2011 en 2012 (zie Tabel 2). In dit gebied treedt dus zware erosie op. Deze erosie wordt in de volgende paragrafen verder onderzocht. Tabel 2: MKL-berekeningen m.b.v. MorphAn Raai MKL2010 [m tov RSP] MKL2011 [m tov RSP] MKL2012 [m tov RSP] BKL [m tov RSP] MKL2050 [m tov RSP] MKL2012- MKL2011 [m] MKL2012- MKL2050 [m] ,79-33,93-39, , ,05-97,31-104, , ,84-108,11-92, , ,76 60,89 72, , ,71 116,04 129, , ,85 160,39 158, ,49-2,32 35, ,22 160,59 152, ,95-7,79 22, ,59 140,94 126, ,19-14,22 7, ,75 122,49 103, ,5-19,03-5, ,63 111,8 95, ,52-16,26-7, ,31 104,96 92, ,72-12,2-21, ,42 102,1 97, ,64 25

31 Figuur 25: Overzicht MKL en BKL voor de Herdijkte- en Verdronken Zwarte Polder Erosie na de versterking Om te kijken waar de grote verplaatsing van de MKL tussen 2011 en 2012 vandaan komt wordt de erosie die optreedt in dit jaar onderzocht. De erosie kan in kaart worden gebracht door time-difference-afbeeldingen met MorphAn te maken. Uit deze afbeeldingen (Figuur 26) blijkt dat een groot zandvolume erodeert tussen 2011 en 2012 voor raai 993 tot en met raai Deze erosie vindt voornamelijk plaats tussen NAP +4m en NAP -2m. De slijtlaag is aangebracht tussen NAP+3,50m en de laagwaterlijn (zie bijlage 4). De slijtlaag heeft gemiddeld een volume van 156m³/m, er kan dus geconcludeerd worden dat de slijtlaag na een jaar al grotendeels weg is. Bij sommige raaien is een deel van het zand in de lagere delen van het profiel gekomen (Tabel 3). Figuur 26: Timedifference grafieken (verschil tussen 2011 en 2012), met het volumeverlies in de schijf tussen NAP +4m en NAP -2m 26

32 Tabel 3: Aanzanding van de diepere gedeelten van de profielen NAP -2m t/m NAP -15m Raainummer Volume 2011 Volume2012 [m³/m] [m³/m] Verschil [m³/m] De volume toenames in raaien 993, 1007 tussen NAP -2m en NAP -15m compenseren niet de verliezen die ontstaan in het dwarsprofiel tussen NAP+4m en NAP-2m. In bijlage 1 is te zien dat over de volledige profielen van raai 993 t/m 1068 erosie heeft plaatsgevonden. In de tabel is ook te zien dat er in de Verdronken Zwarte Polder juist aanzanding optreedt. Deze verzanding vindt plaats in de raaien 936, 962 en 979, vooral tussen NAP -3m en NAP +3m. Het is dus waarschijnlijk dat een deel van het zand uit de slijtlaag van de Herdijkte Zwarte Polder langs de strekdam is verplaatst richting de Verdronken Zwarte Polder. Dit kan overigens niet met zekerheid geconcludeerd worden omdat het zand ook van andere locaties gekomen kan zijn. Figuur 27: Timedifference Verdronken Zwarte Polder met volumetoename tussen NAP +3m en NAP -3m BKL-berekeningen In de rekenmethodiek die is gebruikt bij Nieuwvliet-Groede (zie hoofdstuk 3) wordt de MKL2050 gebruikt voor de nieuwe BKL. Bij de Herdijkte Zwarte Polder blijkt dat de MKL van 2012 op veel plaatsen al landwaarts ligt van deze mogelijke nieuwe BKL. Figuur 28 laat de Jarkus metingen van raai 1021 zien en verder is in de figuur dezelfde methodiek toegepast als bij Nieuwvliet-Groede. Duidelijk is dat de MKL2012 al landwaarts van de nieuwe BKL ligt. In dit geval zou de toetsing dus aangeven dat er mogelijk al in 2013 zou moeten worden gesuppleerd, de slijtlaag is dus na 1 jaar verdwenen. Een vroege suppletie is wellicht niet nodig omdat de veiligheid niet in het geding komt, dit kan worden gecontroleerd aan de hand van duinafslagberekeningen. Als de duinafslagpunten landwaarts van de ontwerpduinafslagpunten (op het talud van de dijk) liggen, voldoet het duin niet meer aan de gestelde ontwerpeisen. Maar ondanks dat er niet aan de ontwerpeisen wordt voldaan is het toch mogelijk dat het profiel nog wel veilig is, dit komt doordat er en versterkt restprofiel aanwezig is en er is nog extra zand beschikbaar. Dit 27

33 wordt verder beschreven in de volgende paragrafen. Als de afslagpunten toch nog zeewaarts van het dijktalud liggen voldoet het duin nog wel aan de ontwerpeisen. In dat geval zou de BKL ook meer landwaarts geplaatst kunnen worden, zodat de toetsing niet aangeeft dat er opnieuw gesuppleerd moet worden. Figuur 28: Verplaatsing MKL en mogelijke verpaatsing BKL na de versterking bij raai 1021 Als wordt gekozen om de BKL verder landwaarts te verschuiven wordt het ontwerpprofiel van 2050 niet meer onderhouden. Het is dus mogelijk dat de ontwerpeisen in dat geval niet kunnen worden gewaarborgd. Echter is er in de ontwerpfase rekening gehouden met de condities van een 1:4000 jaar storm en een zeespiegelstijging met hoogwaterstijging tot 2050 (0,35 m) (bijlage 3). Omdat er in het ontwerp rekening is gehouden met de zeespiegelstijging in 2050 is het profiel voor dit moment overgedimensioneerd. Met de huidige zeespiegel zullen de afslagpunten verder zeewaarts liggen. Daarom zou de BKL verder landwaarts geplaatst kunnen worden zonder dat de veiligheid in het geding komt. De BKL moet dan in de toekomst verder verschoven worden richting de MKL2050. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren in stappen met een periode van 10 jaar. Per stap in de BKL kan rekening worden gehouden met de zeespiegelstijging van dat moment. De nieuwe BKL zou dan op dit moment kunnen liggen op de MKL2020 vervolgens kan de BKL in 2020 weer verschoven naar de MKL 2030 enzovoorts (zie Figuur 29). Zo wordt de veiligheid gegarandeerd en zullen minder suppleties nodig zijn. Het profiel krijgt meer tijd om naar zijn evenwicht te gaan zonder dat de MKL de BKL overschrijdt. 28

