Vorm van het afslagprofiel - Rekenmodel voor de verwachting van duinafslag tijdens stormvloed

Vorm van het afslagprofiel

De vorm van het afslagprofiel van DUROS-plus wordt als volgt bepaald:

De duinvoet, dat is het punt waar het steile front van het afgeslagen duin overgaat in het veel flauwere profiel van het strand, ligt ná afslag op het stormvloedpeil.

De helling van het afgeslagen duintalud is 1:1.

Vanaf de duinvoet ( x = 0; y = 0) verloopt het afslagprofiel parabolisch (loodrecht op de kust) in zeewaartse richting volgens de formule:

                   (1)

tot aan het punt waarvoor geldt:

                                                                                      (2)

en dus:

                                               (3)

Zeewaarts van het punt xmax, ymaxgaat het profiel over in een recht talud onder een helling van 1:12,5 tot het oorspronkelijke dwarsprofiel wordt gesneden.

In de formules (1), (2) en (3) is:

H0s  de significante golfhoogte op diep water [m].

Tp    de golfperiode bij de piek van het energiedichtheidspectrum [s]. w de valsnelheid van het duinzand in zeewater van 5° Celsius [m/s]. x de afstand vanaf de nieuwe duinvoet [m].

x      de afstand vanaf de nieuwe duinvoet [m].

y      de diepte beneden stormvloedpeil [m].

De formules (1) en (3) zijn geldig voor stormvloeden waarbij de piekperioden in het traject 12 s < Tp < 20 s liggen. Voor stormvloeden waarbij geldt Tp < 12 s, wordt Tp = 12 s aangehouden. Voor stormvloeden waarvoor geldt Tp > 20 s, wordt Tp = 20 s aangehouden.

In de formules (1) en (3) is de verhouding 12/Tpopgenomen. Voor een duidelijk enkel- toppig spectrum is dat een aanvaardbare benadering. Voor golfspectra (energiedicht- heidspectra) die duidelijk van de enkeltoppige vorm afwijken is de periode maatTm-1,0 een betere parameter om een dergelijk golfspectrum te karakteriseren. Als er tijdens de te beschouwen stormvloed sprake is van een spectrumvorm die duidelijk afwijkt van een enkeltoppig spectrum, dient in plaats van de verhouding 12/Tpin de formules (1) en (3), de verhouding 10,8/Tm-1,0te worden gebruikt.

De valsnelheid w wordt berekend met de formule:

                                    (4)

In formule (4) is:

w      de valsnelheid van het duinzand in zeewater [m/s].

D50 maat voor de korreldiameter van het duinzand (50% van het gewicht van een monster is fijner).

Formule (4) is afgeleid voor zeewater met een temperatuur van 5° Celsius [Waterloopkundig Laboratorium (1983)]. De te berekenen valsnelheden worden gebruikt tijdens de gehele (winter)periode waarin zware stormvloeden kunnen worden verwacht.

In de figuren 2 en 3 zijn enkele vormen van afslagprofielen gegeven als functie van golfperiode en korreldiameter (valsnelheid in de formules) van het duinzand.

In DUROS-plus ligt na afloop van de stormvloed de overgang tussen het steil afgeslagen duinfront (1:1) en het veel flauwere afslagprofiel precies ter hoogte van het maximum stormvloedpeil zoals dat tijdens de stormvloed is bereikt. Er wordt dus niet met enige golfoploop rekening gehouden in het rekenmodel. Voor zeer zware stormvloeden met hoge waterstanden, waarbij er relatief veel zand naar dieper water zal worden afge- voerd, is dat wellicht een aanvaardbare aanname. Eén en ander laat uiteraard onverlet dat bij veel minder zware stormvloeden, met veel lagere waterstanden, waarbij een begin van duinafslag gaat plaatsvinden, de aantasting van de duinen juist veroorzaakt zal worden door de uitlopende golven. In dergelijke gevallen wordt na afloop van de stormvloed de bedoelde overgang tussen het steil afgeslagen duinfront en het strand op een hoger niveau aangetroffen dan de maximum waterstand die tijdens de stormvloed wordt bereikt.

In vergelijking met de formules voor het afslagprofiel zoals die zijn beschreven in de TAW Leidraad 1984 zijn de volgende opmerkingen te maken:

• In de TAW Leidraad 1984 (DUROS model) werd voor de piekperiode

  Tp steeds 12 s aangehouden.

• In de vergelijking voor het parabolische verloop van het afslagprofiel in DUROS-plus, formule (1), is de factor (12/Tp)0,45 opgenomen. Deze factor heeft tot gevolg dat voor langere golfperioden Tpdan 12 s het afslagprofiel hoger komt te liggen dan voor Tp= 12 s het geval is.

• De factor (12/Tp)0,45 komt ook voor in formule (3).

  De waarde van ymax wordt dan dus kleiner naarmate een langere golfperiode dan 12 s tijdens de stormvloed voorkomt.

• De lengte waarover het afslagprofiel zich ontwikkelt, is niet afhankelijk van de golfperiode.

• Voor Tp≤12 s reduceren de gegeven formules tot de formules in de TAW Leidraad 1984.

• Uiteindelijk komt het erop neer dat in twee stormvloeden waarbij alleen de piekperiode verschilt, er meer duinafslag zal optreden tijdens de stormvloed met de langere golfperiode dan tijdens de stormvloed met de kortere golf- periode.

  

  Figuur 2. Afslagprofielen als functie van Tp

  

  Figuur 3. Afslagprofielen als functie van D50