KUSTGENESE G R O O T S C H A L I G E V O R M I N G EN ONTWIKKELING V A N DE NEDERLANDSE KUST VORMING EN TOETSING VAN HYPOTHESEN RIJKSWATERSTAAT, RIJKS G E O L O G I S C H E DIENST, RIJKSUNIVERSITEIT U T R E C H T , T E C H N I S C H E UNIVERSITEIT DELFT, UNIVERSITEIT V A N A M S T E R D A M , VRIJE UNIVERSITEIT V A N A M S T E R D A M , W A T E R L O O P K U N D I G L A B O R A T O R I U M FASE 1 1987 HOOFDRAPPORT KUSTGENESE G R O O T S C H A L I G E V O R M I N G EN ONTWIKKELING V A N DE NEDERLANDSE KUST VORMING EN TOETSING VAN HYPOTHESEN RIJKSWATERSTAAT, RIJKS G E O L O G I S C H E DIENST, RIJKSUNIVERSITEIT U T R E C H T , T E C H N I S C H E UNIVERSITEIT DELFT, UNIVERSITEIT V A N A M S T E R D A M , VRIJE UNIVERSITEIT V A N A M S T E R D A M , W A T E R L O O P K U N D I G L A B O R A T O R I U M FASE 1 1987 HOOFDRAPPORT HOOFDRAPPORT VORMING E N TOETSING VAN SAMENGESTELD M . J . F . Stive HYPOTHESEN DOOR VOORWOORD Het projekt Kustgenese i s een m u l t i d i s c i p l i n a i r samenwerkingsverband, gericht op het beschrijven en k a r a k t e r i s e r e n van het g r o o t s c h a l i g gedrag van de Nederlandse kust, het onderscheiden van de d a a r b i j i n het geding z i j n d e factoren en c o n d i t i e s en het modelleren van de sturende f y s i s c h e processen. Doel d a a r b i j i s , b i j v e r s c h i l l e n d e scenario's van de randvoorwaarden en gebaseerd op zandbalansen, een prognose op te s t e l l e n van de kustontwikkeling met een t i j d h o r i z o n van ca. 200 j a a r . Na een voorbereidingsfase i s het project op 9 mei 1985 gelanceerd. Bewust werd gekozen voor een i n aanvang explorerende en divergerende aanpak. Explorerend waar het b e t r e f t het i n v e n t a r i s e r e n en aanboren van gegevens- een literatuurbronnen, divergerend i n de z i n van onderzoeken welke mogelijke grootschalige fenomenen en processen de kustontwikkeling k a r a k t e r i s e r e n en belnvloeden. Een c u l t u u r i s gegroeid waarin het besef levendig kon worden dat s l e c h t s door een gezameniijke, m u l t i d i s c i p l i n a i r e inbreng en analyse van ideeen en informat i e de kustontwikkeling begrepen kan worden. Daardoor z a l ook de verkregen kennis k a n s r i j k toegepast kunnen worden. Op v e r s c h i l l e n d e onderdelen z i j n reeds b e l a n g r i j k e r e s u l t a t e n geboekt: - nota's z i j n verschenen over de toepassing van mathematische technieken en numerieke modellen op de ontwikkeling van de k u s t l i j n , de k u s t h e l l i n g , zeegaten en g e t i j v a r i a t i e s op geologische t i j d s c h a a l - eerste p u b l i c a t i e s z i j n opgesteld over de geologische opbouw en de kustmorf o l o g i s c h e betekenis van de onderwateroever - kaartbladen z i j n verschenen van de morfologie van de kustz6ne en aangrenzende zeebodem - een eerste zandbalans i s opgesteld voor de kustgebieden a l s ook van enkele getijde-delta's - geologische en h i s t o r i s c h - g e o g r a f i s c h k u s t r e c o n s t r u c t i e s z i j n gemaakt - onderzoek i s gestart naar de morfologische processen en fenomenen i n de ebd e l t a van het zeegat van Texel - studies z i j n uitgevoerd m.b.t. het gedrag i n de t i j d van brandingsruggen van de p o s i t i e van de duinvoet langs de Hollandse kust - oude lodingen en meteorologische gegevens worden toegankelijk gemaakt. en In de voorliggende rapportage worden deze studies niet gecompileerd; daarvoor wordt verwezen naar de i n het hoofdrapport, de l i t e r a t u u r s t u d i e en i n eerdere rapportages opgenomen verwijzingen. Er wordt overigens nadrukkelijk naar gestreefd de b e l a n g r i j k s t e resultaten te presenteren en te publlceren i n een v a k t i j d s c h r i f t . B e l a n g r i j k doel van deze rapportage en met name van het hoofdrapport i s e r i n gelegen een synthese en onderlinge v e r g e l i j k i n g te bieden van de onderscheiden transportmechanismen. Ofschoon i n deze analyse niet tot die convergentie van hypothesen en onderzoeksstrategien kon worden gekomen, die aanvankelijk werd beoogd, wel heel d u i d e l i j k komt naar voren het belang van de factor t i j d en van de veel grotere r u i m t e l i j k e dimensies waarbinnen de kustvormende processen z i c h afspelen. Naast het golfgedreven langstransport i n de brandingszone, " l i t t o r a l d r i f t " , wordt het w a a r s c h i j n l i j k grote belang van u i t w i s s e l i n g met diepere delen van de onderzeese oever aangegeven, "diabathic exchange", een belang dat vooral door een a f s c h a t t i n g van t i j d gelntegreerde geologische ontwikkelingen middels gangbare zandtransport-formules naar voren kon komen. Nog n i e t d u i d e l i j k i s hoe de fysische transportgrootheden zich onderling verhouden en waar, op welke t i j d s c h a a l en i n welke combinatie z i j de kustontwikk e l i n g bepalen; daarop z a l de volgende fase van Kustgenese z i c h ondermeer gaan r i c h t e n . Wel i s het d u i d e l i j k dat met de voorheen overheersende i n z i c h t e n en voorspelmethoden de kustvorming en de kustontwikkeling noch verklaard noch voorspeld kunnen worden. Geen garantie i s nog te geven dat we daar binnenkort, en dan goed fysisch-mathematisch onderbouwd, wel toe i n staat z u l l e n z i j n . De s t e l l i g e verwachting bestaat echter dat we nu meer kans van slagen z u l l e n hebben en dat op grond daarvan ook een betere beoordeling van bestaande en toekomstige beheersmaatregelen gegeven kan worden. Deze rapportage kwam tot stand onder de verantwoordelijkheid en met inbreng van de medewerkenden aan het project. Vooral door deze gemeenschappelijke betrokkenheid z a l Kustgenese voortvarend kunnen voortgaan. Stuurgroep Kustgenese "Een h i s t o r i s c h e studie onzer kust i s bepaald noodig om met eenige grootere mate van zekerheid de toekomstige neigingen van aangroeiing of a f s l a g te kunnen v o o r s p e l l e n . Men kan de algemeene natuurwetten wel opsporen en deze brengen ons ook reeds ver, doch men w i l de proef op de som zien en de t i j d onzer ervaring zoo lang mogelijk verlengen." (Joh. Van Veen, 1937) INHOUD VOORWOORD KORTE OMSCHRIJVING VAN DE INHOUD PER HOOFDSTUK LIJST VAN FIGUREN biz. 1 1. Inleiding 1.1 1.2 1.3 Inleiding Werkwijze Fase 1: Vorming en toetsing hypothesen 1 2 4 1.4 Samenvatting 4 2. Waargenomen kustontwikkeling. 8 2.1 Inleiding 8 2.2 Kustontwikkeling i n de afgelopen eeuwen 10 2.2.1 De ontwikkeling van de duinvoet 10 2.2.2 Specifieke ontwikkelingen langs de kust 11 2.3 De periode van de vorming van de Jonge Duinen 13 2.3.1 De k u s t l i j n rond 1000 AD 13 2.3.2 De Jonge Duinen i n d w a r s p r o f i e l 14 2.3.3 De Jonge Duinformaties langs de kust 15 2.4 Doorbraken i n Zeeland en Noord-Holland 15 2.5 De periode van de vorming van de Oude Duinen 16 2.5.1 De k u s t l i j n van 5000 - 3000 BP 16 2.5.2 De Oude Duinen i n dwarsprofiel 18 3. Hypothesen kustvorming en k u s t o n t w i k k e l i n g . 20 3.1 Inleiding 20 3.2 V o o r s e l e k t i e hypothesen 21 3.3 Hypothese 100-1: 2DH-uitwisseling nearshore-inner shelf 23 3.3.1 Formulering 23 3.3.2 Toelichting 24 3.4 Hypothese 100-2: Langstransport i n nearshore zone 26 3.4.1 Formulering 26 3.4.2 Toelichting 27 3.5 Hypothese 1000-1: U i t w i s s e l i n g nearshore-inner shelf 28 3.5.1 Formulering 28 3.5.2 Toelichting 29 3.6 Hypothese 1000-2: F l u k t u a t i e s zeespiegel 30 3.6.1 Formulering 30 en konklusies INHOUD (vervolg) biz. 31 3.6.2 Toelichting 3.7 Hypothese 1000-3: Menselijke invloed 32 3.7.1 Formulering 32 3.7.2 Toelichting 32 3.8 3.8.1 Hypothese 5000-1: U i t w i s s e l i n g nearshore-inner shelf Formulering 33 33 3.8.2 Toelichting 34 3.9 3.9.1 Hypothese 5000-2: Langstransport i n nearshore zone Formulering 37 37 3.9.2 Toelichting 3 8 3.10 3.10.1 Hypothese 5000-3: Getijde-amplitude bepaalde kust Formulering 39 39 3.10.2 Toelichting 4 0 4. Vergelijkende analyse hypothesen 42 4.1 Inleiding 42 4.2 Ontwikkeling Hollandse kust: langs- of dwarstransport? 42 4.3 De Subboreale kustuitbouw en de Oude Duinvorming 46 4.4 De vorming van de Jonge Duinen 49 4.5 Zeegaten en buitendelta's 52 4.6 Konklusies 53 5. 