34 Figuur 29: Schematisatie van de verplaatsing van de MKL en een fictieve verplaatsing van de BKL na versterking bij raai Landwaartse grens BKL De BKL kan slechts een beperkte afstand landwaarts worden verschoven van de MKL2050. Er bestaat dus een landwaartse grens voor de BKL locatie. Deze grens zou aangegeven kunnen worden op een punt waar de veiligheid nog net gewaarborgd blijft. Deze grens zou dus kunnen komen te liggen op de MKL van een ontwerpprofiel zonder de zeespiegelstijging, bijvoorbeeld de MKL2020. Maar als in de toekomst de zeespiegel stijgt voldoet dit profiel niet meer, waardoor deze landwaartse grens verplaatst in de tijd. Duinafslagberekeningen Gezien de erosie die is opgetreden tussen 2011 en 2012 zou de duinveiligheid in het geding kunnen komen. Daarom zijn duinafslagberekeningen gemaakt. Uit deze berekeningen blijkt dat bij een volumetoeslag van 25% en zonder de zeespiegelstijging de afslagpunten van 2012 nog voldoen aan de eisen, de afslagpunten liggen dus nog zeewaarts van het dijkprofiel (zie Figuur 32). Figuur 30 en Figuur 31 geven een visuele weergave van de duinafslagberekeningen van raai 1007 voor het jaar 2011 en 2012 met 25% toeslag. Deze 25% toeslag volgt uit de berekeningsmethode volgens Duros+. Als de zeespiegelstijging wel wordt meegenomen zullen raai 1046 en raai 1021 niet meer voldoen (Figuur 32). Gemiddeld heeft een de zeespiegelstijging van 0,35m een verplaatsing van de afslagpunten van ongeveer 7 meter landwaarts tot gevolg(zie Tabel 4). De veiligheidstoetsing gaat uit van de hydraulische randvoorwaarden op de peildatum, dat houdt dus in dat bij de veiligheidstoetsing op dit moment geen zeespiegelstijging moet worden meegenomen. Het gevolg is dus dat bij de veiligheidstoetsing de afslagpunten zonder zeespiegelstijging worden berekend. In dat geval zullen alle afslagpunten in 2012 dus nog voldoen aan de ontwerpeisen (Figuur 32). 29

35 Figuur 30: Duinafslagprofiel met het dijkprofiel van raai 1007 in het jaar Toeslagvolume=25% en rekenpeil is 5.85m+NAP (met zeespiegelstijging) Figuur 31: Duinafslagprofiel met het dijkprofiel van raai 1007 in het jaar Toeslagvolume=25% en rekenpeil is 5.85m +NAP (met zeespiegelstijging) Tabel 4: Verschil in afslagpunt tussen berekeningen met- en zonder zeespiegelstijging. Waarbij een zeespiegelstijging een gemiddelde verplaatsing van ongeveer 7 meter landwaarts laat zien. Raai Verschil in 2010 [m] Verschil in 2011 [m] Verschil in 2012 [m] 985-7,7-11,18-9, ,78-6,44-7, ,68-7,83-6, ,38-7,22-7, ,57-7,23-7, ,17-6,07-6,45 Gemiddelde Verschil: -7,46m Bij het ontwerp is rekening gehouden met nog eens een extra 35% toeslagvolume bovenop de bestaande 25% die volgt uit de Duros+ berekening. Dit is gedaan omdat er op het moment van de ontwerpberekeningen nieuw inzicht is ontstaan in de golfperiodes. Deze bleken bij een superstorm mogelijk groter te zijn dan eerst verwacht waardoor de duinafslag ook groter zou zijn. Deze extra duinafslag wordt dus opgevangen door een extra toeslag. Met de extra 35% toeslag komt het totale toeslagvolume volgens de ontwerpberekeningen op 69% (1.25*1.35=1.69). Als de versterkingen getoetst worden zou er dus ook moeten worden gewerkt met dit hogere toeslagpercentage. MorphAn werkt echter alleen maar met een toeslag van 25%. Als wordt aangenomen dat bij deze grotere toeslag een verschuiving van het afslagpunt van de toeslag met een factor 69/25=2.67 toeneemt betekend dit een extra landwaartse verschuiving in 2012 van orde grootte 10 meter. 30

36 Met Winkust zijn duinafslagberekeningen gemaakt met de extra toeslag van 35% en zonder zeespiegelstijging. De resultaten zijn te vinden in Tabel 6. Het blijkt dat een extra toeslag een verplaatsing van het afslagprofiel van 6 tot 13 meter landwaarts veroorzaakt voor de Jarkus-meting van De verschillen van 2011 zijn over het algemeen kleiner omdat daar het afslagvolume nog kleiner was. Tabel 5: Afslagpunten met extra toeslag (berekend met Winkust) Raai Xp 2012 zzs [m t.o.v. RSP] Xp 2012 zzs met 35% extra toeslag [m t.o.v. RSP] Verschil 2012 [m] Xp 2011 zzs [m t.o.v. RSP] Xp 2011 zzs met 35% extra toeslag [m t.o.v. RSP] Verschil 2011 [m] Xp 2011 mzs en 35% extra toeslag [m t.o.v. RSP] ,3-68,12-10,82-50,32-61,25-10,93-72, ,91-71,57-6,66-52,68-47,52 5,16-63, ,99-90,22-9,23-60,42-65,88-5,46-72, ,99-77,43-82,64-5,21-90, ,74-120,4-12,66-86,08-90,95-4,87-98, ,52-83,49-87,6-4,11-94, Xp 2010 met zss Xp 2011 met zss Xp 2012 met zss Xp 2010 zonder zss -100 Xp 2011 zonder zss -120 Xp 2012 zonder zss Xp Dijkprofiel (volgt uit hoeveelheden HZP) -180 Figuur 32: Afslagpunten (Xp) voor verschillende raaien van de HZP voor verschillende jaren. Er zijn berekeningen gemaakt met zeespiegelstijging (Rp=5.85m +NAP) en zonder (Rp=5.50m +NAP). Het dijkprofiel volgt uit de bijlage 4. 31

37 Tabel 6: Afslagpunten (Xp) Herdijkte Zwarte Polder met 25% toeslag Met Zeespiegelstijging (mzs) Xp 2011 Xp 2012 [m t.o.v. [m t.o.v. RSP] RSP] Raai Xp 2010 [m t.o.v. RSP] Zonder Zeespiegelstijging (zzs) Xp 2010 Xp 2011 Xp 2012 [m t.o.v. [m t.o.v. [m t.o.v. RSP] RSP] RSP] Xp Dijkprofiel [m t.o.v. RSP] Verschil Xp Dijkverschil en Xp 2012 zzs [m] ,12-61,5-67,05-148,42-50,32-57, ,41-59,12-72,63-127,63-52,68-64,91-92,47 27, ,77-68,25-87,28-130,09-60,42-80,99-97,15 16, ,98-84,65-107,89-130,6-77,43-99,99-107,68 7, ,66-93,31-114,82-143,09-86,08-107,74-115,72 7, ,46-89,56-100,97-112,29-83,49-94,52-96,83 2,31 De landwaartse verplaatsing van het afslagprofiel tussen 2011 en 2012 is voornamelijk te wijten aan de volume verliezen die optreden tussen NAP en NAP-4m. Deze erosie is aangetoond in paragraaf Bij een superstorm zal het afgeslagen zand uit het duin immers verplaatst worden naar deze delen van het dwarsprofiel. Indien de erosie in de komende jaren afneemt zullen dus ook de landwaartse verplaatsingen van de afslagpunten afnemen. Maar omdat nog niet zeker is of de erosie in de komende jaren zal doorzetten wordt aangeraden de afslagpunten te blijven monitoren. Volgens de ontwerpeisen ligt het kritieke afslagpunt op de glooiing van de dijk. Als het afslagpunt dit kritieke punt bereikt zal een deel van het dijkprofiel fungeren als grensprofiel. Er is dan nog steeds een extra zandvolume aanwezig op de dijk wat dus niet mee wordt genomen in de toetsing (zie Figuur 33). Dit volume geeft dus nog een extra veiligheidsmarge bovenop de toetsingsberekening. In de duinafslagberekeningen volgens duros+ bestaat het grensprofiel volledig uit zand. Omdat bij de Herdijkte Zwarte Polder het dijklichaam als grensprofiel fungeert, geeft dit ook nog een extra veiligheidsmarge bovenop de duinafslagberekening. Ook deze extra veiligheid wordt niet meegenomen in de toetsing. Figuur 33: Schematisatie van wanneer het afslagpunt het kritieke afslagpunt bereikt. In de afbeelding is te zien dat het dijkprofiel fungeert als grensprofiel en er is nog een extra zandvolume aanwezig. 32

