Gezamenlijk Nederlands-Brits onderzoek naar zandtransport langs kusten
donderdag 24 november 2011
Technologiestichting STW en de Britse Engineering and Physical Sciences
Research Council financieren gezamenlijk een onderzoeksproject van de
universiteiten van Twente, Aberdeen en Liverpool om een realistisch
model voor zandtransport langs kusten te ontwikkelen. Eerder
STW-onderzoek in het Nederlands-Britse project SANTOSS heeft al een
sterk verbeterd zandtransportmodel opgeleverd waarin de invloed van
door golven opgewekte stromingen is opgenomen. Toch is dit model nog
niet realistisch genoeg om echt betrouwbare voorspellingen te kunnen
doen over onderhoud en uitbouw van zandige kusten, het aanleggen van
natuurlijke eilanden, en bijv. het ontwerpen van geschikte
kustverdedigings- maatregelen. Het nieuwe onderzoek, met grootschalige
laboratoriumexperimenten in golfgoten in Aberdeen en Barcelona en
reken- en modelleerwerk in Twente en Liverpool, moet leiden tot een
verder verbeterd model dat van groot praktisch belang zal zijn voor
kustonderzoekers en baggeraars.
Zeestromingen en golfbewegingen zorgen voor voortdurend transport van
zand langs â en loodrecht op -kusten. De combinatie van
getijdestromingen, golfbewegingen onder invloed van wind, brekende
golven, bodempatronen op de zeebodem en korrelgrootte van het zand
maakt het uitermate lastig om op een goede manier zandtransport te
modelleren, laat staan te voorspellen .
SANTOSS
Door het internationale STW-onderzoek SANTOSS (= Sand Transport in
Oscillatory Sheet Flows) van de afgelopen jaren is veel nieuw inzicht
verkregen in de onderliggende processen van het zandtransport. In een
driehonderd meter lange, zeven meter diepe en vijf meter brede golfgoot
GWK in Hannover werd 3,5 miljoen liter water in een golfbeweging
gebracht. Onderzoeker Jolanthe Schretlen registreerde tijdens honderden
uren experimenteren wat er gebeurde onder de oppervlaktegolven met
verschillende soorten zand. Hierbij werd de ontwikkeling van een 100 m
lang en 1 m dik zandpakket gevolgd en werden tegelijkertijd
detailmetingen uitgevoerd van water- en zandstromen, die zich dicht
boven de zandbodem in de zogenaamde golfgrenslaag afspelen. De metingen
hebben niet alleen geleid tot nieuwe inzichten in de dynamica van het
transportproces, maar ook in de grootte en richting van het netto
zandtransport. Een belangrijke uitkomst: de hoeveelheden zand die in
beweging komen zijn groter dan altijd aangenomen is, en zowel
middelfijn als fijn zand wordt netto in de richting van de kust
verplaatst. In Twente gebruikte Jebbe van der Werf (inmiddels werkzaam
bij Deltares) de data uit de experimenten in Hannover om de invloed van
verschillende golfvormen en specifieke effecten van oppervlaktegolven
in een bestaand zandtransportmodel in te bouwen.Tegelijk deed Dominic
van der A in Aberdeen experimenten aan zandtransport onder
zaagtandvormige, dus asymmetrische golven. De uitkomsten van al dit
werk vormde de basis voor een nieuw zandtransportmodel met een sterk
verbeterde beschrijving van de optredende processen, aldus Jan
Ribberink van de Universiteit Twente die het onderzoek samen met Tom
OâDonoghue van de Universiteit van Aberdeen coördineerde. Het model is
bedoeld voor toepassing op de vooroever van de kust tot aan de
brandingszone, een belangrijk gebied dat fungeert als fundament voor de
kust en dat de stabiliteit ervan moet waarborgen.
