Technologie Stichting STW

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/