38 4.2.4 Conclusies en aanbevelingen Na de zeewaartse versterking bij de Herdijkte Zwarte Polder zijn zowel de MKL als de duinafslagpunten ver landwaarts verplaatst. Deze verplaatsing is deels te wijten aan het instellen van een nieuw evenwichtsprofiel, tussen NAP +4m en NAP -2m erodeert het zand en een deel komt weer in de lagere gedeelten van het dwarsprofiel terug. Er is echter ook een volume verdwenen uit de dwarsprofielen van de Herdijkte Zwarte Polder. Dit volume is deels terug te vinden in de Verdronken Zwarte Polder. Vanwege de sterke erosie is de versterking moeilijk te onderhouden. Deze erosie wordt mogelijk veroorzaakt door de sterke plaatselijke uitbouw op de aanwezige kustligging. De uitbouw gedraagt zich als een bolwerk dat afslijt. Daarom wordt aanbevolen de BKL niet te plaatsen op de locatie van de MKL2050, zoals dit in Nieuwvliet-Groede is gedaan. Het is aan te raden de BKL meer landwaarts te plaatsen, bijvoorbeeld op de locatie van de MKL2020. In de toekomst kan vervolgens de BKL met stappen verplaatst worden zodat te allen tijden aan de veiligheidseisen wordt voldaan. Naast het toetsen aan de hand van de BKL-methodiek wordt aangeraden de duinveiligheid de komende jaren te monitoren. Hoewel de trend van de MKL en de trend van de duinafslagpunten elkaar volgen, is een duidelijke relatie niet aan te geven. Op dit moment voldoet het duin op sommige locaties al niet meer aan de ontwerpeisen. Hierbij dient opgemerkt te worden dat de ontwerpeisen zeer conservatief zijn. In het ontwerp is rekening gehouden met een te verwachten zeespiegelstijging tot 2050 en er is een extra toeslag van 35% op het duinafslagvolume meegenomen. Deze twee strenge eisen hebben grote invloed op de locatie van de duinafslagpunten. Als in plaats van de extra toeslag de normale toeslag wordt gebruikt kan dit een verschil van het afslagpunt van orde grootte tien meter zeewaarts geven. Door de zeespiegelstijging niet mee te nemen betekent dit dat het afslagpunt ongeveer 7 meter verder zeewaarts komt te liggen. Daarnaast gaat de duinafslagberekening volgens het Duros+ model uit van een duin als restprofiel. In het geval van de Herdijkte Zwarte Polder ligt het uiterste restprofiel in het dijklichaam, ook dit geeft dus weer een stuk extra veiligheid. Tijdens de toetsing wordt niet gerekend met deze conservatieve eisen. Maar tijdens de toetsing gelden de hydraulische randvoorwaarden van dat moment, dus zonder zeespiegelstijging. Verder wordt er tijdens de toetsing 25% toeslag aangehouden. Uit de Jarkus-metingen blijkt dat er na de aanleg van de strekdam nog steeds sedimenttransport langs de strekdam mogelijk is, hierdoor kan de Verdronken Zwarte Polder nog steeds aanzanden. Mogelijk is de dam niet lang genoeg gemaakt waardoor het langstransport niet voldoende wordt geblokkeerd. Overigens is de primaire functie van de strekdam niet het tegengaan van de langstransporten tijdens normale omstandigheden, maar het tegenhouden van het zand tijdens een superstorm. Waarschijnlijk voldoet de dam in dat opzicht wel gewoon. Verder onderzoek naar het functioneren van de dam en de aangrenzende omgeving is daarom gewenst. Waarschijnlijk zullen de erosiesnelheden die optraden in het eerste jaar na de versterking in de toekomst afnemen. Dit komt doordat de profielen weer richting het dynamische evenwichtsprofiel bewegen. Omdat dat nu niet met zekerheid is te zeggen, wordt aangeraden de Jarkus-metingen in de komende jaren nauwlettend in de gaten houden. Daarbij is het belangrijk dat niet alleen de raaien van de versterking worden gemonitord maar ook de raaien in een groter gebied. Bijvoorbeeld vanaf Cadzand tot aan het Kruishoofd. Door dit grotere gebied te onderzoeken kan meer inzicht verkregen worden in de nieuwe morfologische situatie. 33

39 4.3 Cadzand Principe van het ontwerp Projectbureau Zwakke Schakels Zeeuws-Vlaanderen is momenteel (2012) bezig met het ontwerp van de Zwakke Schakel Cadzand-Bad. De afronding van het versterkingsproject staat gepland in Het principe ontwerp van deze Zwakke Schakel is beschreven in het Kustversterkingsplan (KVP). Dit ontwerp van het Kustversterkingsplan DHV(2007) is op een aantal plaatsen geoptimaliseerd door Svasek, Svasek(2012). Voor de overzichtelijkheid is de locatie Cadzand-Bad opgedeeld in 3 deelgebieden. Globaal is dit het gebied ten westen van het gemaal, het gedeelte ter plaatse van het gemaal waar een harde kustbeschermingsconstructie aanwezig is en het gedeelte ten oosten hiervan (zie Figuur 34). Ten noorden van het gemaal worden de strekdammen versterkt en tussen de strekdammen wordt ruimte gecreëerd voor een nieuwe jachthaven. De gebieden ten westen en het oosten van het gemaal worden zeewaarts versterkt. Daarom moet op deze locaties de BKL worden herzien. Figuur 34: Overzicht Cadzand, met raaien en versterkingen Cadzand-West (raai ): In het ontwerp van het KVP wordt Cadzand-West versterkt door het bestaande duin af te graven en er een dijk onder te leggen. Vervolgens wordt een deel van het zand van het oude duin weer teruggeplaatst op de dijk. Uit controleberekeningen van Svasek (2012) van het duinvolume van Cadzand-West blijkt dat het bestaande volume een minder groot tekort heeft dan werd aangenomen in het KVP. Met een relatief kleine zandaanvulling (duinverbreding van 25 m en aanvulling vooroever) kan het duin op veiligheid worden gebracht, zonder dat daarachter een dijk met steunberm behoeft te worden aangebracht. De kruin van het duin blijft gelijk aan de huidige hoogte, zodat het zicht op zee vanuit hotels en appartementsgebouwen niet verminderd wordt. De kruin van de westelijke dam moet op voldoende hoogte liggen om het duin op te sluiten. Deze dam moet daarom geleidelijk oplopen van NAP +7,5 m tot NAP +11,0 m richting de doorlopende primaire waterkering Cadzand-Oost ( ) Het ontwerp uit het KVP bestaat uit aanvulling van het duingebied tezamen met verhoging van de strandligging in het gebied van Cadzand-Oost. Deze oplossing zorgt echter voor veel aanzanding van de monding van de nieuwe haven. Daarnaast bestaat er de wens om in het gebied ruimte te creëren voor gebiedsontwikkeling, zoals de aanleg 34