5.1 Vervolgonderzoek kustgenese Inleiding 59 59 5.2 5.3 Grootschalig kustgedrag, processen en fenomenen Onderzoeksvragen 59 61 LITERATUUR LIJST LEDEN KUSTGENESE FIGUREN KORTE OMSCHRIJVING VAN DE INHOUD PER HOOFDSTUK HOOFDSTUK 1 INLEIDING Naast een algemene i n l e i d i n g op het projekt Kustgenese en de werkwijze binnen het projekt z i j n h i e r i n een samenvatting en de konklusies opgenomen. HOOFDSTUK 2 WAARGENOMEN KUSTONTWIKKELINGEN De waargenomen ontwikkeling en vorming van de kust worden h i e r beschreven onderscheiden naar de t i j d s p e r i o d e n beschouwd door de d r i e Taakgroepen. Naast het geven van een beknopt overzicht i s het voornaamste doel te wijzen op d i e ontwikkelingen waarvoor de hypothesen een v e r k l a r i n g moeten vinden. HOOFDSTUK 3 HYPOTHESEN KUSTVORMING EN KUSTONTWIKKELING In de loop van het projekt z i j n v e r s c h i l l e n d e hypothesen naar voren gekomen zowel vanuit de bestaande l i t e r a t u u r a l s vanuit de ideeen en diskussies ontstaan i n het projekt z e l f . In £en van de deelrapporten (Deelrapport 3) worden a l l e gegenereerde hypothesen t o e g e l i c h t . Voor het Hoofdrapport z i j n deze hypothesen tot een a c h t t a l gekondenseerd; i n d i t hoofdstuk worden deze acht hypothesen geformuleerd en t o e g e l i c h t . HOOFDSTUK 4 VERGELIJKENDE ANALYSE HYPOTHESEN In d i t hoofdstuk worden de hypothesen onderling vergeleken, zodat konklusies kunnen worden getrokken over welke hypothesen op d i t moment van belang worden geacht voor de grootschalige kustontwikkeling i n de toekomst. De aspekten die h i e r b i j een r o l spelen z i j n de zekerheden en onzekerheden met betrekking t o t de processen van kustvorming en -ontwikkeling (SYSTEEM), de benodigde randvoorwaarden en externe invloeden (INPUT) om het proces te kunnen l a t e n p l a a t s vinden, de mate waarin een hypothese verklarend i s voor de waargenomen kustontwikkeling (OUTPUT) en de r e l e v a n t i e die een bepaalde hypothese heeft voor de huidige en toekomstige kustontwikkeling (RELEVANTIE). B i j de konklusies die u i t d i t hoofdstuk volgen staan twee vragen c e n t r a a l : - welke hypothesen kunnen ons helpen b i j het begrijpen en voorspellen van de grootschalige kustontwikkeling ? - welke hypothesen dienen nader of beter onderzocht te worden om deze r o l te kunnen spelen ? HOOFDSTUK 5 VERVOLGONDERZOEK KUSTGENESE In het l a a t s t e hoofdstuk wordt eerst samengevat welke gedachten er i n deze fase van het projekt bestaan ten aanzien van de v e r s c h i l l e n d e aspekten die van belang z i j n voor de grootschalige kustontwikkeling. H i e r u i t b l i j k t welke onderzoeksvragen nog beantwoord moeten worden, hetgeen de leidraad i s voor de onderzoeksprojekten van de komende jaren. LIJST VAN FIGUREN 1 De 10- en 1 0 0 - j a r i g gemiddelde verandering van de huidige Hollandse kust 2 Geomorfologische 3 K u s t l i j n r e k o n s t r u k t i e 0, 800, 1300 en 1980 AD (Ligtendag en Borger, 1987) 4 K u s t l i j n r e k o n s t r u k t i e 5000, 4550, 4000, 3500 en 3000 BP (Beets et a l , 1987) 5 Rekonstruktie kustontwikkeling i n dwarsprofiel (Van Straaten, 1965) 6 Mediane k o r r e l v e r d e l i n g i n p r o f i e l Scheveningen t o t Voorburg kaart van de Hollandse kust (Wiersma en Van Alphen, 1987) (Van Straaten, 1965) 7a Kustuitbouw i n Nederland 7b Kustuitbouw i n A u s t r a l i a 8 Ontwikkeling van de k u s t l i j n i n de periode van 5000 BP t o t heden 9 Ontwikkeling van v i e r k a r a k t e r i s t i e k e k u s t l i j n p o s i t i e s langs de Hollandse kust 10a Kustuitbouw a f g e l e i d u i t waarnemingen en u i t het v e r s c h i l i n k u s t r i c h t i n g periode -3850 t o t -3300 AD of 5000 t o t 4500 BP 10b Kustuitbouw a f g e l e i d u i t waarnemingen en u i t het v e r s c h i l i n k u s t r i c h t i n g periode -2700 t o t -2000 AD of 4000 t o t 3500 BP 10c Kustuitbouw a f g e l e i d u i t waarnemingen en u i t het v e r s c h i l i n k u s t r i c h t i n g periode 1300 t o t 1980 AD 11 Z e e s p i e g e l s t i j g i n g en g o l f k l i m a a t i n het Holoceen 1. 1.1 INLEIDING Inleiding De Nederlandse kuststrook wordt gevormd door een gesloten duinsektie van Hoek van Holland tot Den Helder geflankeerd door een waddenkust i n het noorden en door een deels verdedigde en afgesloten d e l t a i n het zuiden. Het beheer van deze kuststrook v e r e i s t i n z i c h t i n het gedrag van de kust i n de komende decenn i a . H i e r b i j moet tevens d u i d e l i j k z i j n wat de gevolgen z i j n voor de kustontw i k k e l i n g van menselijke ingrepen en van w i j z i g i n g e n i n de n a t u u r l i j k e omstandigheden, zoals s t i j g i n g van de zeespiegel of w i j z i g i n g van het g o l f k l i m a a t . Deze aspekten komen naar voren i n de doelstelling van het projekt Kustgenese: "Het voor de Nederlandse kustzone v a s t s t e l l e n van de grootschalige kustvormende processen en met name van de sedimenthuishouding d i e bepalend i s voor de huidige en de toekomstige l i g g i n g van de k u s t l i j n , teneinde een gefundeerd kustbeheer mogelijk te maken." Middels het projekt Kustgenese wordt beoogd het v e r r i c h t e en nog te v e r r i c h t e n grootschalige kustonderzoek vanuit de v e r s c h i l l e n d e d i s c i p l i n e s i n Nederland te integreren en te stimuleren. Konkreet wordt van het projekt Kustgenese v e r wacht dat i n 1990 een eerste v o o r s p e l l i n g van de toekomstige kustontwikkeling wordt gemaakt. Om deze l a a t s t e d o e l s t e l l i n g te r e a l i s e r e n worden voorlopig de volgende stappen onderscheiden: Fase I (1987) Vorming en toetsing van hypothesen aangaande kustvorming en kustontwikkeling van de gesloten Hollandse kust; Fase I I (1988 en 1989) Verwerven en analyseren aanvullende kennis en eerste opzet van een i n t e g r a a l , grootschalige v o o r s p e l l i n g s model voor de Hollandse kust; tevens analyse wadden en d e l t a kust; Fase I I I (1990) I n t e g r a t i e verworven kennis met het voorspellingsmod e l , v e r i f i k a t i e en oplevering. -2- Ten behoeve van Fase I i s een veelheid aan informatie bijeengebracht door de deelnemers i n het Projekt Kustgenese en -voorzover n i e t reeds gepubliceerdgerangschikt i n v i j f deelrapporten. Het Hoofdrapport geeft een overzicht van de informatie en b e s c h r i j f t i n gekondenseerde vorm de vorming en toetsing van de hypothesen. De rapportage over 1987 bestaat derhalve u i t : HOOFDRAPPORT Vorming en toetsing van hypothesen DEELRAPPORT 1 Input gegevens DEELRAPPORT 2 Overzicht van bijdragen u i t de taakgroepen DEELRAPPORT 3 L i t e r a t u u r s t u d i e s grootschalige processen DEELRAPPORT 4 Samenvatting diverse processtudies a) Morfologisch-sedimentologisch onderzoek i n het i n t e r g e t i j d e gebied (Egmond) (RUU) b) Sedimentdwarstransport langs de Hollandse k u s t l i j n vanaf het begin van de grote kustuitbouw (TUD) c) Invloed van zeespiegelniveau en korreleigenschappen op het dwarstransport (WL) d) P a l e o g e t i j r e k o n s t r u k t i e s (WL, RGD) e) De invloed van zeegaten op de kust (TUD) DEELRAPPORT 5 Analyse van de r o l van langstransport b i j de ontwikkeling van de Hollandse kust Het voorliggende Hoofdrapport i s samengesteld door i r . M.J.F.Stive op basis van de vele bijdragen u i t de Taakgroepen en u i t aanvullend overleg met diverse deelnemers aan het Projekt. 