Nota //..7.K Erosie en Aanwas van het kustvak den Helder-Hoek van Holland, Maart 1961

Transcriptie

1 I r. T. Edelman Nota //..7.K Erosie en Aanwas van het kustvak den Helder-Hoek van Holland, Maart 1961

2 Erosie en aanwas van het kustvak Den Helder-Hoek van Holland Theoretische beschouwinken. Ten aanzien van het materiaaltransport langs de kust zijn in het algemeen drie faktoren werkzaam; 1e de golfslag 2e de vloedstroom 3e de ebstroom. Indien aan de kust een hindernis (dit kan zijn: een pier, een strandhoofd, een strandmuur, een zeegat etc.) aanwezig is, zal deze hindernis het materiaaltransport verstoren. Bovenstrooms(voor golfslag is dit de sector, waar de wind vandaan komt) zal materiaal langs de kust worden afgezet, terv/ijl benedenstrooms erosie optreedt. Zet men de aangroeisnelheid (erosiesnelheid) uit als functie van de afstand x langs de kust, dan ontstaat een figuur, welke hier verder "verstoringsfiguur" zal worden genoemd. Bezien we een dergelijke figuur eens nader voor het geval van een met zand beladen stroom langs de kust, welke een hindernis ontmoet. De hindernis, (bijvoorbeeld een uitgebouwde pier loodrecht op de kust) doet de stroom van de kust afbuigen, waardoor de stroom gedwongen wordt om materiaal af te staan aan de kust. De curve van de aangroei raakt (theoretisch vermoedelijk asyraptotisch) ergens bovenstrooms van de hindernis de nullijn en stijgt naar de hindernis toe progressief. Ter plaatse van de hindernis is de stroom zandarmer geworden; benedenstrooms van de hindernis zal de stroom dus trachten, het ontstane zandtekort weder aan te vullen, hetgeen neerkomt op een erosie van de kust. Hier ontstaat de tweede talc van de verstoringsfiguur, welke dus op grote afstand benedenstrooms van de hindernis de nullijn weer raakt. Direct achter de hindernis heeft de stroom nog geen vat op de kust. Door de werking van neren treedt hier dan ook een kleine aangroei op. Op zekere afstand benedenstrooms van de hindernis l i g t dus nog. een nulpunt. In het algemeen ontstaat een verstoringsfiguur van de vorm van afbeelding 1. Uit continuïteitsoverwegingen volgt, dat het positieve (erosie) oppervlak en het negatieve oppervlak van de verstoringsfiguur aan elkaar gelijk moeten zijn. Overweegt men tevens, dat de stroom gemakkelijker materiaal afstaat, dan hij materiaal opneemt, dan zal het negatieve deel, globaal gesproken, kort en hoog zijn, en het positieve deel lang en laag. Vloedstroom en ebstroom zijn tegengesteld gericht en werken afwisselend. Verstoringsfiguren aan de kust ontstaan dus als een superpositie van de figuren voor de ebstroom en de vloedstroom.