40 van parkeerplaatsen. Er is daarom door Svasek (2012) een alternatief gecreëerd, bestaande uit een dijk met een harde steunberm, welke aan deze wensen voldoet. Het nieuwe ontwerp bestaat uit behoud van de huidige kruinhoogte van NAP +11,0 m, taluds op onder- en bovenbeloop van 1:5 bekleed met gepenetreerde breuksteen en een berm van 20 meter breed bestaande uit waterbouwasfalt. De bekleding wordt afgedekt met zand, zodat het natuurlijke karakter behouden blijft. Svasek (2012). Omdat dit alternatief bestaat uit een nieuwe dijk hoeft op die locatie (raai 1335) geen nieuwe locatie voor de BKL bepaald te worden. Bij de overige raaien (1282 t/m 1318) wordt de kust wel zeewaarts versterkt volgens het ontwerp van het KVP Morfologische analyse Volgens Alkyon(2007b) bestaat de kust bij zowel Cadzand Oost als Cadzand West uit hetzelfde segmenttype (type 8 volgens bijlage 6): Type 8: Kust voor Cadzand met een steil talud in de vooroever. In dit stuk mond de spuisluis uit, waarvan de uitwateringsgeul wordt begrensd door twee zwaar uitgevoerde stenen strekdammen. Verder liggen hier enkele lange strandhoofden met palenrijen. De meest steile vooroever wordt aangetroffen bij raai 1354, ter hoogte van de spuigeul. In deze raai ligt een knik op NAP 2 m in het profiel bij ongeveer 150 m uit de duinvoet. Zeewaarts van de knik verdiept het profiel in 150 meter tot NAP 10 m. Uit de Jarkusmetingen die zijn ingevoerd in MorphAn is te zien dat zowel de profielen van Cadzand-West als Cadzand-Oost voldoen aan deze beschrijving. Figuur 35 en Figuur 36 geven twee voorbeelden van deze dwarsprofielen. Uit het overzicht suppleties West Zeeuwsch-Vlaanderen (zie bijlage 2). Blijkt dat er vooral bij Cadzand-west vanaf 1990 vaak gesuppleerd is. In het gebied van Cadzand-oost is vanaf 1988 ook regelmatig gesuppleerd maar minder frequent dan bij Cadzand-West. Volgens Svasek (2012) moet er gemiddeld 0,2Mm³ per jaar worden gesuppleerd bij Cadzand. De nieuwe versterkte strekdammen hebben mogelijk invloed op de onderhoudsbehoefte. Volgens Svasek (2012) neemt de onderhoudsbehoefte met de varianten met een haven met ongeveer 15% toe ten opzichte van de huidige situatie. Deze extra onderhoudsbehoefte is een gevolg van de erosie die optreedt zowel ten westen als ten oosten van de haven. Als de slijtlaag wordt ontworpen voor de zeewaartse versterkingen zou rekening gehouden moeten worden met de extra toename van de te verwachten erosie. Als de erosie toeneemt met 15% en de voor de slijtlaag berekening wordt de zelfde aanpak gebruikt als bij Nieuwvliet-Groede en de Herdijkte Zwarte Polder. Dan zou de slijtlaag ongeveer 1.15*156=180m³/m moeten bevatten. Bij de Herdijkte Zwarte Polder lijkt de slijtlaag echter te klein te zijn ontworpen. Om te voorkomen dat de slijtlaag ook bij Cadzand te weinig inhoud heeft wordt aanbevolen nog eens kritisch naar de berekening te kijken. Zo kan worden voorkomen dat ook de slijtlaag bij Cadzand een te klein volume zand bevat. 35

41 Figuur 35: Dwarsprofiel raai 1300 (Cadzand-Oost) in het jaar 2008 Figuur 36: Dwarsprofiel raai 1372 (Cadzand-West) in het jaar BKL-Berekeningen Zowel aan de oostkant als de westkant van Cadzand wordt zeewaarts versterkt. Voor beide locaties is dus een herziening van de BKL gewenst. In het nieuwe ontwerp wordt een harde versterking direct ten oosten van de oostelijke strekdam geplaatst. Op deze locatie lijkt het daarom onnodig om de BKL te verschuiven (raai 1335). Voor de overige raaien van Cadzand-oost kan de methodiek van hoofdstuk 3 toegepast worden. Bij Cadzand-west zal een zeewaartse versterking van ongeveer 25 meter worden geplaatst. Ook hier kan de BKL worden aangepast aan de hand van de MKL2050 van het ontwerpprofiel. Als de ontwerpprofielen van het Waterschap Scheldestromen worden ingevoerd komt de MKL2050 op de locatie te liggen die volgt uit Tabel 7. Dit geeft een verplaatsing van ongeveer 20 tot 50 meter van de BKL. De oude BKL en de MKL2050 zijn weergegeven in Figuur 37, duidelijk is te zien dat indien de BKL van raai 1335 op zijn huidige locatie blijft liggen er een grote sprong in de nieuwe BKL zal plaatsvinden. Onderzocht moet worden of dit gewenst is, men zou ook kunnen besluiten de BKL bij raai 1335 iets te verschuiven waardoor de nieuwe BKL een geleidelijker verloop heeft. Mogelijk is de knik in de BKL gewenst omdat op die locatie bewust niet voor een zandige versterking is gekozen 36

42 Afstand t.o.v. RSP-lijn [m] waardoor de haven niet dichtslibt. In dat geval is een suppletie bij raai 1335 ook niet gewenst. Tabel 7: MKL 2050 voor Cadzand-Oost, volgens ontwerpprfielen van het Waterschap Scheldestromen Raai MKL2050 [m t.o.v. RSP-lijn] BKL-oud [m t.o.v. RSP-lijn] Verschil [m] Van de raaien van Cadzand-West zijn op dit moment nog geen ontwerpprofielen beschikbaar. Het is dan ook onmogelijk om een nieuwe BKL te definieren. Volgens het nieuwe ontwerp zal er een duinverzwaring van ongeveer 25 meter plaatsvinden op deze locatie. Het is dus waarschijnlijk dat de BKL met iets minder dan 25 meter zeewaarts zal verplaatsen. Dit komt doordat in het geval van een duinvoetverplaatsing van 25 meter de MKL waarschijnlijk met een kleiner afstand verplaatst (bijlage 5) Raai Figuur 37: Oude BKL en de MKL2050 van Cadzand-Oost MKL2050 BKL-oud Conclusies en aanbevelingen Op dit moment is het nog niet mogelijk een definitieve BKL vast te stellen voor het project Cadzand. Dit komt omdat het project nog in de ontwerpfase zit. Wel kan er een eerste indicatie van de BKL verplaatsing worden gegeven. Een indicatie voor de nieuwe BKL van Cadzand-Oost is te vinden in Tabel 7. Deze nieuwe BKL kan komen te liggen op de plaats van de MKL2050. Voor Cadzand-West zijn op dit moment nog geen ontwerpprofielen beschikbaar, het is dus ook nog niet mogelijk een MKL2050 op deze locatie te bereken. Als de zeewaartse duinverzwaring ongeveer 25 meter bedraagt zal de BKL van Cadzand-West waarschijnlijk met minder dan 25 meter moeten verplaatsen. Direct ten oosten van de versterkte oostenlijke strekdam wordt een harde waterkering aangebracht. Het lijkt op deze locatie dus niet nodig een nieuwe BKL vast te stellen. Maar dit kan betekenen dat in de BKL een ongewenste knik kan ontstaan (Figuur 37). Hoogstwaarschijnlijk zal na de aanleg van de versterkingen en de versterkte strekdammen de onderhoudsbehoefte iets toenemen. Deze toename van de onderhoudsbehoefte zal terug te vinden moeten zijn in de berekening van de slijtlaag. Als voor de slijtlaag-berekening dezelfde methode wordt gebruikt als bij de Herdijkte 37