1.2 Werkwijze De werkzaamheden i n het Projekt Kustgenese worden gestuurd door een Stuurgroep en uitgevoerd i n de Taakgroepen 100, 1000 en 5000. De benaming van de Taakgroepen r e f e r e e r t aan de afgelopen t i j d s p e r i o d e die de v e r s c h i l l e n d e Taakgroepen bestuderen. Het bestuderen van de kustvorming van Nederland op deze ver- -3- s c h i l l e n d e t i j d s c h a l e n gebeurt t r a d i t i o n e e l vanuit v e r s c h i l l e n d e d i s c i p l i n e s , ingegeven door de beschikbare technieken enerzijds en de informatie anderzijds Deze v e r s c h i l l e n d e d i s c i p l i n e s worden i n de Taakgroepen van het Projekt Kustgenese b i j elkaar gebracht, waarbij gen van de d i s c i p l i n e s i n elke Taakgroep min of meer c e n t r a a l staat. Een globaal beeld van deze centrale d i s c i p l i n e s en de bijdragende i n s t e l l i n g e n i s a l s v o l g t : Taakgroep 100: Geomorfologie en hydrodynamika (Rijkswaterstaat, Dienst Getijdewateren, D i r e k t i e Noordzee, D i r e k t i e NoordHolland en D i r e k t i e Zuid-Holland; R i j k s Geologische Dienst, A f d e l i n g Mariene Geologie; R i j k s u n i v e r s i t e i t Utrecht, A f d e l i n g Fysische Geografie; Technische U n i v e r s i t e i t D e l f t , A f d e l i n g Waterbouwkunde; Waterloopkundig Laboratorium, Sektor Havens, Kusten en Offshore) Taakgroep 1000: H i s t o r i s c h e geografie en geologie ( R i j k s w a t e r s t a a t , Dienst Getijdewateren, D i r e k t i e Noordzee, D i r e k t i e F r i e s l a n d R i j k s Geologische Dienst; U n i v e r s i t e i t van Amsterdam, A f d e l i n g H i s t o r i s c h e Geografie). Taakgroep 5000: Geologie ( R i j k s w a t e r s t a a t , Dienst Getijdewateren, D i r e k t i e Noordzee; R i j k s Geologische Dienst, A f d e l i n g Ondiepe Ondergrond, A f d e l i n g Wetenschappelijk Laboratorium, A f d e l i n g Mariene Geologie; V r i j e U n i v e r s i t e i t , I n s t i t u u t voor Aardwetenschappen ). In de werkzaamheden van de Taakgroepen kan onderscheid gemaakt worden i n (a) het verzamelen van waarnemingsgegevens van kustvorming en externe invloeden, (b) het veldonderzoek en (c) het proces- en modelleringsonderzoek. In de Taakgroep 100 z i j n deze a k t i v i t e i t e n i n aparte Werkgroepen ondergebracht (KI0, V0 en PM). Een overzicht van de deelnemers aan de v e r s c h i l l e n d e groepen i n het Projekt Kustgenese i s gegeven B i j l a g e 1. Op ad-hoc basis dragen daarnaast vele anderen nog b e l a n g r i j k b i j aan voorbereidende en uitvoerende werkzaamheden en studies. -4- 1.3 Fase 1: Vorming en toetsing hypothesen De eerste fase van het projekt Kustgenese i s gericht op de vorming en toetsing van hypothesen aangaande de vorming en ontwikkeling van de Hollandse kust. Om d i t te r e a l i s e r e n i s het volgende nagestreefd: - het b i j elkaar brengen en integreren van de kennis binnen Nederland over de grootschalige kustontwikkeling; - het op basis van deze kennis vormen van hypothesen over de grootschalige kustontwikkeling, die van belang z i j n voor een v o o r s p e l l i n g van deze ontwikkeling; - het toetsen van deze hypothesen om de sterke en zwakke kanten aan te kunnen geven die van belang z i j n b i j het gebruik van de hypothesen voor de voorspelling. Om t o t de vorming van hypothesen te komen i s de informatie die volgt u i t de beantwoording van de volgende vragen e s s e n t i e e l : - welke kustontwikkelingen z i j n i n het verleden opgetreden ? - onder welke omstandigheden vonden die ontwikkelingen plaats en/of welke omstandigheden i n i t i e e r d e n deze ontwikkelingen ? - welke processen geven een v e r k l a r i n g voor de ontwikkelingen ? Ten behoeve van de toetsing van de hypothesen z i j n de volgende eiementen onderscheiden. Een hypothese v e r k l a a r t een of meer s p e c i f i e k e aspekten van een waargenomen kustontwikkeling en onderscheidt d a a r b i j een beginvoorwaarde (de k u s t l i g g i n g ) , randvoorwaarden (meteorologische en hydraulische k o n d i t i e s ) en een kustvormend systeem (fysische processen). 1.4 Samenvatting en konklusies In de loop van het projekt Kustgenese z i j n er v e r s c h i l l e n d e hypothesen naar voren gekomen, die gericht z i j n op een v e r k l a r i n g van een of meer s p e c i f i e k e aspekten van een waargenomen kustontwikkeling of op faktoren en processen die de grootschalige kustontwikkeling kunnen bepalen of belnvloeden. Een overzicht van a l l e gevonden en gegenereerde hypothesen i s gegeven i n Deelrapport 3. Ten behoeve van d i t Hoofdrapport heeft er een v o o r s e l e k t i e plaatsgevonden. H i e r b i j z i j n de hypothesen op hun essentie ( i n casu het onderkende systeem of fysische proces) en n i e t op s p e c i f i e k e uitwerkingen (de verbanden tussen waarnemingen en veronderstelde initie'rende invloeden) beschouwd. D i t heeft geresulteerd i n -5- acht hypothesen, die i n d i t Hoofdrapport z i j n beschreven en zo uniform mogel i j k t o e g e l i c h t . H i e r b i j i s - i n navolging van het i n het projekt gevolgde proces van hypothesevorming- vastgehouden aan een i n d e l i n g volgens de v e r s c h i l lende taakgroepen. B i j het onderbouwen, beoordelen en t o e l i c h t e n van de hypothesen (Hoofdstuk 3) i s voorzover mogelijk de ISO benadering gehanteerd om de s p e c i f i e k e aspekten te onderscheiden, i n de volgorde: - Waargenomen kustontwikkeling (OUTPUT); - Het proces van kustontwikkeling (SYSTEEM); - U i t g a n g s s i t u a t i e en externe invloeden (INPUT). Er i s r e l a t i e f groot belang gehecht aan het onderkennen van deze d r i e aspekten i n een hypothese omdat b i j het ontbreken hiervan een vergelijkende beoordeling van de hypothesen m o e i l i j k of onmogelijk wordt. In tweede i n s t a n t i e z i j n de hypothesen onderling vergeleken (Hoofdstuk 4), zodat konklusies konden worden getrokken over welke hypothesen op d i t moment van belang worden geacht voor de g r o o t s c h a l i g e kustontwikkeling i n de toekomst. De aspekten die h i e r een r o l spelen z i j n de zekerheden en onzekerheden met betrekking tot de processen van kustvorming en -ontwikkeling (SYSTEEM), de benodigde randvoorwaarden en externe invloeden (INPUT) om het proces te kunnen l a t e n plaatsvinden, de mate waarin een hypothese verklarend i s voor de waargenomen kustontwikkeling (OUTPUT) en de r e l e v a n t i e die een bepaalde hypothese heeft voor de huidige en toekomstige kustontwikkeling (RELEVANTIE). De k o n f r o n t a t i e van de hypothesen i s gedaan vanuit v i e r invalshoeken, waarvan de verwachting i s dat deze voldoende, bekende eiementen bevatten om de hypothesen op genoemde aspekten te v e r g e l i j k e n , t.w.: (1) langstransport versus dwarstransport gezien de kustontwikkeling over de l a a t s t e 5000 jaar; (2) de Subboreale kustuitbouw en Oude Duinvorming; (3) de vorming van de Jonge Duinen; (4) gedrag van zeegaten. Naar aanleiding van deze v e r g e l i j k i n g i s de score van de hypothesen op de v i e r aspekten - r e l e v a n t i e , input, systeem en output- onderzocht. B i j het trekken van konklusies h i e r u i t z i j n twee vragen c e n t r a a l gesteld: -6- - welke hypothesen kunnen ons helpen b i j het begrijpen en voorspellen van de grootschalige kustontwikkeling ? - welke hypothesen dienen nader of beter onderzocht te worden om deze r o l te kunnen spelen ? Gerelateerd aan de l a a t s t e vraag moet gekonkludeerd worden dat i n d i t stadium s l e c h t s van een beperkt aantal hypothesen gesteld kan worden dat onze kennis (van INPUT en SYSTEEM) voldoende i s om hun p o t e n t i e l e r o l voor de v o o r s p e l l i n g van de kustontwikkeling te kunnen v a s t s t e l l e n . Met betrekking t o t het SYSTEEM ( s t e l s e l van fysische processen) i s - i n volgorde van p r i o r i t e i t - opbouw of aanvulling van kennis nodig van: - de dwarsuitwisseling tussen inner s h e l f , shoreface en nearshore; - de dwarsuitwisseling tussen nearshore en duinen b i j z e e s p i e g e l f l u k t u a t i e s ; - de kustvormende processen b i j substantiele v a r i a t i e van de g e t i j s l a g . Met betrekking t o t de INPUT (de i n i t i e r e n d e k o n d i t i e s ) i s - i n volgorde van p r i o r i t e i t - opbouw of aanvulling van kennis nodig van: - de klimatologische c.q. hydrodynamische v a r i a t i e s die t i j d e n s (1) de periode van strandwalvorming i n het Subboreaal, (2) de periode van Jonge Duinvorming en (3) de l a a t s t e eeuw, de dwarsuitwisseling tussen inner s h e l f , shoreface en nearshore beinvloed hebben; - de mogelijke z e e s p i e g e l f l u k t u a t i e s d i e t i j d e n s de periode van Jonge Duinvorming de dwarsuitwisseling tussen nearshore en duinen beinvloed hebben; - de mogelijke v a r i a t i e van de g e t i j s l a g d i e t i j d e n s de periode van strandwalvorming i n het Subboreaal de kustvormende processen beinvloed heeft. Voor de v o o r s p e l l i n g van de kustontwikkeling z i j n we vooral geinteresseerd i n een goede b e s c h r i j v i n g van het SYSTEEM (het samenstel van fysische processen) dat de kustontwikkeling bepaalt. Voor de nadere beoordeling van de hypothesen met betrekking t o t de vraag welke hypothesen -op grond van onze huidige kennisons kunnen helpen b i j deze v o o r s p e l l i n g i s belang gehecht aan de aspekten: - RELEVANTIE van het systeem voor de v o o r s p e l l i n g van de toekomstige kustontwikkeling; - ALGEMEEENHEID van het systeem voor de v o o r s p e l l i n g van de toekomstige kustontwikkeling. U i t een kombinatie van de aspekten r e l e v a n t i e en algemeenheid van het systeem volgt dat vooral het dwars-uitwisselingssysteem ("diabathic exchange") beter begrepen moet worden; dat i s op d i t moment het meest gespecificeerde systeem dat a l s uitgangsmodel gekozen kan worden om de h i s t o r i s c h e en de toekomstige kustontwikkeling te verklaren. Een te verwachten en reeds geuit punt van k r i t i e k h i e r b i j i s dat het u i t w i s s e l l i n g s s y s t e e m tussen inner shelf en nearshore zo algemeen (weinig gespecificeerd) i s ( " a l l e processen z i t t e n e r i n " ) dat hiermee l o g i s c h e r w i j s de kustontwikkeling kan worden v e r k l a a r d . Het i s inderdaad zo dat d i t model ruimte laat voor meer processen dan gewoonlijk door de kustingenieur worden beschouwd. Toch i s het nieuwe, centrale element i n d i t model de u i t w i s s e l i n g i n dwarsrichting op een grote t i j d - en ruimteschaal, waarvan b l i j k t dat d i t b e l a n g r i j k moet z i j n voor de grootschalige kustontwik- k e l i n g . Ook i n de i n t e m a t i o n a l e l i t e r a t u u r worden deze geluiden nog mondjesmaat maar d u i d e l i j k geuit; w i j moeten d a a r b i j a a n s l u i t e n . Tenslotte z i j n i n Hoofdstuk 5 de gedachten geordend die er i n deze fase van het projekt bestaan ten aanzien van de v e r s c h i l l e n d e aspekten die van belang z i j n voor de grootschalige kustontwikkeling. H i e r u i t volgen de onderzoeksvragen die nog beantwooord moeten worden. Deze vragen vormen de l e i d r a a d voor de formulering van de onderzoeksprojekten van de komende jaren. -8- 2 WAARGENOMEN KUSTONTWIKKELING 2.1 Inleiding In d i t hoofdstuk worden de waargenomen ontwikkeling en vorming van de kust beschreven, waarbij onderscheid wordt gemaakt naar de t i j d s p e r i o d e n beschouwd door de d r i e Taakgroepen. Naast het geven van een beknopt overzicht i s het voornaamste doel te wijzen op de effekten waarvoor de hypothesen een v e r k l a r i n g moeten vinden. In het projekt Kustgenese r i c h t e n we ons vooral op de grootschalige kustvormende en kustontwikkelende processen. In f l u k t u a t i e s en i n door menselijk han- delen geinduceerde ontwikkelingen op een t i j d s c h a a l k l e i n e r dan decennia en een ruimteschaal k l e i n e r dan 100 m. ( z i e schets) z i j n we minder of gelnteresseerd, dan i n de ontwikkeling op een grotere t i j d - en ruimteschaal. kustligging (schaal hm) door menselijk ingrijpen geinduceerde kleinschalige ontwikkeling tijd Schets 1 (schaal decennia) "Autonome"en geinduceerde k l e i n s c h a l i g e k u s t l i j n o n t w i k k e l i n g Deze l a a t s t e wordt wel aangeduid met de term "autonome" ontwikkeling, maar het autonome karakter - i n de z i n van door de natuur a l l e e n bepaald- wordt zeker tegenwoordig verstoord door menselijke ingrepen met grootschalige konsequent i e s ( a f s l u i t i n g Zuiderzee, Deltawerken, C02-geinduceerde z e e s p i e g e l s t i j g i n g ) . Voor een kort overzicht van de b e l a n g r i j k e , waargenomen kustontwikkelingen i s een t i j d s t a b e l gemaakt ( z i e volgende b l a d z i j d e ) . Zowel de kalenderjaarduiding a l s de C14-jaarduiding i s aangegeven (de C14-tijdschaal i s n i e t l i n e a i r ; met toenemende ouderdom w i j k t de C14-tijdschaal sterker af van de h i s t o r i s c h e t i j d s c h a a l ) . In de navolgende paragrafen wordt op de waargenomen ontwikkelin- -9- gen nader ingegaan. B i j de b e s c h r i j v i n g van de ontwikkelingen op de geologi- sche schaal z i j n de tijdsaanduidingen zoveel mogelijk i n termen van C14 jaren, herkenbaar aan de s c h r i j f w i j z e " j a a r t a l BP". Meer recente tijdsaanduidingen z i j n zoveel mogelijk i n kalenderjaren, herkenbaar aan de duiding " j a a r t a l AD". GEOLOGISCHE OUDERDOM TIJDSINDELING ZEE- WAARNEMINGEN KUSTONTWIKKELING SPIEGEL CIA kalender (m) Laat-Weichselien 10 000 Praeboreaal 9 000 8700 BP Zee dringt op door Nauw van Calais 8300 BP Verbinding tussen noordelijke en z u i d e l i j k e Noordzee komt t o t stand Boreaal 8 OOO 25 7800 BP K u s t l i j n gemiddeld 25 km ten westen van de huidige 7 000 5500 BC 15 Periode van gemiddeld kustachteruitgang waarin Calaisafzettingen I en I I ; Hollandse kust ontwikkelt t o t open wadden kust Atlanticum 6 OOO 5 OOO 3850 - k.5 5000 BP Begin van s l u i t i n g van Hollandse kust, BC Subboreaal 4 OOO van kustuitbouw en Oude Duinvorming; k u s t l i j n gemiddeld 8 km o o s t e l i j k van huidige; Oude Rijnmond wordt a k t i e f 3.0 — Calaisafzettingen I I I en IV 3200 BP S l u i t i n g Zeegat van Bergen 3 000 1.7 1100 BC 2 OOO AD 1.0 Subatlan- ca. 500 AD Doorbraken i n Zeeland ca.1100 AD Doorbraken Kop van Noord-Holland 1000-1180 AD Jonge Duinvorming (fase 1) 1180-1330 AD Jonge Duinvorming (fase 2) 1330-1600 AD Jonge Duinvorming (fase 3) ticum 1 OOO "-1987 Periode waarin de kustvooruitgang stopt en de achteruitgang weer begint; Duinkerke afzettingen O-III; Oude Rijnmond gaat op nonaktief AP- T i j d s t a b e l met k a r a k t e r i s t i e k e aspekten voor de Hollandse kust (de geologische t i j d s c h a l e n z i j n naar Zagwijn, 1986). -10- 2.2 2.2.1 Kustontwikkeling i n de afgelopen eeuwen De ontwikkeling van de duinvoet Gezien op een lengteschaal van 10 kilometer i s de Hollandse k u s t l i j n van Hoek van Holland tot Den Helder de afgelopen eeuwen konkaaf van vorm. De autonome ontwikkeling van deze k u s t l i j n op een t i j d s c h a a l van vele dekaden i s er e'en van kustvooruitgang i n het middendeel (van Scheveningen tot Bergen) en van kustachteruitgang aan de randen. De z u i d e l i j k e rand wordt gevormd door de sinds 1870 met havenhoofden beschermde Rijnmonding, waarvan het gedrag n i e t meer autonoom i s maar door menselijke invloed wordt bepaald. De n o o r d e l i j k e rand bestaat u i t het Zeegat van Texel, dat een belangrijke g e t i j - i n l a a t i s voor de Waddenzee en een geprononceerde d e l t a aan de zeewaartse z i j d e heeft. Hier i s door de zeeweringswerken te Den Helder de ontwikkeling nog maar ged e e l t e l i j k a l s autonoom te beschouwen. Sinds 1843 z i j n j a a r l i j k s de p o s i t i e van de duinvoet, de hoogwaterlijn en de l a a g w a t e r l i j n g e r e g i s t r e e r d . Door de r e l a t i e f hoge bemonsteringsfrequentie z i j n i n deze metingen processen op vele t i j d s c h a l e n zichtbaar. Voor Kustgenese interessante t i j d s c h a l e n z i j n groter dan c i r c a 10 jaar zodat een v e r g e l i j k i n g van de 1 0 - j a r i g lopend gemiddelde p o s i t i e van de duinvoet (Figuur l a , bijdrage Taakgroep 100 door Van Vessem) en de over 100 jaar gemiddelde trend i n deze p o s i t i e (Figuur l b naar Edelman en Eggink, 1962) relevant i s . Het b l i j k t dat er weliswaar v a r i a t i e s optreden op de t i j d s c h a a l van 10 j a a r , maar dat er gesproken kan worden van een gemiddelde trend. Volgens Kohsiek (1986) i s het globale beeld voor de gemiddelde l a a g w a t e r l i j n over de periode 1885-1985 a l s v o l g t . Tussen