3 Indien het transporterend vermogen van beide stromen gelijk is, zou een symetrische verstoringsfiguur van het type uit afbeelding 1 moeten ontstaan. Is er een aanzienlijk verschil in transporterend vermogen, dan ontstaan asymetrischc vormen, zoals bijvoorbeeld in afbeelding 2. In het algemeen bestaat een verstoringsfiguur dus uit een aangroeiingstop ter plaatse van de hindernis (aan beide zijden van de hindernis is er aangroeiing), gevolgd door een erosiedal aan weerszijden. De verst o^rings figuren, welke wij in de natuur meten, vertonen in derdaad in grote trekken deze vorm. Er zijn echter wezenlijke verschillen In de natuur is de top veel en veel smaller dan in de afbeeldingen 1 en 2 terwijl de dalen meestal veel dieper zijn dan de top hoog is. Het is v r i j gemakkelijk in te zien, dat dergelijke figuren slechts kunnen ontstaan door superpositie van een eb- en vlocdfiguur, waarin het positieve (erosie) oppervlak veel groter is dan hot negatieve oppervlak. In onze theorie hebben wij dus blijkbaar ten onrechte aangenomen, dat positief en negatief oppervlak aan elkaar gelijk moeten _:ijn. Hoe zit dit nu? De oplossing van het probleem is vermoedelijk v r i j eenvoudig. De stroom verliest blijkbaar meer materiaal dan aangegeven wordt door het negatieve oppervlak. Dit meerdere komt echter niet aan de kustlijn ton goede, doch wordt in de vorm van banken voor de kust en benedenstrooms van de top van de hindernis afgezet. Voorlopig b l i j f t het zand daar l i g gen, omdat de diepte, waarop het ivordt gedeponeerd, te groot is om nog een opwerveling door golfwerking mogelijk te maken. Ter plaatse van de bank gaat dus het zwevende materiaal uitsluitend naar benoden (zwaartekracht ), terwijl de stroom niet meer aangevuld wordt door van de bodem opgewerveld zand. Dikwijls zal de stroom bij het verlaten van het bankengebied helemaal geen materiaal meer transporteren. Op de verstoringsfiguur van eb- en vloedstroom moet nog de verstoring van het golfslagtransport worden gesuperponeerd. De golfslagvcrstoringsfiguur heeft ongeveer dezelfde vorm als een stroomfiguur. Aan de Nederlandse kust is de heersende windrichting 3.7/., zodat de verstoringsfiguur dezelfde richting heeft als de vloedstroomverstoring. In het algemeen is het bijzonder moeilijk beide verstoringsfiguren te scheiden. Vij zullen dat hier ook niet doen en wij beschouwen het golfslagtransport eenvoudig als een onderdeel van het vloedtransport. Veroorzaken beide werkingen een transport, dat groter is dan het ebtransport, dan zeggen we, dat er een vloedoverschot bestaat.

4 Aan een kust, waar eb-, vloed- en golftransport optreedt, veroorzaakt een hindernis dus drie soorten verstoringen, le. een aangroei van de kust ofwel een regressie van de kustlijn in de onmiddellijke omgeving van de hindernis. 2e. een erosie van de kust (transgressie van de kustlijn) over dikwijls aanzienlijke afstand ter weerszijden van de hindernis. 3e. vorming van banken ter weerszijden van het zeewaartse einde van de hindernis. Afbeelding 3 geeft een schema van deze verstoringen. Men zou de werking van een hindernis in het kort kunnen omschrijven als het brengen van zand vanaf het strand naar dieper water vóór de kust. Dit zand vormt in het algemeen een buitendelta (zeegaten) of een langgerekte bank (pieren). De Hollandse kust tussen Marsdiep en Nieuwe Waterweg. Uit de strandmetingen waren grafieken beschikbaar waarin de veranderingen in de ligging van hoogwaterlijn, laagwaterlijn en duinvoet zijn aangegeven ter plaatse van do strandpalen over een periode van meer dan 100 jaren (van vóór I85O tot heden). Daar de grafieken voor de duinvoet verreweg het regelmatigste karakter hebben, werd de ligging voor de duinvoet als kriterium voor aangroei en erosie van de kust aangenomen. Ofschoon hieraan vanzelfsprekend grote bezwaren kleven, werd toch gemeend, dat de duinvoet, bij een beschouwing over lange perioden, de voor- of achteruitgang van de kustlijn voldoende gedempt zou weergeven, terwijl het voordeel werd ondervonden, dat veranderingen van korte duur, welke het totaalbeeld bij H.7i/. en L.W.-lijnen ernstig verstoorden, bij de duinvoetgrafieken dikwijls nauwelijks tot uiting kwamen. Vanzelfsprekend kan een analyse op deze grondslag niet veel meer geven dan een zeer globaal beeld. 3r worden tendensen mee opgespoord, terwijl een enigermate betrouwbare kwantitatieve benadering van het probleem nauwelijks mogelijk is. Het is ons echter in eerste instantie te doen om het verkrijgen van een globaal inzicht inde gang der verschijnselen, daar een dergelijk inzicht tot nu toe vrijwel heeft ontbroken. Voor dat doel bleek de gevolgde methode althans enigszins bruikbaar. Het bleek mogelijk, de duinvoetgrafleken te vervangen door een hellende re ohte lijn, die e en goed gemiddelde gaf zonder al te grote afwijkingen. De voor- of achteruitgang volgens deze rechte lijn( dy) werd bepaald over 100 jaar ( dt), waarbij vcor de honderdjarige periode meestal 185O-I95O en enkele malen I86O-I96O werd gekozen.