43 Zwarte Polder en Nieuwvliet-Groede zal dit betekenen dat de slijtlaag ongeveer 156*1.15=180m³/m moeten bevatten. Uit de eerste Jarkus-metingen van de Herdijkte Zwarte Polder blijkt echter dat de slijtlaag waarschijnlijk te klein is ontworpen. Daarom wordt aangeraden de slijtlaag berekeningen van Cadzand nog eens goed te onderzoeken, om te voorkomen dat ook bij Cadzand een slijtlaag met een te klein volume wordt aangebracht. Een definitieve BKL kan pas worden bepaald als de gevolgeven van de versterking daadwerkelijk zijn gemeten. Daarvoor moet dus worden gewacht op de eerste Jarkusmetingen. Waarschijnlijk is het dus pas in 2016 of 2017 mogelijk om een nieuwe BKL vast te stellen voor Cadzand. 38

44 5. Discussie en Evaluatie Tegen het einde van mijn stageperiode heb ik mijn bevindingen gepresenteerd aan mensen van zowel Rijkwaterstaat als van het Waterschap Scheldestromen. Na deze presentatie was er gelegenheid tot het stellen van vragen en het houden van een discussie. Uit deze discussie kwamen de volgende aandachtpuntjes naar voren die niet meer verder zijn uitgewerkt in dit rapport, maar die wel van waarde kunnen zijn bij een BKL-herziening. Invloed BKL-verschuiving op het suppletieprogramma Het suppletieprogramma is een meerjarige planning. Het is daarom niet erg interessant om de BKL dusdanig te verplaatsen dat dit enkel en verandering van enkele maanden van het snijpunt van de TKL en de BKL teweeg brengt. Daarom is een kleine verplaatsing van de BKL, bijvoorbeeld van de MKL2050 naar de MKL2020, niet erg interessant als er hevige erosie optreedt. Want in dat geval zou het bijvoorbeeld kunnen betekenen dat de toetsing aangeeft dat er in juli moet worden gesuppleerd in plaats van in oktober van hetzelfde jaar. Er zal waarschijnlijk in beide gevallen besloten worden te suppleren in het jaar na het snijpunt, of in het jaar van het snijpunt. Onzekerheid over volumeverplaatsing Hoewel het voor de hand liggend is dat zand van de versterking van de Herdijkte Zwarte Polder naar de Verdronken Zwarte Polder wordt getransporteerd, kan dit niet met zekerheid gezegd worden. Het is namelijk niet mogelijk om aan te geven waar een bepaald zandvolume vandaan komt en waar het naartoe gaat. Het is wel mogelijk aan te tonen dat er in een dwarsprofiel zand is bijgekomen of afgegaan. Monitoring van de Herdijkte Zwarte Polder en omgeving In de discussie werd aangegeven dat de Herdijkte Zwarte Polder inderdaad goed moet worden gemonitoord. Ook het onderzoek naar de functionaliteit van de versterkte strekdam zal bij deze monitoring worden betrokken. De Herdijkte Zwarte Polder zal hoogst waarschijnlijk in het suppletieprogramma worden opgenomen. Randvoorwaarden tijdens de toetsing De randvoorwaarden die worden gebruikt bij de toetsing hoeven niet overeen te komen met de randvoorwaarden die zijn gebruikt bij de ontwerpberekeningen. Bij de duinafslagberekeningen van het ontwerp is bijvoorbeeld rekening gehouden met een extra toeslagpercentage op het afslagvolume van 35%. Deze toeslag wordt niet meegenomen tijdens de toetsingsberekeningen. De toetsingsberekeningen worden gemaakt met de thans vigerende randvoorwaarden (HR2006). Verschuiving van de BKL-grenzen In dit rapport wordt aangeraden de BKL in stapjes op te schuiven. Dit kan bijvoorbeeld door de zeespiegelstijging niet mee te nemen op dit moment. Zo kan voor elk moment 39

45 een ontwerpprofiel ontworpen worden die voldoet aan deze eisen. Op deze manier kan de BKL in stapjes worden verschoven. Uit de discussie volgt dat een verschuiving van de grenzen van de BKL-schijf ook mogelijk is. Men kan bijvoorbeeld in het huidige ontwerpprofiel de MKL berekenen met de BKL-rekenschijf van Door de grenzen met de zeespiegelstijging mee te schuiven zal de MKL van het ontwerpprofiel ook landwaarts schuiven. Dit zal waarschijnlijk een orde grootte zelfde verplaatsing geven als de verplaatsing van de BKL volgens de methodiek van dit rapport. Lokale volumeveranderingen In dit rapport zijn voornamelijk de volumeveranderingen van de specifieke ontwerplocaties berekend. Om een beter beeld te krijgen van de morfologische respons van het systeem op de versterking, is het beter een groter gebied mee te nemen in de analyse. Bij de Herdijkte Zwarte Polder zou in de analyse bijvoorbeeld ook een deel van de raaien van de Tienhonderdpolder meegenomen kunnen worden. Deze raaien liggen ten westen van het versterkingsproject (bijvoorbeeld raai 1068 tot 1262). Als deze raaien worden meegenomen in de berekening kan de mogelijke erosie vanwege de bolwerking van het project beter in kaart worden gebracht. 40

46 6. Conclusies en aanbevelingen Geconcludeerd kan worden dat de methodiek die is toegepast bij Nieuwvliet-Groede op die locatie goed werkt. Dit komt doordat de kust na de versterking een redelijk stabiele ligging lijkt te hebben aangenomen. Daarom is het mogelijk om op die locatie de MKL2050 aan te houden als nieuwe BKL. Bij de Herdijkte Zwarte Polder treedt echter grote erosie op na het versterkingsproject. Op die locatie lijkt het dus verstandiger de BKL in stapjes naar de MKL2050 te verplaatsen. Zo kan de onderhoudsinspanning enigszins verkleind worden. Het is bij het loslaten van de MKL2050 wel van belang dat de veiligheid van de versterking altijd gewaarborgd blijft. Om die veiligheid te kunnen checken moeten duinafslagberekeningen gemaakt worden. Het zandgolfmechanisme is in deze BKL-herziening niet meegenomen. Toch kan een zandgolf grote gevolgen hebben voor het onderhoud van het kustvak. Er wordt daarom aangeraden extra onderzoek te verrichten naar de zandgolven die mogelijk langs de kust van Zeeuws-Vlaanderen voorkomen. Als meer inzicht is verkregen in de zandgolven kan dit mee worden genomen in een definitieve BKL herziening. Als de BKL op een bepaalde locatie vaak wordt overschreden door de MKL hoeft de BKL niet per se verplaatst te worden. Men kan er namelijk ook voor kiezen op die locatie enige overschrijding toe te laten. Maar als de BKL wordt overschreden mag de veiligheid niet in het geding komen. Deze veiligheid kan op die locatie getoetst worden door bijvoorbeeld extra duinafslagberekeningen te maken. De ontwerpeisen van de versterkingen van de Herdijkte Zwarte Polder en van Nieuwvliet- Groede waren erg conservatief. Er is met andere woorden een erg robuuste versterking geplaatst. De versterking is dusdanig zwaar aangelegd dat er een overruimte aan veiligheid aanwezig is. Als blijkt dat de versterking moeilijk te onderhouden is kan dus besloten worden de ontwerpeisen enigszins los te laten, waardoor deze overruimte aan veiligheid wordt verkleind. Op die manier is de kust op deze locatie beter te onderhouden. Voor de BKL-herziening van Cadzand wordt aangeraden dezelfde rekenmethode te gebruiken die is gebruikt bij Nieuwvliet-Groede. Door de gevolgen van de versterking achteraf te monitoren kan vervolgens worden besloten de BKL nog enigszins te verplaatsen. Voor het ontwerp van Cadzand wordt vooral aangeraden de slijtlaagberekening nog te herzien. Bij de Herdijkte Zwarte Polder is gebleken dat de sijtlaag niet voldoende volume had. Mogelijk zou ook bij Cadzand het volume van de slijtlaag nog enigszins vergroot moeten worden. Een plaatselijke kustversterking (over een paar raaien) kan grote erosie doen veroorzaken. Hierdoor wordt het zeer moeilijk deze versterking te onderhouden. Het is daarom verstandig om een kustversterking zo goed mogelijk in te passen in de evenwichtskustlijn. Dit kan bijvoorbeeld gedaan worden door een hele kustboog geleidelijk te versterken. Bij zandige zeewaartse kustversterkingen dient altijd rekening gehouden te worden met dit bolwerk -effect. 41

