ENGINEERINGNET.NL - Van der Zanden bracht onder meer tot in detail in beeld wat het effect van brekende golven is op de waterbeweging en op de verplaatsing van het zand op de bodem.
Dit leverde essentiële kennis op, waarmee je bestaande modellen kunt verbeteren en op termijn zandsuppleties voor de kust efficiënter kunt maken.
Van de stranden langs de Nederlandse kust spoelt meer zand weg dan dat er bij komt. Rijkswaterstaat spuit daarom jaarlijks zo’n 12 miljoen kubieke meter zand op voor de kust dat vervolgens op het strand aanspoelt en zodoende de kust versterkt.
De bestaande zandtransportmodellen zijn niet nauwkeurig genoeg om goed te bepalen op welke plek je welke hoeveelheid zand moet opspuiten voor een optimale kustbescherming; deze keuzes worden voornamelijk gemaakt op basis van ervaringskennis.
Een belangrijke beperking van de huidige modellen is dat ze onvoldoende rekening houden met het complexe transportgedrag van zand in de branding, de plek waar golven breken, en in de golfoploopzone, de plek waar golven het strand op en af lopen.
De hoeveelheid zand die in de praktijk wordt getransporteerd, kan hierdoor lokaal wel met een factor twee verschillen van de voorspelde waarden. Met zijn promotieonderzoek wilde van der Zanden de fysische processen van zandtransport in de branding en de golfoploopzone beter begrijpen, om zo de bestaande zandtransportmodellen te kunnen verbeteren en daarmee zandsuppleties efficiënter te maken.
In een 100 meter lange golfgoot in Barcelona creëerde hij maar liefst 40.000 keer een identieke golf. Met allerhande metingen onderzocht hij vervolgens wat het effect van de golven was op de 240 kubieke meter zand op de bodem van de golfgoot.
Zo keek hij onder meer hoeveel zand er door de wervelende stromingen die door de golven werden veroorzaakt werd losgewoeld van de bodem en waar dit zand uiteindelijk belandde.
Met verschillende meetinstrumenten werd de concentratie en de snelheid van de zanddeeltjes in het water bepaald, werd gekeken naar de verandering van de bodem en werd de waterdruk op verschillende plekken in de golfgoot bepaald.
Dankzij een aan de Universiteit Twente ontwikkeld meetinstrument was het bovendien mogelijk om, met elektrische metingen, de hoeveel zand een paar millimeter boven de bodem te meten; een laag die een cruciale rol speelt bij het zandtransport.
Uit het onderzoek kwam onder meer naar voren dat de turbulente stromingen veroorzaakt door golven, meer zand loswoelen dan vooraf werd aangenomen. Het zand op de bodem beweegt zich langzaam naar het strand toe, terwijl het omhoog gewervelde zand daarboven zich van de kust af beweegt.
Uiteindelijk bepaalt het samenspel tussen deze twee processen hoeveel extra zand er uiteindelijk op het strand beland. Dankzij dit onderzoek begrijpen we deze fundamentele processen een stuk beter en kunnen de zandtransportmodellen verder verbeterd worden.
(bron en foto: UTwente)
ACHTERGROND
Op 9 december verdedigt Van der Zanden zijn proefschrift. Hij voerde zijn promotieonderzoek uit binnen de vakgroep Water Engineering & Management van UT-onderzoeksinstituut IGS.
Het promotieonderzoek is onderdeel van het grote internationale onderzoeksproject SINBAD, waarbij ook onderzoekers van de University of Aberdeen, de University of Liverpool en Deltares betrokken zijn.
Het onderzoek is financieel mede mogelijk gemaakt door Technologiestichting STW en de Britse Engineering and Physical Sciences Research Council.
Hieronder 2 video's over het onderzoek:
