De zandige kust als waterkering - De zandige kust

Aandrijvende krachten

Zoals blijkt uit de recent geologische en historische beschrijving (§ 2.1), vertoont het kustsysteem op grotere tijdschaal aanzienlijke dynamiek. Dat geldt ook op kortere tijdschalen. De dynamiek van de actieve kustbarrière is het gevolg van een wisselwerking tussen de aandrijvende krachten en de weerstand die de verschillende componenten van de actieve kustbarrière bieden.  Aandrijvende krachten zijn: relatieve zeespiegelverandering, getij, wind en golven, en de beschikbaarheid van sediment (via ‘bronnen’ zoals de rivieren, en via ‘putten’ zoals vastlegging in niet-actieve duinen, in afsluitingen en in getijdebekkens).

Componenten die weerstand bieden

Componenten van de actieve kustbarrière die weerstand bieden zijn: vooroever, brandingszone, strand, duinen, vegetatie en kustverdedigingswerken.

Aandrijvende krachten

Verschillende tijdschalen

De eigenschappen van de aandrijvende krachten veranderen continu op verschillende tijdschalen: veranderingen in de (mate van) relatieve zeespiegel- stijging en klimaat op de tijdschaal van de interglacialen (millennia tot eeuwen), veranderingen in het klimaat (wind, golven en stormen) op de decadale tijdschaal veroorzaakt door bijvoorbeeld zonnevlekken en Noord-Atlantische oscillaties, veranderingen in het klimaat op de seizoenstijdschaal, veranderingen op de tijdschaal van het getij, veranderingen op de tijdschaal van extreme condities (storm) en tenslotte veranderingen op de tijdschaal van momentane condities (individuele golven).

Dynamisch systeem

De aandrijvende krachten veranderen voortdurend en de verschillende componenten reageren daarop verschillend in tijd en ruimte. Daardoor is het kust- systeem nooit in zijn geheel in evenwicht (Stive en De Vriend, 1995).

Evenwicht

Evenwicht is er hooguit tijdelijk voor die componenten, die zich ten opzichte van de aandrijvende krachten snel in een (momentane) evenwichtsstand kunnen brengen. Voorbeelden: het flauwere winter- en steilere zomerprofiel van het strand en het duinafslagprofiel. Dit leidt tot de dynamiek van de barrièrekust op de tijdschaal van stormen en seizoenen waarmee iedereen vertrouwd is. Daarnaast is sprake van langzamere veranderingen, zoals verandering van kust- oriëntatie door gradiënten in het netto langstransport in de brandingszone, en van de overige componenten, zoals de vooroever, de duinen landwaarts van de eerste duinregel en de getijdebekkens, die nagenoeg geen gelegenheid hebben om in momentaan evenwicht te komen met de aandrijvende krachten, maar dit wel nastreven. Het resultaat is een voortdurend veranderende kust. Naast fluctuaties door min of meer momentane respons komen langduriger fluctuaties en trendmatige veranderingen voor, die zich uiten in afwisselende erosie of aanzanding (bijvoorbeeld zandgolven) of structurele erosie of aanzanding.

Duinen als onderdeel van de waterkering

Duinen als onderdeel van het zanddelend systeem

De vooroever, de brandingszone, het strand en de duinen vormen een door zanduitwisseling samenhangend geheel dat weerstand levert. Duinen vormen daarin een essentieel onderdeel en fungeren als natuurlijke waterkering. Ondanks de samenhang wordt in deze paragraaf vooral gekeken naar de duinen en de uitwisseling met het strand. De sterkte van een duinwaterkering uit zich voornamelijk in de hoeveelheid en ligging van het zand in de dwarsdoorsnede. Bij zware hydraulische belastingen wordt een beroep gedaan op deze sterkte door herverdeling van het zand in de dwarsdoorsneden. Het profiel past zich daarbij aan aan de hydraulische omstandigheden.