Den Helder en Callantsoog treedt een achteruitgang op van 1,5 m/jaar, tussen Bergen en Scheveningen een vooruitgang van 0,4 m/jaar en tussen Scheveningen en Ter Heijde weer een achteruitgang van 0,5 m/jaar. Naar de duinvoetpositie bezien i s er i n t e g r a a l evenveel v e r l i e s a l s winst aan landoppervlakte langs de Hollandse kust. Echter, u i t de gegevens van kustvooruitgang en -achteruitgang kunnen n i e t zonder meer konklusies getrokken worden over de sedimentbalans i n gebieden die z i c h i n dwarsrichting u i t s t r e k k e n van de duinen tot en met de onderzeese oever. U i t een eerste analyse van de Jarkus profielbestanden (Kohsiek, 1986) b l i j k t bijvoorbeeld dat i n t e g r a a l langs de Hollandse kust de nearshore aktieve wig ( t o t 5 a 7 m. -11- 3 diepte) globaal 2 miljoen m zand per jaar v e r l i e s t (waarvan naar schatting 3 3 een 1/2 miljoen m /jaar aan duinvorming) en 1 miljoen m zand per jaar wint. Verder wordt u i t deze eerste analyse de v o o r z i c h t i g e konklusie getrokken dat de onderzeese oever (dieper dan 5 - 7 m.) van de gehele Nederlandse kust door 3 v e r s t e i l i n g globaal 2 miljoen m 2.2.2 per jaar v e r l i e s t . Specifieke ontwikkelingen langs de kust Geomorfologie Op de geomorfologische kaart (Figuur 2, u i t Wiersma en Van Alphen, 1987) z i j n langs grote delen van de kust naast de vele k l e i n e r e strukturen banken te herkennen, die z i c h vele t i e n t a l l e n kilometers zeewaarts u i t s t r e k k e n . De r e l a t i e tussen deze "shorefaceconnected ridges" en de kustontwikkeling i s nog n i e t duidelijk. Vanuit het vakgebied van de fysische geografie wordt vastgesteld (bijdrage hypothesevorming Kroon, deelrapport 2) dat er r e l a t i e s z i j n tussen bedvormen en sedimentsamenstelling enerzijds en hydrodynamische k o n d i t i e s anderzijds die stroken met bovengenoemde geomorfologische kennis van de Nederlandse onderzeese oever. H i e r u i t wordt gekonkludeerd dat er nu op dieper water (> 15 m) een noordwaarts afnemend sedimenttransport zou optreden en dat er daarnaast een sterke u i t w i s s e l i n g i n dwarsrichting zou z i j n tussen het strand en de duinen met de onderzeese oever tot orde 12 m waterdiepte. Zandgolven_in_de_kustlijngositie V e r s c h i l l e n d e vormen en typen van zandgolven i n de k u s t l i j n p o s i t i e z i j n beschreven en bestudeerd. De lopende, z i c h uitdempende zandgolven op b i j v o o r beeld V l i e l a n d z i j n beschreven en verklaard door Bakker (1968) a l s g e i n i t i e e r d door de verheling van een zandplaat u i t het zeegat en voortgeplant door voornamelijk golfgedreven langstransport. Zandgolven langs de Zeeuwse kust z i j n beschreven door Maranus en Verhagen (1987). Menselijke ingrepen De invloed van menselijke ingrepen op de n a t u u r l i j k e kustontwikkeling van de l a a t s t e paar honderd jaar i s beschreven door onder andere Edelman en Eggink -12- (1962). Een b e l a n g r i j k voorbeeld i s de v e r s t o r i n g van de ontwikkeling door de aanleg i n 1870 van havendammen van IJmuiden. A l s gevolg hiervan schreed de k u s t l i j n l o k a a l 200 m naar voren en s t a b i l i s e e r d e z i c h na ongeveer 30 jaar. Na de verlenging van de havendammen i n 1966 heeft z i c h een s o o r t g e l i j k e ontwikkel i n g ingezet. Getijgeulen Enkele verbanden tussen kusterosie en het gedrag van g e t i j g e u l e n z i j n o.a. gelegd door Bakker en Joustra (1970) en Bakker et a l . (1984). In de eerstgenoemde studie wordt ten aanzien van de strandhoofden op V l i e l a n d gekonkludeerd dat deze e f f e k t i e f z i j n i n de b e s t r i j d i n g van erosie door de g e t i j g e u l l i g g i n g . In de laatstgenoemde studie wordt de preventieve werking van paalschermen tegen erosie door g e t i j g e u l e n onderzocht. Een konklusie was dat de schaal waarop g e t i j g e u l e n a k t i e f z i j n zo groot i s dat het effekt van paalschermen beperkt i s . E s t u a r i a en_buitendelta^s De kusterosie aan de beide begrenzingen van de schone, i n het midden sedimenterende kust wordt i n het algemeen gerelateerd aan de sediment-attraktie van de e s t u a r i a aldaar. Over de typerende n a t u u r l i j k e ontwikkeling van de g e t i j i n l a t e n wordt door Schoorl (1973) geschreven "... dat een g e t i j g a t i n de kop van Noord-Holland t i j d e n s z i j n o n t p l o o i i n g en maximale werking een steeds z u i d e l i j k e r bedding u i t s c h u u r t ; t i j d e n s het verzandingsproces en de s l u i t i n g van het gat verplaatst de kustopening z i c h noordwaarts en wordt vervolgens dichtgeknepen." De t i j d schaal van d i t proces wordt bepaald door de aanzandingssnelheid van het estuarium. De buitendelta's van de Waddeneilanden (Razende B o l , Westergronden, Zeegat van het V l i e ) worden i n hun autonome ontwikkeling r e l a t i e f weinig gestoord door menselijke ingrepen. U i t lopend onderzoek kan mogelijk de invloed van de afsluitdijk (1932) naar voren komen. Anders l i g t d i t voor de Zeeuwse buiten- d e l t a ' s , die met name door de gehele g e d e e l t e l i j k e a f s l u i t i n g e n a a n z i e n l i j k e veranderingen ondergaan. -13- 2.3 2.3.1 De periode van de vorming van de Jonge Duinen De k u s t l i j n rond 1000 AD In de Middeleeuwen begint langs de Hollandse kust een b e l a n g r i j k e periode van nieuwe duinvorming (Jonge Duinen). Zagwijn (1984) p l a a t s t de eerste vorming van de Jonge Duinen i n de periode 1000 AD - 1200 AD. Of d i t ook i s samengegaan met een verandering van het gedrag van de k u s t l i j n i s n i e t goed bekend. Onze geologische kennis van het k u s t l i j n g e d r a g i n de voorafgaande eeuwen i s beperkt. Tot vlak voor onze j a a r t e l l i n g moet de kust i n het deel n o o r d e l i j k van IJmuiden nog z i j n voortgeschreden ( v e r g e l i j k huidige en voor 3000 BP gerekonstrueerde k u s t l i j n i n Figuur 4); voor het deel ten zuiden hiervan i s d i t onbekend vanaf c i r c a 3000 BP omdat de k u s t l i j n daar vanaf dat moment w e s t e l i j k van onze huidige k u s t l i j n heeft gelegen zodat geologische r e k o n s t r u k t i e n i e t goed mogelijk i s . Op grond van h i s t o r i s c h e gegevens i s door Ligtendag en Borger (1987) een r e k o n s t r u k t i e gemaakt (Figuur 3) van de k u s t l i j n l i g g i n g i n 0, 800 en 1300 AD. H i e r u i t zou b l i j k e n dat reeds i n het begin van onze j a a r t e l l i n g de l i g g i n g van het c e n t r a l e deel van de Hollandse kust een s t a b i e l e i s . Met uitzondering van de kustboog ten noorden van Bergen (niet weergegeven i n Figuur 3 ) , z i j n ook de overige veranderingen i n de gehele periode van 0 tot heden, t.w. de terugs c h r i j d i n g e n aan de randen, gering. De kustboog ten noorden van Bergen ondergaat i n de periode van 800 tot 1300 b e l a n g r i j k e veranderingen, waarbij de w e s t e l i j k e k u s t l i j n p o s i t i e orde 10 km t e r u g s c h r i j d t ( z i e Schoorl, 1973). U i t de k u s t l i j n r e k o n s t r u k t i e b l i j k t n i e t dat de w a a r s c h i j n l i j k grote hoeveelheid sediment die hierdoor beschikbaar komt gebruikt wordt (eventueel t i j d e l i j k ) voor kustuitbouw van de Hollandse kust. Veel van het sediment i s waarschijnl i j k door "wash-overs" op het land gezet (Jelgersma, pers. med.). Met een uitzondering voor het gedrag van de kustboog n o o r d e l i j k van Bergen moet h i e r melding gemaakt worden van d i s c r e p a n t i e tussen het door de (Beets en Jelgersma, pers. med.) RGD vermoede gedrag van de Hollandse k u s t l i j n van 0 tot 1300 en de bovengenoemde h i s t o r i s c h e r e k o n s t r u k t i e . Op grond van de geologische k u s t l i j n r e k o n s t r u k t i e voor 3000 BP meent de RGD dat er vele andere l i g g i n g e n voor 0 AD mogelijk en w a a r s c h i j n l i j k ( e r ) z i j n ; i n ieder geval vermoedt de RGD een grotere dynamiek. Hiernaast kan vermeld worden dat K l i j n (1981) over de herkomst van het