47 Literatuur Literatuurlijst Alkyon, TU Delft & Delft Hydraulics (2007a). Technisch Rapport Duinafslag: Beoordeling van de veiligheid van duinen als waterkering ten behoeve van Voorschrift Toetsing op Veiligheid Alkyon (2007b). Versterking Zwakke Schakel West Zeeuwsch-Vlaanderen: Achtergrondrapportage duinveiligheid en morfologie. Bruun, P. (1962). Sea-level rise as a cause of shore erosion Deltares (2012). Achtergrondrapport Basiskustlijn 2012: Feiten & cijfers ter onderbouwing van de herziening van de Basiskustlijn. DHV (2007). Ontwerp kustversterkingsplan west Zeeuwsch Vlaanderen Haecon (1999). Literatuurstudie morfologie Belgische kust. Komar, P.D. (1998). Beach processes and sedimentation: second edition. New Jersey: Prentice-Hall Kornman, B., Arends, A. & Dunsbergen, D. (2000). Westerscheldemond : een morfologische blik op de toekomst. Lambeek, J.J.P. (1991). Zandgolven in Zeeland: GEOPRO rapport Ministerie van Infrastructuur en Milieu (2012). De basiskustlijn Rijkswaterstaat (2012). Kustlijnkaartenboek Roelse, P., Maranus, J.W. (1988). Prognose kustontwikkeling Zeeland ; beschrijving methode en resultaten fase 2. Svasek (2012). Morfologie zwakke schakel Cadzand-Bad. Internet: Lodder, Q.J. & Van Geer, P.F.C. (2012). MorphAn: a new software tool to assess sandy coasts geraadpleegd op 30 oktober 2012 Rijkswaterstaat. Het tweede hoogwaterbeschermingsprogramma. ex.aspx geraadpleegd op 5 november

48 Bijlagen i

49 1. Bijlage 1: Volumeverschillen per raai In deze bijlage staan 4 tabellen. Elke tabel geeft de volumeveranderingen aan binnen een begrenst gebied van een raai ten opzichte van het vorige jaar. Deze volumeveranderingen zijn berekend binnen de begrenzing zoals aangegeven boven de tabel. De kleuren rood en oranje geven een volumeverlies aan. Groen geeft volumetoenames aan. In deze grafieken is dus duidelijk de opgetreden erosie te zien. Suppleties en kustversterkingen zijn vaak te herkennen in de groene gebieden. ii

50 iii

51 iv

52 v

53 2. Bijlage 2: Suppletieoverzicht In deze bijlage staat een overzicht van de suppleties die zijn uitgevoerd tussen 1988 en Zo kan uit deze grafiek worden gehaald in welke jaren op welke locaties is gesuppleerd. Een aanvulling met de suppleties van na 2005 is terug te vinden op de tweede pagina van deze bijlage. (Bron: Waterschap Scheldestromen) vi

54 Na 2005 hebben de volgende suppleties plaatsgevonden: Jaar Begin Raai (west) Eind Raai (oost) Soort Suppletie Hoeveelheid [m³] Opmerking 2006 Geen Suppleties 2007 Geen Suppleties 2008 Geen Suppleties Strand Adornispolder Strand Tienhonderd Polder en Cadzand oost Strand Kom v. Breskens Geulwand Nieuwesluis Strand+Duinverzwaring Zwakke Schakel Nieuwvliet-Groede Strand t.h.v. Waterdunen Strand+Duinverzwaring Zwakke Schakel Herdijkte Zwarte Polder vii

55 3. Bijlage 3: Ontwerprandvoorwaarden In deze bijlage staan de randvoorwaarden die zijn gebruikt voor de ontwerpberekeningen van de versterkingsprojecten van Zeeuws-Vlaanderen (Bron: Waterschap Scheldestomen). Tp geeft een periode van 11.9 seconde. Deze golfperiode is in de Hydraulische Randvoorwaarden van 2006 (HR2006) verhoogd tot 12,1 seconde (tabel 8). In de berekeningen met MorphAn is ook deze 12.1 seconde aangehouden omdat een periode van minder dan 12 seconde niet kan worden ingevoerd. Verder bestaat het onderstaande rekenpeil (Rp)uit het rekenpeil van dit moment plus een zeespiegelstijging (zie Tabel 9), in de HR2006 zijn deze waardes ook op sommige plaatsen veranderd. WinKust 2004 randvoorwaardenbestand * Zie het bestand "Randvoorwaarden Uitleg.txt" of de handleiding * voor een uitvoerige toelichting op de tabel hieronder. * NB: middels het menu "Tools" van WINKUST kunt u de toelichting op uw scherm zien. * ----> HR-ZVl_2050.bnd <---- versie (= aangepast tbv ontwerpberekeningen +50jaar!!); gewijzigd o.a. bestandsnaam * *Raai duinafslag bezwijk MKL sommen Volume Dieptelijn *----->< >< >< >< >< * Nr Hs Tp Rp D50 Go Dvt Xgp Xgp200 Xkz Xbzz S1 S2 L Ho La Jr1 Jr2 BKL Xafkap Xzeemkl X1 Xz Yo Yb Xp * m s mnap mnap m m m m mnap mnap m m m m m mnap mnap m * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * viii

56 Tabel 8: Randvoorwaarden voor Zeeuws-Vlaanderen. HR2006 Tabel 9: toeslag op het rekenpeil vanwege zeespiegelstijging, bij de versterkingsprojecten van Zeeuws-Vlaanderen is scenario 2 gebruikt. Bron: Waterschap Scheldestromen stijging van zeespiegel gemiddeld hoogwater Rekenpeil toename golfbelasting bodemaanpassing Hs in duinen nr Jaar zzs Hw1 Hw2 ws1 ws2 HsFactor [m] Tp extraafslag bodem voor Z<= Xdmin opmerking conform ,0 0,00 0,00 100% 0,00 <=12 35% 0 0 beheerdersoordeel ,3 0,000 0,050 0,30 0,35 100% 0,00 <=12 35% ,6 0,050 0,100 0,65 0,70 100% 0,00 <=12 35% A 1,2 0,100 0,200 1,30 1,40 100% 0,00 <=12 35% B 1,7 0,500 0,600 2,20 2,30 110% 0,00 <=12 35% C 1,7 1,300 1,300 3,00 3,00 130% 0,00 <=12 0% ,3 0,000 0,050 0,30 0,35 100% 0,00 <=12 35% 0,3 3, ,6 0,050 0,100 0,65 0,70 100% 0,00 <=12 35% 0,6 4, A 1,2 0,100 0,200 1,30 1,40 100% 0,00 <=12 35% 1,2 4, B 1,7 0,500 0,600 2,20 2,30 110% 0,00 <=12 35% 2,1 5,60 6 ix