5 ' Vaar door de aanleg van s trandhoo f den een knik of richtingsverandering in de grafiek optrad, werd de helling van het gedeelte vóór de aanleg van het strandhoofd veelal geëxtrapoleerd (d.w.z.de l i j n werd recht doorgetrokken) tot 1950 of De aldus bepaalde waarden van ~ werden per strandpaal uitgezet als functie van de afstand langs de kust. Dat leverde de dunne, getrokken l i j n op van de middelste, grote figuur van afbe-lding 4. Vervolgens werd deze l i j n vereffend, door hem over grillige stukken te vervangen door de streeplijn. Globaal kan deze vereffende l i j n omschreven worden als: aangroei juist noord van Eook van Holland; v^irvolg^ns erosie tot ongeveer Scheveningen; aangroei van Sch.,veningen tot ten noorden van IJmuiden; erosie tot dc Hondsbosse iccwering; erosie tussen Potten en Huisduinen en ten slotte aangroei noord van Kuisduinen (dit laatste niet gemeten). Nog mow.-r globaal zien we een erosiekuil ten noorden van de iaterweg en een grotere erosiekuil ten zuiden van het Karsdiep; tussen beide kuilen een aanwassende kust, die verstoord l i j k t door kunstwerken en uitmondingen. Getracht werd, om de vereffende l i j n te ontleden en te beschouwen als een superpositie van afzonderlijkr storingsfiguren op een "hoofdlijn- (mot een zware, getrokken l i j n aangegeven in de middenfiguur en nog eens op kltinere schaal in de onderste figuur van afbeelding k). Ket bleek, dat dit resultaat ongeveer kan worden bereikt door op de hoofdlijn zes storingsfiguren te superponercn, namelijk Ter Heide, Scheveningen, Katwijk,.Landvoort, IJmuidtn en Hondsbosse-Pettemer (bovenaan afb. '4). Dit resultaat werd eerst bereikt na ettelijke lieren proberen. Indien de hoofdlijn anders wordt aangenomen, veranderen de vei;storingsfiguren dienovereenkomstig. Door tilkens verschuiven werd tenslotte een v r i j begrijpelijk en redelijk resultaat verkregen, ofschoon nog enkele vreemde za.ken overblijven. Beschouwen we eerst dc hoofdlijn. Het ziet er naar uit dat de hoofdl i j n zelve weer is samengesteld uit twee (halve) storingsfiguren, namelijk die van het karsdiep en die van de Nieuwe Waterweg, welke gesuperponeerd zijn op een basislijn, welke op een ^ = -65 m duinvoet per eeuw (dus aangroei) uit de De erosiekuil van de waterweg is 90 m per eeuw diep en breidt zich uit tot 28 km t.jn noorden van de Hoek. De erosiekuil van h:,-t flarsdiep is 220 m per eeuw diep en br-idt zich uit tot 62 km ten zuiden van Huisduinen, dus stel 67 km ten zuiden ran het Marsdiep.