Jonge Duin zand erosie van de Oude Duinen, dus kustachteruitgang aanneemt. Wiersma (1987, z i e deelrapport 3) daarentegen -14- neemt i n d i t verband j u i s t een vooruitgaande l i g g i n g van de LW-lijn aan a l s gevolg van zeespiegel f l u k t u a t i e s . Vooralsnog moet i n het huidige kader van Kustgenese de k u s t l i j n l i g g i n g i n het begin van onze j a a r t e l l i n g tot aan het begin van de Jonge Duinvorming a l s onzeker worden beschouwd. Volgens Roep (1984) i s de zandafvoer v i a de Oude Rijnmonding enkele eeuwen BC gestopt. De bijbehorende d e l t a z a l z i j n gaan eroderen, maar of z i c h i n noordel i j k e en z u i d e l i j k e r i c h t i n g kustuitbouw heeft gemanifesteerd i s onbekend. In de k u s t l i j n r e k o n s t r u k t i e i s rond 800 AD nog een restant zichtbaar van de Oude R i j n d e l t a , maar deze i s i n morfologische z i n opgeruimd rond 1300 AD. Dit past overigens i n de konstateringen dat aan het einde van de l i e eeuw de Oude R i j n tak d i c h t s l i b d e en werd afgesneden van de zee door de Jonge Duinvorming i n de 12e eeuw (Jelgersma et a l , 1970). Over de d e l t a van de Maas bestaat minder zekerheid; de kaarten van Zagwijn geven de d e l t a i n de l a t e Middeleeuwen ongewijzigd weer ten opzichte van de s i t u a t i e i n de Romeinse t i j d . Voor de periode vanaf 1300 AD worden de h i s t o r i s c h e gegevens a l s meer betrouwbaar geaccepteerd. H i e r b i j mag er vanuit gegaan worden dat sinds deze t i j d de ontwikkeling van de schone Hollandse kust i n h o o f d l i j n e n gekarakteriseerd wordt door erosie ten noorden van Bergen en ten zuiden van Noordwijk. Het kustgebied tussen Castricum en Zandvoort i s min of meer s t a b i e l , althans tussen 1600 en 1750 AD (Ligtendag, 1987). 2.3.2 De Jonge Duinen i n dwarsprofiel In de periode van de vorming van de Jonge Duinen kunnen globaal drie fasen onderscheiden worden (Zagwijn, 1984): Fase I van 1000 - 1180 AD waarin duinen gevormd worden, die sterk mobiel z i j n i n de z i n dat er een landwaartse opeenvolging van duinenrijen ontstaat door overstuiving. Fase I I van 1180 - 1330 AD waarin over de brede lage jonge duingordel vlakke zones van duinvlakten ontstaan. Fase I I I van 1330 - 1600 AD waarin - w a a r s c h i j n l i j k gestimuleerd door geschikte v e g e t a t i e - een aantal hoge duinen wordt gevormd met een paraboolachtig p r o f i e l , sterk l i j k e n d op het huidige d u i n p r o f i e l . -15- Voorafgaande aan Fase I , aan het einde van de periode van de vorming van de Oude Duinen, wordt vermoed dat het k u s t p r o f i e l i n dwarsrichting a a n z i e n l i j k flauwer i s dan tegenwoordig (Van Straaten, 1965, en Zagwijn, 1986). De aanname i s dat b i j v o o r b e e l d de onderwaterhelling tot aan de 5 meter d i e p t e l i j n van de orde 1:200 i s geweest ten opzichte van 1:100 tegenwoordig langs de Hollandse kust. 2.3.3 De Jonge Duinformaties langs de kust De vorming van de Jonge Duinen i s een proces dat langs de gehele Nederlandse kust p l a a t s v i n d t . De beginfase voor de w e s t e l i j k e kust wordt geschat (Zagwijn, 1984) op 1000 - 1200 AD waarbij de i n i t i e l e vorming v o o r a l gevoed wordt door m a t e r i a a l van de onderzeese k u s t h e l l i n g . Voor de F r i e s e eilanden vindt De Jong (1984) 1200 - 1400 AD a l s beginfase waarbij het echter voor d i t gebied n i e t d u i d e l i j k i s of voeding vanuit de onderwateroever 2.4 Doorbraken i n Zeeland en heeft plaatsgevonden. Noord-Holland De paleogeografische r e k o n s t r u k t i e door Zagwijn (1986) voor Zeeland laat globaal het volgende beeld z i e n . Zeeland i s sinds 3700 BP aan de z e e z i j d e beschermd door een brede duinstrook, landwaarts waarvan z i c h u i t g e s t r e k t e veengebieden kunnen vormen. De enige onderbreking wordt gevormd door de loop van de Schelde, die dan nog de huidige Oosterscheldeloop v o l g t . Ondanks de z e e s p i e g e l s t i j g i n g en de i n het algemeen voor de Nederlandse kust toenemende getijdewerking b l i j f t het beeld van Zeeland s t a b i e l gedurende zo'n 2000 j a a r . Vanaf de Romeinse t i j d (Leenders, 1986) begint de ontwatering en de ontginning door de mens van de inmiddels ontstane hoogveengebieden. Op dat moment i s het Schelde estuarium verbonden met het Maas estuarium. Na de Romeinse omstreeks 500 AD wordt de k u s t l i j n van Zeeland op vele plaatsen doorbroken en ontstaat het estuariene karakter van Zeeland. Nog tot na de Romeinse t i j d wordt het noordwesten van Nederland, ruwweg tussen Bergen en het V l i e gekenmerkt door een geprononceerde kustboog, die s l e c h t s op gen plek, t e r hoogte van het huidige Texel, een g e t i j i n l e t kent. In de Middeleeuwen tussen c i r c a 800 en 1300 AD treedt een b e l a n g r i j k e t e r u g s c h r i j d i n g van de kust van c i r c a 10 km op i n d i t gebied. Naast de z e e s p i e g e l s t i j g i n g worden als oorzaken gezien zowel stormvloeden (t.w. i n 1170 en 1196 AD volgens De -16- Mulder, 1984) a l s ontginning van de veengebieden. Met betrekking tot d i t l a a t ste proces c i t e e r t Schoorl (p.39, 1973) Edelman (1974): " P r i n c i p a l i c k die Sint Olofsche en de Luijnkercksche conversen, die op Wieringen ende Tessel ende op ' t land tussen beijden woonden, want die veel slooten ende diepe vaarten om- trent die eilanden ghemaeckt hadden .... waardoor die Noortsee z i j n inganch ende cracht heeft ghecreghen". Doorbraken l a t e n zien dat de geulen v e e l a l het bestaande patroon van s l o t e n en vaarten volgden. Aan de doorbraak van de kustboog en de v e r n i e t i g i n g van de veengebieden wordt i n ieder geval bijgedragen door het patroon van s l o t e n en vaarten, de i n k l i n k i n g van de ontwaterde venen en de o x i d a t i e van het veen. 2.5 2.5.1 De periode van de vorming van de Oude Duinen De k u s t l i j n van 5000 - 3000 BP Gedurende de r e l a t i e f sterke z e e s p i e g e l s t i j g i n g aan het begin van het Holoceen werd de z u i d e l i j k e Noordzee gevormd waarbij de toenmalige w e s t e l i j k e en noord e l i j k e kustvlakte overstroomde. H i e r b i j was -voorzover bekend- voornamelijk sprake van t r a n s g r e s s i e . Het kustgedeelte vanaf Zeeland tot het Gat van Bergen ontwikkelde zich tot een open waddenkust. Echter, i n de periode 5000 - 3000 BP vormde z i c h aldaar een min of meer gesloten kust, die z i c h ondanks de zeespieg e l s t i j g i n g i n zeewaartse r i c h t i n g u i t b r e i d d e . Er vond regressie p l a a t s . J u i s t het f e i t dat er een regressie van de zee plaatsvond i n de periode van 5000 - 3000 BP heeft het mogelijk gemaakt een v r i j nauwgezette geologische rekonstruktie te maken van de k u s t l i g g i n g i n deze periode. Van Straaten (1961) publiceerde gegevens hieromtrent a l s eerste. De meest recente gegevens z i j n verzameld i n het RGD-Rapport Kustgenese 1 (Beets et a l , 1987). Omstreeks 3000 BP bevindt de k u s t l i j n ten zuiden van Zandvoort z i c h reeds w e s t e l i j k van de huidige; h i e r i s de geologische rekonstruktie a l onzeker en wordt hierna prakt i s c h onmogelijk. H i e r b i j i s een b e l a n g r i j k vraagpunt wat de hoofdbeweging (voor- of achteruitgang) van deze k u s t s e k t i e geweest i s . Ten noorden van Zandvoort l i g t de k u s t l i j n dan nog o o s t e l i j k van de huidige en u i t geologische gegevens v a l t op te maken dat nog tot enkele eeuwen BC kustvooruitgang i s opgetreden. Op d i t moment moet gekonkludeerd worden dat vanuit de geologie het k u s t l i j n g e d r a g van zeg 3000 BP tot 1000 BP slecht bekend i s . -17- De k u s t u i t b r e i d i n g van 5000 tot 3000 BP deed z i c h voor i n een 6 t o t 10 km brede zone. Het komplex bestaat u i t een l a t e r a l e a f w i s s e l i n g van strandwallen bedekt door duinen, en tussenliggende strandvlakten. De strandwallen manifesteren z i c h a l s min of evenwijdige ruggen (Figuur 4 ) . Een belangrijke onderbreking van het komplex wordt gevormd