Factoren voor primaire duinontwikkeling

Een primair duin kan onder nogal verschillende omstandigheden worden gevormd. Bij een gesloten barrièrekust die aangroeit zal bij het bereiken van een bepaalde strandbreedte, en mede afhankelijk van de klimaatcondities, een nieuw primair duin kunnen ontstaan. Op deze wijze zijn de duinen van de centrale Hollandse kust ontstaan, waarin diverse duinregels elkaar min of meer parallel opvolgen. Vegetatie en menselijk handelen spelen tevens een rol van betekenis. Bij een open barrièrekust, zoals de Wadden, is er veel minder sprake van het ontstaan van meerdere duinregels. Dat komt doordat de primaire duinregels via overwash (ook wel overslag genoemd) en langstransport naar de zeegaten, landinwaarts meebewegen met de wijkende kustlijn als gevolg van de relatieve zeespiegelstijging (transgressie). Het ontstaan van meerdere duinrijen kon (en kan) hier vooral optreden aan de eilandkoppen als door migratie van de zeegaten en/of onderdelen hiervan een zandoverschot optrad. De resulterende strand- verbreding creëert de voor primaire duinvorming benodigde omstandigheden.

Duinvorming

Bij de ontwikkeling van aanwaaiend zand tot een duin spelen planten, dieren en afval een belangrijke rol (zie figuur 2.7). Op het strand spoelt veel afval en resten van dieren en planten aan. Langs de (storm)vloedlijn (het gebied waar het water (bij storm) de hoogste stand heeft bereikt) stapelt dit materiaal zich op. Hier krijgen kleine planten -vloedmerkplanten genoemd- een kans om te groeien. Zeeraket is een dergelijke vloedmerkplant, die met zijn dikke bladeren erg veel zout kan verdragen. Als deze kleine plantjes enige tijd hebben gekregen om te groeien, krijgen ‘duinvormers’ de kans om de eerste duintjes te vormen. Deze planten groeien bovenop een klein duintje, waar het zoute water is weg- gezakt. Biestarwegras is een duinvormer. Het biestarwegras houdt met zijn wortels en bladeren het zand vast. Hierdoor wordt het duintje steeds steviger. Als het met zand wordt bedekt, is dat niet erg. Biestarwegras kan daar namelijk weer doorheen groeien. Een zoute golf kan het biestarwegras ook prima verdragen. Als het duin ongeveer een halve meter hoog is, gaat er helm groeien. Ook helm groeit met het zand mee, tot ongeveer een meter per jaar. Helm kan ervoor zorgen dat een duin vele meters hoog wordt. De natuurlijke vorming van jonge duinen is goed te zien op de koppen van de Wadden- eilanden, en op delen van de Schouwse kust.

Overwash is de geomorfologische aanduiding voor het optreden van lokale overspoeling van een strandwal of laag duin tijdens extreme condities zoals stormvloeden. Dit leidt tot washover fans, uitwaaierende zandwiggen, achter de oorspronkelijke strandwal. Dit fenomeen is nu nog te vinden op de oostelijke zijde van sommige Waddeneilanden zoals Ameland en de Kwade Hoek op Goeree

Duinafslag en structurele erosie

Duinen als waterkering

De primaire waterkeringsfunctie van de duinen treedt in werking onder zware stormvloeden en bijbehorende golfcondities. Een zware storm met verhoogde waterstand veroorzaakt duinafslag. Het afgeslagen zand komt terecht op de vooroever, die daarmee gaat fungeren als golfbreker waardoor verdere afslag wordt beperkt. Tijdens rustiger perioden wordt er dan weer materiaal richting de zeereep getransporteerd. Wind zorgt voor verder transport naar de duinen. Zonder gradiënten in het netto langstransport zal het duin zich zo weer kunnen herstellen.

Structurele erosie vindt plaats als er wel gradiënten in het netto langstransport bestaan, zoals eerder beschreven vanuit de samenhang binnen het gehele kust- systeem. In dat geval heeft het systeem onvoldoende herstelvermogen. Bij brede duingebieden kan dat in feite geen kwaad: de waterkerende functie wordt niet aangetast.

In smalle duingebieden (zie figuur 2.8) kan structurele erosie er op den duur voor zorgen dat de veiligheid beneden de veiligheidsnorm zakt (Wet op de waterkering, zie bijlage 1). De toetsing van de veiligheid en van de ligging van de kustlijn zijn middelen om dit op tijd te signaleren (TAW, 1999a).