Vera Van Lancker
Sediment– en morfodynamiekBelgische kustzone
Strategic Research Network2007-2011
Management Unit of the North Sea Mathematical ModelsMUMM | BMM | UGMM
NASA, MODIS imagery, March 26, 2007 (http://earthobservatory.nasa.gov)
Fijn materiaal in de waterkolom<< satellietbeelden
Metingen nabij bodem: bij stormen tot 3000 mg/l
<5mg/l
5-1010-20
>40mg/l
<satellieten
Fijn materiaal in de waterkolomuitgaande van satellietbeelden
Sterk hydro-meteo afhankelijk
DoodtijPercentage stroming < 0.3m/s (tijkentering), gemiddeld over 2 getijdencycli (mei 2011)
SpringtijPercentage stroming < 0.3m/s (tijkentering), gemiddeld over 2 getijdencycli (mei 2011)
Data < SediCURVE@SEA (Q4D) + Geologische Dienst Nederland
Percentage slib in de bodem Belgisch-Nederlandse
kustzone (12 nm)
I - Sand dominated non-cohesive sediments
II - Sand dominated cohesive sediments
IV - Clay dominated cohesive sediments
Sedimenttypes
Paleogene geologie BE: zeewaartse data:
Maréchal et al. (1986), De Batist (1989),
De Batist & Henriet (1995)BE: landdata:
Jacobs et al. (2002)
NL: Rabsbank kaart, Ebbing et al. 1992
Renard Centre of Marine Geology
Klei
zK
sZ
sZ zK S
Paleogeen onder de Quartaire deklaag
Le Bot et al., 2003
Sediment-arm
Sediment-rijk
geo.uu.nl
Dikte Quartair< Mathys, 2009
Quartaire afzettingen zijn heel fragmentarisch met een max. dikte 45 m en meestal < 10 m dik
Quartaire deklaagBE vs NL
Z A N D V O O R R A A D
Interpretatie van een reflectieseismisch profiel dwars over centrale deel Kwinte Bank
A
A B
B
Van Lancker et al., 2010Special Issue European Marine Sand and Gravel Resources
#1992-1999 ~ 5m
Bij intensieve ontginning ontstaan depressies, waarvan herstel onzeker is<<korrel van het ontgonnen sediment<<morfo- en sedimentdynamiek<<zeebodemmobiliteit neemt zeewaarts af
Kwinte Bank: Quartair: +/-125 106 m³ waarvan 67 106 m³ of 54% kwalitatieve zandreserves (‘Getijdebank’)
Z A N D T R A N S P O R TZONE 4
KustzoneFijnzandige zandbankenGeulen: slibrijk
ZeewaartsGemiddeld-grove zandbankenGeulen: zand tot grind
12
Actieve uitwasFijne fractie
Aanrijking Fijn zand
Actieve uitwasFijne fractie
Aanrijking Fijn zand
SlibSlib
Van Lancker 1999
Dwarsprofiel kustbanken 1
Kwantificeren volumeveranderingen (periode laatste 10-20j):tot 370.000 m³/j maat langstransport
2
Waterbouwkundig Lab.Data Vlaamse Hydrografie
sedimentatiezone
2
ZEEBRUGGEBE
VLISSINGENNL
Bathymetrie © Deltares 2011Nederlandse Hydrografische Dienst & Rijkswaterstaat Dienst Noordzee
Delta front
BUITENDELTA
N
Residuele stromingenMorfologie bodemvormen
?ZANDBALANS?