door de typerende d e l t a van de Oude R i j n , waarvan bekend i s dat deze z i c h eerst b i j de aanvang van het Subboreaal a k t i e f begint u i t te bouwen en vanaf 4500 BP de enige b e l a n g r i j k e Rijnafvoer wordt. Dat de bijdrage aan de kustvooruitgang van deze Rijnmonding slechts marginaal, l o k a a l en t i j d e l i j k i s , b l i j k t n i e t alleeen u i t de vorm van de d e l t a , maar ook u i t de volgende gegevens. De huidige sedimentaanvoer door de R i j n i s 400.000 m3/jaar, d i t i s althans de hoeveelheid zandig materiaal die j a a r l i j k s stroomafwaarts Lobith wordt gebaggerd om deze op diepte te houden. Nu i s over deze sedimentaanvoer v66r de Romeinse t i j d weinig bekend, maar het i s n i e t w a a r s c h i j n l i j k dat deze groter i s geweest dan tegenwoordig. Enerzijds b l i j k t d i t namelijk n i e t u i t de morfol o g i e van de geulen en de samenstelling van de sedimenten, anderzijds bereikt de vegetatie i n Europa rond 5000 BP een maximum zodat een minimum aan erosie w a a r s c h i j n l i j k i s (Beets et a l , 1987). Verder moet een deel van de sedimentl a s t gebruikt z i j n om de benedenloop van de r i v i e r te v u l l e n over een lengte van t i e n t a l l e n t o t honderden kilometers t e r kompensatie van de effekten van z e e s p i e g e l s t i j g i n g . B i j afname van de snelheid van deze l a a t s t e b l i j k e n decenn i a tot eeuwen nodig om een nieuw evenwicht te vinden. In de periode 0 t o t 1000 AD stopt de zandafvoer van de R i j n v i a de Oude Rijnmonding, mede ten gevolge van het ontsaan van het Zeeuwse en Zuid-Hollandse estuarium. In het globale k u s t l i j n p a t r o o n van de Nederlandse westkust v a l l e n naast de Oude Rijnmonding nog twee eiementen op. In de eerste plaats i s er de geprononceerde kustboog aan de noordelijke begrenzing van het Zeegat van Bergen, waarvan aangenomen kan worden dat de k u s t l i j n daarvan z i c h minstens 10 km meer zeewaarts bevond dan van het kustgedeelte tussen R i j s w i j k en Bergen. In de tweede plaats wijzen de krommingen van de p a l e o k u s t l i j n e n t e r hoogte van Den Haag ( z i e ook de paleogeografische kaarten van Zagwijn, 1986) op de aanwezigheid van een r i v i e r d e l t a . D i t i s v66r 5000 BP de gekombineerde monding van de Maas en de R i j n z i c h uitstrekkend van het H a r i n g v l i e t tot Hoek van Holland; zoals vermeld v e r l a a t de R i j n deze monding maar komt rond 500 AD weer met de Maasmonding samen. -18- Met betrekking tot de r o l van de kustboog ten noorden van Bergen ( i n deze periode hooguit nog te beschouwen a l s o v e r b l i j f s e l van de Texelspur, een pleistocene rug) i s de mening (Jelgersma, 1985) dat deze voornamelijk de s e d i mentbron i s geweest die het estuarium van het Gat van Bergen heeft gevuld. Verder wordt vermoed (Beets, pers. med.) dat deze kustboog ook sediment aan de Waddenzee heeft geleverd, maar het i s v r i j zeker dat de kustboog voor de kustontwikkeling van Bergen tot R i j s w i j k geen r o l van betekenis heeft gespeeld anders dan dat z i j n geprononceerde l i g g i n g noordwaartse k u s t d r i f t v o o r b i j Alkmaar onmogelijk heeft gemaakt, c.q. bescherming bood tegen zuidwaartse k u s t d r i f t ten zuiden van Alkmaar. Met betrekking tot de r o l van de bovengenoemde gekombineerde Maas/Rijndelta l i j k t het althans op grond van het k u s t l i j n g e d r a g mogelijk dat deze a l s s e d i mentbron heeft bijgedragen aan de kustvooruitgang i n het gebied ten noorden van R i j s w i j k . Dit grootschalige patroon van een scheiding tussen kustdriftsystemen (of langstransportsystemen) t e r plaatse van het Zeegat van Bergen wordt min of meer bevestigd door de ook nu nog aanwezige mineralogische samenstelling van de strand- en duinzanden. H i e r u i t kan a f g e l e i d worden dat er een scheiding bestaat tussen de sedimentafkomst n o o r d e l i j k en z u i d e l i j k van Bergen. De n o o r d e l i j k e sedimentprovincie bestaat voornamelijk u i t zanden van pleistocene oorsprong, t e r w i j l de zuidel i j k e bestaat u i t Rijnzanden die deels i n het P l e i s t o c e e n en deels i n het Holoceen z i j n afgezet (Eisma, 1968). De Rijnzanden vormen dus een b e l a n g r i j k e bron voor de vorming van de Oude Duinen en strandwallen, waarbij b l i j k t dat de pleistocene a f z e t t i n g e n b e l a n g r i j k e r z i j n dan de holocene a f z e t t i n g e n (Eisma, 1968; Roep, 1984). 2*5.2 De strandwallen en Oude Duinen i n dwarsprofiel Met betrekking tot de h e l l i n g van het dwarsprofiel b i j de aanvang van de kustuitbouw aan het einde van het Atlanticum ( c i r c a 5000 BP) worden we nog steeds gekonfronteerd met de suggesties van Van Straaten (1965). H i j geeft globaal een h e l l i n g aan t o t 10 meter waterdiepte van 1:500. Gedurende de c i r c a 2500 hierop volgende jaren van kustuitbouw laat h i j de k u s t h e l l i n g v e r s t e i l e n tot 1:200. D i t zou dan ongeveer de k u s t h e l l i n g geweest moeten z i j n b i j de aanvang van of t i j d e n s de periode waarin de strandwallen, p l a a t s e l i j k en/of l a t e r bedekt door de Oude Duinen, z i j n gevormd. -19- Figuur 5 i l l u s t r e e r t de uitbouw van de strandwallen i n de periode 5000 - 2000 BP zoals Van Straaten (1965) deze suggereert. De eerste strandwallen b l i j v e n de zeer flauwe pleistocene ondergrond bedekken, hetgeen moet volgen u i t het basisveen dat i n de overgang naar de holocene a f z e t t i n g e n i s gevonden. De l a t e r e strandwallen worden hieroverheen dakpansgewijs uitgebouwd. Beschouwing van de sedimentbalans i n dwarsrichting b i j de uitbouw volgens Figuur 5 geeft aan dat i n het begin van de periode van kustuitbouw er l a t e r a l e materiaaltoe- voer moet z i j n geweest; l a t e r -zeg van 4000 t o t 3000 BP- i s deze suggestie n i e t aanwezig, maar kan wel u i t Figuur 4 b l i j k e n . Het lopende onderzoek van Van de Valk s t e l t op een b e l a n g r i j k punt de door Van Straaten gesuggereerde opbouw ter d i s k u s s i e . De aanwijzingen z i j n dat de veronderstelde overstepping van de eerste strandwallen o n w a a r s c h i j n l i j k i s . Eerder l i j k t het erop dat de dakpansgewijze opbouw z i c h tot aan de pleistocene ondergrond doorzet. D i t i s b e l a n g r i j k omdat d i t de v e r o n d e r s t e l l i n g van de o o r s p r o n k e l i j k e k u s t h e l l i n g van 1:500 orde 1:300 op losse schroeven zet. Steilheden van worden dan w a a r s c h i j n l i j k e r . U i t de boringen i n het p r o f i e l van Scheveningen tot Voorburg (Figuur 6) geanal y s e e r d door Van Straaten wordt gaande i n v e r t i k a l e r i c h t i n g van een diepte van 10 m naar NAP een vergroving van de sedimentsamenstelling gevonden van globaal 80 naar 220 micrometer. Gebaseerd op een inmiddels aanvechtbare pollenanalyse van Zagwijn (1965) nam Van Straaten aan dat de opeenvolging van de k o r r e l v e r d e - l i n g e n t i j d l i j n e n waren. Het wordt nu reeeler gevonden de l a a t s t e te beschouwen a l s facieszones die door de t i j d snijden (Beets, pers. med.); de dakpansgewijze opbouw die hiermee korrespondeert i s tevens weergegeven i n Figuur 6. Ook deze nieuwe i n t e r p r e t a t i e i s i n overeenstemming met het patroon dat - v o l gens de bijdrage aan de hypothese-diskussie door Kroon (deelrapport 2)- b i j d i s s i p a t i e v e kusten a l s die van Nederland doorgaans wordt aangetroffen: aan het oppervlak r e l a t i e f grove zanden i n de strandzone, op globaal 5 m waterdiepte overgaande i n f i j n e r e zanden i n k l u s i e f enige s l i b a f z e t t i n g e n en op grotere diepte (zeg de grenswaterdiepte waarop de golven nog a k t i e f z i j n ) weer een vergroving. -20- HYPOTHESEN KUSTVORMING EN KUSTONTWIKKELING 3 3.1 Inleiding In de loop van het projekt Kustgenese z i j n er v e r s c h i l l e n d e hypothesen naar voren gekomen, die gericht z i j n op een v e r k l a r i n g van een of meer s p e c i f i e k e aspekten van een