6 5. Het komt haast te mooi uit om waar te zijn, doch ^^-^ f j " ^ Zou men mogen stellen, dat het vermogen van het Marsdiep naar het zuiden, ongeveer 2,k x 6 maal zo groot is als het vermogen van de waterweg naar het noorden? Voorts is de uitkomst bepaald verrassend, dat de storingsfiguren van Marsdiep en feterweg gesuperponeerd moeten worden op een aangroeiing van de duinvoet met 65 m per eeuw. Dit zou dus betekenen, dat indien er geen zeegaten aanwezig waren (en ook geen verstoringen door havenhoofden en dergelijke), onze kust met 65 m per eeuw zou aangroeien. Het is een interessante vraag, waar dit zand vandaan zou moeten komen. Van de zes kleinere storingsfiguren (afb.4;bovenaan)zijn er vier zonder meer begrijpelijk, namelijk: Scheveningen, Katwijk, IJmuiden en Hondsbosse. Uiteraard brengt de wijze, waarop deze figuren bepaald werden, mede, dat hun vorm en afmetingen slechts bij benadering juist kunnen zijn. IJmuiden en Scheveningen lijken sterk op elkaar (beide werden in hoofdzaak veroorzaakt door in zee uiteteken. d ë pieren); bij beide is de erosiekuil aan de noordzijde dieper dan aan de zuidzijde, hetgeen op een vloedoverschot zou kunnen wijzen. Katwijk vertoont dit ni.t, doch hier schijnt de erosieve invloed zich naar het noorden veel verder uit te breiden dan naar het zuiden. De ^^hindernis^' Katwijk is geen pier, doch een uitwatering (Oude Kijn); het is mogelijk, dat..en uitwatering (dus een "inlet" in het algemeen) een beetje andere vorm van verstoringsfiguur heeft dan een uitstekende pier. Overigens schijnt de figuur Katwijk eveneens te wijzen op een vloedoverschot. De verstoringsfiguur van de Hondsbosse en Pettemer Zeewering tenslotte schijnt ongeveer EjnBmetr is ch te zijn. De ligging van de "hoofdlijn" over dit traject is echter tamelijk willekeurig gekozen, zodat de verstoringsfiguur mogelijk in werkelijkheid een vorm heeft, welke meer op die van Scheveningen en IJmuiden l i j k t. De beide overblijvende storings figuren: Ter Heide en Zandvoort, zijm.in eerste instantie onbegrijpelijk, daar in beide gevallen geen hindernis kan worden aangewezen. Voor het kustv.ak bij Ter Heide werden de duinvoetverplaatsingen gebruikt van vóór de aanleg van de Delflandse Hoofden (geëxtrapoleerd over 100 jaar). De optredende top was te opvallend, dan dat hij kon worden vereffend op grond van verkeerde interpretatie of fouten in de bewerking der gegevens. Een dergelijke top werd echter wel wegvereffend nabij Callantsoog.