0 200 400 600 800distance (m)
-24
-23
-22
-21
dept
h (m
)
0 200 400 600 800 1000 1200distance (m)
-23
-22
-21
-20
-19
dept
h (m
)
0 100 200 300 400 500distance (m)
-9
-8
-7
-6de
pth
(m)
eb-richting
eb-richting
eb-richting
1
2
31
2
31 3
N
Consistente observaties laatste 4j
baggerstortvakken
Sedimentatie langsheen stortplaatsen
Harde klei << verdiepingswerken
Vibrocore
Storten van zand-slib / klei mengsels
•Onderhoudsbaggerwerken•Verdiepingswerken
Analyse bathymetrische data Analyse stortgegevens
1976-1979 1981-1985
Regionale sedimentatie, buiten de grenzen van de stortzones
Analyse vibrocores:• top 25-50 cm variabele samenstelling• natuurlijke en menselijk gestuurdesedimentatie
1 2
3
Korte termijn
Gemiddelde termijn
blauw: sedimentatierood: erosie
Sedimentatie langsheen stortplaatsen
Significante trends
Waterbouwkundig Lab.Data Vlaamse Hydrografie
blauw: erosie!rood: sedimentatie
Erosie/SedimentatieHaveninfrastructuur-werken
0 2 4 6 8 10 12 14
8
10
12
14
Dep
th b
elow
sur
face
(m)
0 2 4 6 8 10 12 140
0.5
1
Vel
ocity
(m/s
)
0 2 4 6 8 10 12 140
2
4
Wav
e he
ight
(m)
0 2 4 6 8 10 12 140
1000
2000
3000
SP
M c
onc
(mg/
l)
Time (days)
2 4 6 8 10 120.5
1
1.5
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
OBS1OBS2
0 2 4 6 8 10 12 140
20
40
60
She
ar s
tess
(Pa)
TKEReynolds
SPM conc (mg/l)
Kustveranderingen:Samengaan van natuurlijke en
menselijk gestuurde sedimentdynamiek
Hoge concentratie van fijnmateriaal nabij de bodem:
gevormd tijdens stormen, maarvoor enkele dagen in het systeem
aanwezig
Fettweis et al., 2010
SPM metingen nabij bodem (MUMM tripode Nov - 5 Dec 2005; MOW1)
SPM hoeveelheid:Kalme periodes: 0.7×106 t(< satellietbeelden)
Tijdens stormen: 3-5×106 t(< metingen)
τ-crit storm up to 40Pa
# 2-4×106 tSPM
Lokale erosie cohesieve sedimenten:(1) Erosie van geconsolideerde
slibafzettingen door golven;(2) Tijdens stormen erosie van zachte
slibafzettingen in de navigatiekanalen
1. Soorten in slibbige fijne zanden:
Uitbreiding
(+ shift in distributie van relatieve densiteiten)
2. Soorten typisch voor zuivere fijne zanden:
Terugschrijding
3. Estuariene soorten
Uitbreiding tot hele kustzone
PI: Jean-Sébastien Houziaux: [email protected]
1
2
3
Gedurende laatste 100j: Toename in de circulatie van fijn
materiaal in de waterkolom
Invloed kustveranderingen:op het benthos
ConclusiesKustlijn van morgen? Randvoorwaarden beperken keuzes
– Slibbige kustzone: verhoogde turbiditeit waterkolom; slib in de geulen– Goed gesorteerde fijnzandige zandbanken <-> grovere zandreserves– Onzekerheden in de sedimentbalans: hoog!
Systeemkennis nodig: integratie metingen – modellen, ter ondersteuning van beleidskeuzes (kosten/baten; risico’s)
Ecosysteemaanpak vereist (levend/niet-levend)Duurzame ontginning van zandreserves: kwantiteit vs kwaliteit
– Technologische vooruitgang biedt mogelijkheden Last but not least: inpassing in Europese regelgeving?
Met dank voor uw aandacht
AANKONDIGING
QUEST4D - Eindconferentie1-2 september 2011
Koninklijk Museum voor Natuurwetenschappen, Brussel
Hoofdthema’s•Natuurlijke vs menselijk gestuurde sedimentdynamiek•Ecosysteemveranderingen << laatste 100j•Sedimenttransport van zand-slibmengsels
<< Satellietbeelden (link BELCOLOUR2 project)<< Metingen<< Modellen