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: js.houziaux@mumm.ac.be

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