7 6. De mogelijkheid besteiat dus, dat er ook bij Callantsoog een dergelijke vreemde ontstoringsfiguur moet ivorden getekend. Het is bekend, dat eertijds nabij Callantsoog een rivier (devidrus) in zee uitmondde. Bij Ter Heide (de naam wijst daarop; een hei of hey is een diep water) heeft vermoedelijk eertijds de (of een) mond van dc Rijn (Maas) gelegen. De vraag r i j s t nu of de storings figuren van Ter Heyde en Callantsoog niet veroorzaakt worden door de nog a l t i j d aanwezige buitendelta's of iets dergelijks van de voormalige riviermond. Het l i j k t vreemd, maar het schijnt niet geheel uitgesloten dat een reeds lang geleden gestopte riviermond nog a l t i j d invloed uitoefent op de kustlijn. Met enige goede wil zou men zelfs in de (door ons in eerste instantie wegvereffende) vortandingen tussen strandpaal 35 en 45 de oude mond van de rivier Flevo bij Castricum kunnen herkennen. Ook vlak ten zuiden van Huisduinen zou iets dergelijks kunnen zitten. Een geheel andere verklaring van deze onregelmatigheden is ook mogel i j k. Op verschillende plaatsen komt op het huidige strand de oude veenklei-bedekking van de strandvlakten uit het z. g. oude duinlandschap aan de oppervlakte. Dergelijke plaatsen hebben een verhoogde weerstand tegen erosie en de kust zal daar min of meer vooruitsteken. Ik heb thans niet de beschikking over een volledige opgave van de plaatsen, waar dergelijke veenbanken op het strand voorkomen. Een correlatie tussen dit voorkomen en de aanwezigheid van relatieve aangroeitoppen zou hier een bewijs kunnen leveren. Het l i j k t de moeite waard om dit nader te onderzoeken!^ De storing Zandvoort tenslotte hoeft een afwijkend type. Voorzover na te gaan, is dit één enkele erosiekuil. Het moet welhaast de invloed van de badplaats Zandvoort zijn,(badleven, aftrappen van het duin, aanwezigheid van een boulevard e t c ), welke hier de duinvoet heeft belet om in hetzelfde tempo aan te groeien als op de naastliggende kustvakken. In de niet-vereffende kromme kan men met enige goede wil ook een dergelijke verstoring (hoewel veel geringer) voor Roordwijk aan Zee aanwijzen. Het is mogelijk, dat een deel van de grote noordelijke erosiekuil van Katwijk opgevat moet worden als een verstoring Noordwijk, van het type Zandvoort. *) Het is wel merkwaardig, dat nabij strandpaal 10 inderdaad klei op het strand voorkomt en dat de niet-vereffende grafiek hier een "tand" te zien geeft.

8 7. De methode, welke bij deze analyse werd gevolgd en de betrekkelijke onzekerheid van de basisgegevens, maakt echter, dat dergelijke detailinterpretaties nauwelijks meer reëel zijn. Voor het oplossen van deze detailproblcmen moeten meer verfijnde analysemethoden worden gebruikt, dan hier mogelijk was. Conclusies. Getracht werd het ingewikkelde verloop van erosie en aangroei van het kustvak Den Helder-Koek van Holland te analyseren. Het bleek mogelijk, de verplaatsingen van de duinvoet te splitsen in een "hoofdlijn"en een aantal detailvsrstoringen. De hoofdlijn zelve kan weder gesplitst worden in een doorgaande aangroei (basislijn) en twee grote verstoringen door Marsdiep en 'Vaterweg. Van de detailverstoringen zijn een aantal begrijpelijk en in overeenstemming met theoretische beschouwingen, terwijl andere detailverstoringen nog v r i j raadselachtig blijven. Het onderzoek was overigens meer gericht op het verkrijgen van al gemene tendensen en van een globaal inzicht in de grote gang der verschijnselen dan op het verklaren van detailproblemen.

9 1 Af b.1 DSTR OOM - EBSTJ lidst ROOI A - EB_ej r VI ( TROG M T f lans :EREJ ( ;ELÜ K E H :)E VE ELH EDEN EROSIE en AANWAS van hel KUSTVAK DEN HELDER - HOEKv. HOLLAND Nota W.W.K.61-1 Afb. i RUKS W A T E R S T A A T D I R E C T I E W.enW. AFD. KUSTONDERZOEK Gctek Gezier Ace. AFD. KUSTONDERZOEK,^ Al Nr

10 A Pb. 2 DSTR OOM EBST 1 VI O FDRTI ER IJ EEN V L C EDQN /ERSi : :HOT A fb r A 2 2 EROSIE en AANWAS van het KUSTVAK DEN HELDER-HOEK V.HOLLAND Nota w.w.k. 6^-'1 Afb.2 en 3 R'J K S W A T E R S T A A T D I R E C T I E W. enw. AFD. KUSTONDERZOEK Getek. Gezien Ace. AFD. KUSTONDERZOEK Nr

11 EROSIE en AANWAS van het KUSTVAK DEN HELDER-HOEK V.HOLLAND Nota W.W.K.61-4 Afb. 4 RUKS W A T E R S T A A T D I R E C T I E W. en W. AFD. KUSTONDERZOEK Getek. Gezien Ace. 0if' %/ \h A2 Nr. 6^.045