57 4. Bijlage 4: Zandhoeveelheden Zwarte Polder In deze bijlage zijn de zandhoeveelheden te vinden die zijn berekend voor het versterkingsproject van de Herdijkte Zwarte Polder. x

58 5. Bijlage 5: Driehoeksberekeningen Als oefening voor de verandering van de BKL is de BKL-rekenschijf geschematiseerd tot een driehoek. Figuur 38 volgt uit de Jarkus-meting van 2009 voor raai 663. Met rood is de schematisatie van de rekenschijf weer gegeven. Met geel is aangegeven waar de suppletie ongeveer plaatsvindt. Het is duidelijk te zien dat de duinvoet hierdoor verplaatst. Met groen is de nieuwe BKL-rekenschijf van na de suppletie weergegeven. De groene driehoek komt ongeveer overeen met de BKL-rekenschijf die is gevonden uit de Jarkus-meting van 2010 (na de suppletie). Figuur 38: schematisatie BKL-rekenschijf voor suppletie Figuur 39: schematisatie BKLrekenschijf na suppletie De rekenschijf wordt dus geschematiseerd als een driehoek. Het oppervlakte van een driehoek is gegeven door: Vergelijking 1 O 0.5* b* H Met: b= basis driehoek [m] H=hoogte driehoek [m] De MKL wordt vervolgens berekend met de volgende vergelijking: Vergelijking 2 MKL O H X Met: O=oppervlakte BKL-rekenschijf [m 2 ] H=hoogte van de BKL-rekenschijf [m] X=afstand van de duinvoet t.o.v. rijksstrandpalenlijn [m] Vergelijking 1 en Vergelijking 2 gecombineerd geeft: Vergelijking 3 0.5* b* H MKL X 0.5b X H Als de basis van de driehoek bekend is kan de MKL dus berekend worden. De basis kan berekend worden als de hoogte en het talud van de driehoek bekend is: xi

59 Vergelijking 4 b H * x Met 1:x= het talud [-] Als er een suppletie wordt geplaatst met een hoogte s kan de verschuiving van de duinvoet berekend worden: Vergelijking 5 DV x* s Met: s= hoogte van suppletie [m] Uitgaande van dezelfde begrensing van de rekenschijf na suppletie maar met veranderde duinvoetlocatie kan nu het oppervlakte van de nieuwe BKL-schijf berekend worden. Vergelijking 6 O2 0.5* b2* H 0.5*( b DV )* H Na de berekening van het oppervlakte van de nieuwe BKL-schijf kan de nieuwe MKL berekend worden. Zo kan dus het verschil van de MKL voor de suppletie en na de suppletie worden benaderd. Ook kan een schatting gemaakt worden van de te verwachten verandering van het oppervlakte van de BKL-schijf. Bovenstaande berekeningen zijn uitgevoerd in matlab (zie onderstaande matlabcode). Met als input de locatie van de duinvoet (DV), het talud van de schijf (x), de ondergrens van de BKL-rekenschijf (L), de bovengrens van de BKL-rekenschijf (U), en de hoogte van de suppletie (s). Matlabcode: clc;clear all; %input DV=0; % locatie duinvoet x=36; % talud 1:x U=3; % bovengrens (U) BKL schijf L=-6.8; % ondergrens BKL schijf (L) s=2; % hoogte suppletie % Driehoek berekening: H=U-L; % hoogte rekenschijf deltadv=s*x;% duinvoetverplaatsing X1=H*x; % lengte rekenschijf O1=0.5*H*X1;% oppervlakte rekenschijf X2=X1-deltaDV; % lengte rekenschijf na suppletie O2=0.5*H*X2;% oppervlakte rekenschijf na suppletie xii

60 p=100*(o1-o2)/o1 % percentage verschil in oppervlakte MKL1= O1/(H)+DV; %locatie MKL MKL2= O2/(H)+DV+deltaDV; %locatie MKL na suppletie deltamkl=mkl2-mkl1; %MKL verplaatsing z=deltadv/deltamkl Uitkomsten berekening: p = z = 2 Voor een eerste berekening is gebruik gemaakt van de volgende parameters: DV=0 m (dus de duinvoet ligt ter hoogte van de Rijkstrandpalenlijn) x=36 m (volgt uit ontwerptekening van het waterschap) L= NAP -3.6m (gegeven) U= NAP +6.8m (gegeven) s= 2 (grove schatting uit tekening van het waterschap) Bij de schematisatie van de suppletie wordt uitgegaan van een suppletie op het strand waardoor de duinvoet verplaatst. Uit de berekening komt dat de BKL-schijf 20.4% (parameter p in berekening, zie matlabcode) van haar oppervlak verliest na een suppletie. De rekenschijf bij Nieuwvliet-Groede verliest gemiddeld 20.5% (verschil tussen rekenschijf 2009 en 2010, zie Tabel 11). De benadering lijkt dus erg goed uit te komen maar er zit nog wel veel variatie in de volumeverschillen voor de verschillende raaien. In de driehoeksschematisatie is de duinvoetverplaatsing twee keer zo groot als de MKLverplaatsing (parameter z in berekening Matlab). In de berekende waarden van Nieuwvliet-Groede is de duinvoetverplaatsing gemiddeld een factor 2.4 groter (zie Tabel 11). Dit verschil komt waarschijnlijk door de op de meeste plaatsen convexe ligging van de bovengrens. Conclusies Als de BKL-rekenschijf de vorm heeft van een driehoek ligt de MKL in het midden van deze driehoek. In het echt is de rekenschijf echter niet driehoekig waardoor de MKL iets kan verplaatsen. Als de bovengrens van de schijf wat boller loopt heeft de schijf een groter oppervlak dan de driehoek, hierdoor zal de MKL dus meer zeewaarts komen te liggen (zie Vergelijking 2). Als de bovengrens hol is komt de schijf meer landwaarts te liggen. De duinvoetverplaatsing is afhankelijk van de suppletiehoogte en het talud (zie Vergelijking 5). Een flauwer talud of een grotere suppletie hoogte geeft een grotere verplaatsing. Het oppervlakte van de nieuwe BKL-schijf wordt, in geval van een suppletie rond de duinvoet, voornamelijk bepaald door de duinvoetverplaatsing omdat wordt aangenomen dat er nauwelijks volume van de suppletie in de nieuwe BKL-rekenschijf komt. In de driehoeksberekeningen is de verschuiving van de duinvoet twee keer groter dan de verschuiving van de MKL. Deze factor is onafhankelijk van de grootte van het talud of van de suppletiehoogte. In werkelijkheid zal deze factor anders zijn. Bij een bolle ligging van de bovenschijf zal de MKL verplaatsing relatief kleiner zijn. Dit komt omdat het oppervlakte van de BKL-schijf dan groter is. Bij een holle ligging is de verplaatsing van de MKL relatief groter. xiii