Nieuw onderzoek: de branding in
Uiteindelijk is dit type experimenten nog te eenvoudig om de realiteit
echt na te bootsen. In werkelijkheid speelt het oplopen van de golven
buiten de branding en vervolgens het breken in de branding zelf immers
een zeer belangrijke rol. In modeltermen geformuleerd betekent dit dat
niet slechts moet worden geëxperimenteerd en gerekend met regelmatig
gevormde en niet-brekende golven maar ook met onregelmatig gevormde en
brekende golven. Dit wordt de kern van het onderzoek in het nieuwe,
zojuist door Technologiestichting STW en de Engineering and Physical
Sciences Research Council (EPSRC) gehonoreerde project âSand transport
under irregular and breaking wave conditionsâ dat de onderzoekers de
komende vier jaar gaan uitvoeren. Bij het onderzoek zijn de bedrijven
Deltares en Arcadis aan Nederlandse kant en HR Wallingford Ltd en ENBE
Ltd aan Britse kant betrokken.
Toepassing
In de wereld van kustonderzoekers, kustbeheerders en baggeraars is een
verbeterd zandtransportmodel voor de mariene omgeving van grote waarde.
Een meer realistisch model voor de voorspelling van kusterosie en
aangroei zal een grote hulp zijn bij het onderhouden van de Nederlandse
kust. Rijkswaterstaat moet nu stranden regelmatig van extra zand
voorzien om kustafslag ongedaan te maken en min of meer afwachten hoe
de zee het extra zand verder verspreidt. Baggeraars zullen veel profijt
hebben van betere inzichten in en voorspellingen van het transport van
zand bij bijvoorbeeld de aanleg van havens in zee (de Tweede
Maasvlakte) en bij de Zandmotor, een idee om gecontroleerd extra
zandtransport van de Noordzeebodem naar de kust te bevorderen. Daarom
sluit het project goed aan bij de Topsector Water en het NWO-thema
Water & klimaat. Het project laat ook zien hoe STW internationale
publiek-private samenwerking kan stimuleren. Dat is van strategisch
belang omdat Nederland weliswaar heel goed is in kustmanagement maar
zeker niet de enige speler in de wereld. Samenwerking met onderzoekers
en bedrijven elders aan het front van nieuwe kennis en inzichten zal de
positie van Nederland versterken.
Over Engineering and Physical Sciences Research Council
The Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) is de
belangrijkste financieringsorganisatie voor ingenieurs- en
natuurwetenschappen in het Verenigd Koninkrijk. ESPRC investeert
jaarlijks £800 miljoen in onderzoek en training om de samenleving
vertrouwd te maken met komende technologische veranderingen.
Het gefinancierde onderzoek varieert van informatietechnologie tot
engineering en van wiskunde tot materialen. Dit onderzoek vormt de
basis voor de toekomstige economische ontwikkeling van het Verenigd
Koninkrijk en is belangrijk voor de ontwikkelingen rondom gezondheid,
lifestyle en cultuur. ESPRC werkt nauw samen met onderzoeksinstellingen
voor andere gebieden. Deze zijn verenigd in Councils UK om gezamenlijk
aan maatschappelijke issues te werken.
---
De missie van Technologiestichting STW is het realiseren van
kennisoverdracht tussen technische wetenschappen en gebruikers. Om dit
te bereiken brengt STW op elk project gebruikers en onderzoekers bij
elkaar en stimuleert zij excellent technisch-wetenschap-pelijk
onderzoek. STW is bij uitstek een netwerkorganisatie. Het netwerk van
STW telt meer dan 1000 bedrijven, waarvan ongeveer 40% technisch
midden- en kleinbedrijf.
---
Voor de redactie:
Meer informatie over het onderzoeksproject bij dr. ir. Jan Ribberink,
Universiteit Twente, e-mail J.S.Ribberink@utwente.nl, telefoon
053-4892767, en over de samenwerking van STW en EPSRC dr. Cor de Boer,
STW, e-mail c.deboer@stw.nl, telefoon 030-6001277.
Meer over SANTOSS op http://www.utwente.nl/ctw/santoss/
Technologie Stichting STW