61 Het verschil in oppervlakte van de schijf in de driehoeksvergelijking voor en na de suppletie is alleen afhankelijk van de hoogte van de suppletie. Tabel 10: Resultaten van driehoeksberekeningen Vorm BKL-rekenschijf Hol Driehoek Bol Opp rekenschijf [m 2 ] <0.5*b*h 0.5*b*h >0.5*b*h MKL [m] <0.5*b 0.5*b >0.5*b Duinvoetverplaatsing/MKLverplaatsing [-] <2 2 >2 Suppletie hoogte [m]: P=-s/h [%] xiv

62 Tabel 11: Resultaten voor Nieuwvliet-Groede. Met check voor de driehoeksberekeningen Raainr. MKL 2009 [m t.o.v. RSPlijn] Volume 2009 [m 3 /m] MKL 2010 [m t.o.v. RSPlijn] Volume 2010 [m 3 /m] Verschil MKL [m] Verschil Volume [m 3 /m] Percentage Volumeverschil Huidige BKL [m t.o.v. RSP-lijn] Nieuwe BKL Roelse (=oude BKL+verplaatsing MKL) [m t.o.v. RSPlijn] BKL Deltares [m t.o.v. RSP-lijn] Verschil (BKL Roelse- BKL Deltares) [m] Duinvoet 2009 (volgt uit MorphAn) [m t.o.v. RSP-lijn] Duinvoet 2010 (volgt uit MorphAn) [m t.o.v. RSP-lijn] Duinvoetverplaatsing [m] Duinvoetverplaatsing / verplaatsing mkl [-] Zeeuws , , , , , , ,22-45,78 Vlaanderen Zeeuws- 66, , , , ,5 71 4, , ,59 137,09-36,5 Vlaanderen Zeeuws- 55, , , , , , , ,6 145,43-34,17 Vlaanderen Zeeuws- 56, , , , , , , ,58 145,22-37,36 Vlaanderen Zeeuws- 74, , , , , , , ,17 136,24-36,93 Vlaanderen Zeeuws- 54, , , , , , , ,26 146,25-41,01 Vlaanderen Zeeuws- 30, , , , , , , ,12 137,95-59,17 Vlaanderen Zeeuws- 35, , , , , , ,79 164,25-27,54 Vlaanderen Zeeuws- 24, , , , , , , ,26 180,97-36,29 Vlaanderen Zeeuws- 25, , , , , , , ,84 171,57-22,27 Vlaanderen Zeeuws- 53, , , , , , , ,64 144,3-49,34 Vlaanderen Zeeuws- 59, , , , , , , ,94 141,07-46,87 Vlaanderen Zeeuws- 51, , , , ,9 63 3, , ,67 163,57-36,1 Vlaanderen Zeeuws- 57, , , , , , , ,07 159,62-40,45 Vlaanderen Zeeuws- 59, , , , , , , ,31 148,59-35,72 Vlaanderen Zeeuws- 89, , , , , , , ,49 148,55-20,94 Vlaanderen Zeeuws- 119, , , , , , , ,26 150,75-20,51 Vlaanderen Zeeuws- 141, , , , , , , ,43 134,24-41,19 Vlaanderen Zeeuws- 144, , , , , , , ,31 102,35-39,96 Vlaanderen Gemiddeld: 35, , , , MKL2009 Duinvoet 2009 [m] MKL2010 Duinvoet 2010 [m] Verschil afstand [m] xv

63 6. Bijlage 6: Kustsegmenten Alkyon (2007b) beschrijft 9 verschillende types kustprofielen langs de kust van Zeeuws- Vlaanderen. Deze verschillende segmenttypes kunnen gebruikt worden bij het maken van een morfologische analyse. In onderstaande tabel staat beschreven welke types binnen welk project zijn terug te vinden. Tabel 12: Segmenttypes volgens Alkyon (2007b) Projectgebied Raainummer Kustsegmenttype Volgens Alkyon (2007b) Nieuwliet- Groede Verdronken en Herdijkte Zwarte Polder Beschrijving kustsegmenttype en overige opmerkingen Knik op -2m en dan extreem steil Steil profiel zonder knik Profiel met knik Erosieberm aangebracht eind Flauw profiel Steile vooroever Flauwer talud op vooroever Cadzand xvi

64 Steile vooroever Flauwe vooroever 1427 en Verder 9 Segmenttypes volgens Alkyon (2007b) Raai : Profiel met knik op NAP 2 m en daaronder extreem steil profiel, dat bij diepste gedeelte doorloopt tot NAP 30 m. Raai : Steil profiel, zonder knik, dat steeds dieper doorloopt, van NAP 14 m bij 558 tot NAP 18 m bij raai 483. Raai 633: Bol profiel in afgelopen 3 jaar (meting over strandhoofd??) Raai : Profiel met knik op NAP 3 á 2 m met zeewaarts steil profiel tot NAP 12 m waarbij naar het oosten het zeewaartse profiel steeds minder diep doorloopt. Raai : Flauw profiel ter plaatse van Zwarte Polder. Raai : In dit segment ligt de overgang naar de Zwarte polder. Kenmerkend is het steile vooroeverprofiel. Raai : Dit segment ligt in het verlengde van de volgende, dus met dezelfde oriëntatie, maar heeft een veel flauwer verlopend talud op de vooroever. Raai : Kust voor Cadzand met een steil talud in de vooroever en een westzuidwestoostnoordoost oriëntatie. In dit stuk mond de spuisluis uit, waarvan de uitwateringsgeul wordt begrensd door twee zwaar uitgevoerde stenen dammen. Verder liggen hier enkele lange strandhoofden met palenrijen. De meest steile vooroever wordt aangetroffen bij raai 1354, ter hoogte van de spuigeul. In deze raai ligt een knik op NAP 2 m in het profiel bij ongeveer 150 m uit de duinvoet. Zeewaarts van de knik verdiept het profiel in 150 meter tot NAP 10 m. Zwin- Raai 1412: Overgang van het Zwin naar Cadzand, met een relatief flauw hellende vooroever en een zuidwest-noordoost oriëntatie. In het gebied liggen lange strandhoofden met bestorte koppen, met daartussen korte palenrijen. xvii

65 7. Bijlage 7: Koppeling suppletietabellen In de kleurentabellen van bijlage 1, kunnen de suppleties die zijn aangebracht worden herkend aan een groene kleur (toename van het volume). Deze suppleties zijn ook terug te vinden in bijlage 2 (de tabel aangeleverd door het Waterschap) en Tabel 13 (suppletie overzicht van RWS). In deze bijlage is een koppeling gemaakt tussen deze drie gegevens. In de Figuur 40 zijn met cirkels de suppletie aangegeven. Deze suppleties zijn vervolgens genummerd en zijn terug te vinden in Tabel 13 en Figuur 41. In Figuur 41 zijn de grenzen zoals aangenomen in de kleurentabel (raai 461 tot en met raai 1335) aangegeven met de blauwe stippellijnen. De cijfers zijn dus terug te vinden tussen deze lijnen. De suppleties die buiten deze lijnen vallen en dus niet in de kleurentabel zijn terug te vinden zijn in de figuur geletterd. Deze letters zijn vervolgens ook weer terug te vinden in Tabel 13. xviii

66 Figuur 40: Suppleties verwerkt in kleurentabel, zie ook bijlage 1. xix