waargenomen kustontwikkeling of op faktoren en processen die de grootschalige kustontwikkeling kunnen bepalen of benvloeden. Een overzicht van a l l e gevonden en gegenereerde hypothesen i s gegeven i n deelrapport 3. Ten behoeve van d i t Hoofdrapport heeft er een v o o r s e l e k t i e plaatsgevonden, die beknopt i s beschreven i n paragraaf 3.2. H i e r b i j z i j n de hypothesen op hun essent i e ( i n casu het onderkende systeem of fysische proces) en niet op s p e c i f i e k e uitwerkingen (verbanden tussen waarnemingen en veronderstelde initie"rende i n vloeden) beschouwd. D i t heeft geresulteerd i n acht hypothesen, die i n d i t hoofdstuk nader z i j n geformuleerd en zo uniform mogelijk t o e g e l i c h t . H i e r b i j i s - i n navolging van het i n het projekt gevolgde proces van hypothesevorming- vastgehouden aan een i n d e l i n g volgens de v e r s c h i l l e n d e taakgroepen. De voornaamste doelen van d i t hoofdstuk z i j n : - het op onderling v e r g e l i j k b a r e wijze b e l i c h t e n van de s p e c i f i e k e aspekten van de hypothesen; - het onderbouwen van de hypothesen middels de l i t e r a t u u r i n het algemeen en middels de l i t e r a t u u r - en q u a n t i f i c e r i n g s - s t u d i e s die ten behoeve van het Kustgenese projekt z i j n uitgevoerd of daartoe gebruikt kunnen worden; - het t o e l i c h t e n van sterke en zwakke punten van de hypothesen. B i j het onderbouwen, beoordelen en t o e l i c h t e n van de hypothesen wordt voorzover mogelijk de ISO benadering gehanteerd om de s p e c i f i e k e aspekten te onderscheiden, i n de volgorde: - Waargenomen kustontwikkeling (OUTPUT); - Het proces van kustontwikkeling (SYSTEEM); - U i t g a n g s s i t u a t i e en externe invloeden (INPUT). Er wordt r e l a t i e f groot belang gehecht aan het onderkennen van deze d r i e aspekten i n een hypothese omdat b i j het ontbreken hiervan de l a t e r e beoordeling van een hypothese (Hoofdstuk 4) m o e i l i j k of onmogelijk wordt. -21- Met betrekking t o t de plaatsaanduidingen i s er vooral behoefte aan deflnltles van de v e r s c h i l l e n d e zones i n de r i c h t i n g loodrecht op de kust. Aangezien de v e r s c h i l l e n d e d i s c i p l i n e s niet bepaald eenduidig z i j n i n de d e f i n i t i e s , i s h i e r gekozen voor een d e f i n i e r i n g die vanuit deze studie p r a k t i s c h wordt geacht ( z i e schets). D i t betekent een v r i j grove i n d e l i n g , d i e het d i c h t s t l i g t b i j de E n g e l s t a l i g e geomorfologische l i t e r a t u u r . dunes (duinen) Schets 2 3.2 MHW ^ nearshore (brekerbodcm) 5-7 m ^ 15-25 m , inner shoreface (onderzeese oever) shelf (zeebodem) Aanduiding van kustzones i n dwarsrichting. Voorselektie hypothesen Ten behoeve van de formulering en t o e t s i n g van de hypothesen i n d i t rapport heeft een v o o r s e l e k t i e plaatsgevonden, zodat de h i e r gepresenteerde hypothesen qua karakter en onderscheiden aspekten v e r g e l i j k b a a r z i j n . Hiertoe z i j n de kustvormende systemen ( s t e l s e l s van processen) grofweg ingedeeld i n dwarstransport en langstransport. Verder z i j n de externe, aansturende randvoorwaarden gegroepeerd i n : - zeespiegelniveau; - g e t i j klimaat; - g o l f - en windklimaat; - menselijke invloeden. Voor ieder van de d r i e t i j d s c h a l e n door de Taakgroepen beschouwd z i j n de opges t e l d e hypothesen zodanig geherformuleerd dat z i j kunnen worden beschreven middels een kombinatie van bovengenoemde kustvormende systemen en externe randvoorwaarden. Alvorens d i t nader toe te l i c h t e n , wordt nog het volgende opgemerkt ten aanzien van de r o l van de s t i j g i n g van de zeespiegel. -22- Een centraal element i n het proces van kustvorming en kustontwikkeling wordt gevormd door de r e l a t i e v e z e e s p i e g e l s t i j g i n g , die bestaat u i t v e r s c h i l l e n d e komponenten, waaronder de g l a c i o - e u s t a t i s c h e s t i j g i n g en de s t i j g i n g door tektonische bodemdaling (Deelrapport 3). Zeker i n het Vroeg-Holoceen i s deze z e e s p i e g e l s t i j g i n g d u i d e l i j k verantwoordelijk voor kustachteruitgang door transgressie van de zee over de door het Pleistoceen bepaalde topografie. Ook heden ten dage kan de z e e s p i e g e l s t i j g i n g nog verantwoordelijk worden gehouden voor een aandeel i n de kustachteruitgang. D i t l i g t echter zo voor de hand dat een e x p l i c i e t e hypothese i n deze z i n achterwege i s gelaten. De gestelde hypothesen z i j n j u i s t bedoeld om een v e r k l a r i n g te geven van a f w i j k i n g van het patroon van uniforme t r a n s g r e s s i e . Verder z i j n er door d i f f e r e n t i e l e tektoniek w e l l i c h t langs de Nederlandse kust enige v e r s c h i l l e n i n r e l a t i e v e zeespiegelbeweging opgetreden. In het huidige stadium i s het echter r e e e l deze v e r s c h i l len buiten beschouwing te l a t e n en wordt verder s l e c h t s gesproken van - g e l i j k veronderstelde- z e e s p i e g e l s t i j g i n g voor de t o t a l e Nederlandse kust. Op de t i j d s c h a a l van 7500 jaar kunnen v a r i a t i e s i n a l l e randvoorwaarden, afgez i e n van menselijke invloeden, van belang z i j n geweest voor de kustontwikkel i n g . Zowel langs- a l s dwarstransport l i j k e n een r o l te kunnen hebben gespeeld. De v o o r s e l e k t i e l e v e r t dan a l s hypothesen: - Hypothese 5000-1: dwarstransport beinvloed door veranderingen i n zeespiegelniveau en g o l f - en windklimaat; - Hypothese 5000-2: langstransport door met name g o l f k l i m a a t ; - Hypothese 5000-3: langs- en dwarstransport spelen een r o l b i j de overgang van een open naar een gesloten kust a l s de g e t i j s l a g afneemt. Op de t i j d s c h a a l van 1000 jaar wordt de verandering van de g e t i j s l a g n i e t van belang geacht. Dwars- en langstransporten kunnen beiden een r o l gespeeld hebben onder diverse randvoorwaarden: - Hypothese 1000-1: dwarstransport beinvloed door veranderingen i n g o l f - en windklimaat ( a l s gevolg van bv. klimatologische veranderingen); - Hypothese 1000-2: dwarstransport beinvloed door veranderingen i n de s t i j g i n g van het zeespiegel; - Hypothese 1000-3: menselijke invloeden van overwegend belang. -23- Op de t i j d s c h a a l van 150 jaar spelen veranderingen i n het zeespiegelniveau en menselijke ingrepen geen overwegende r o l . De g e t i j a m p l i t u d e i s i n deze periode weliswaar aan veranderingen onderhevig; maar de invloed ervan op het zandtransport i s echter nog n i e t bekend. V a r i a t i e s i n de kustontwikkeling z i j n dus h o o f d z a k e l i j k terug te voeren op v a r i a t i e s i n wind- en g o l f k l i m a a t . Dit heeft zowel invloed op langs- a l s dwarstransport. Dat langstransport op deze t i j d schaal een r o l speelt i s algemeen geaccepteerd; een hypothese die enkel dwarstransport b e s c h r i j f t i s dan ook n i e t geformuleerd. Wel een hypothese waarin de kombinatie van langs- en dwarstransport wordt aangenomen en een waarin a l l e e n langstransport wordt beschreven. Op deze wijze i s een set hypothesen verkregen die op een v e r g e l i j k b a r e wijze gepresenteerd kunnen worden. 3.3 3.3.1 Hypothese 100-1: 2DH-uitwisseling nearshore-inner shelf Formulering tontwi H22E£222222_lS22 e in !sk .-'- § (OUTPUT) : Gezien op een lengteschaal van 10 kilometer i s de Hollandse kust van Hoek van Holland tot Den Helder de afgelopen eeuwen konkaaf van vorm. De autonome ontw i k k e l i n g van deze kust op een t i j d s c h a a l van vele dekaden i s er een van k u s t vooruitgang i n het middendeel (van Scheveningen t o t Bergen) en van kustachter- uitgang aan de randen. De z u i d e l i j k e rand wordt gevormd door de sinds 1870 met havenhoofden beschermde Rijnmonding, waarvan het gedrag n i e t meer autonoom i s maar door menselijke invloed wordt bepaald. De n o o r d e l i j k e rand bestaat u i t het Zeegat van Texel, dat een b e l a n g r i j k e g e t i j - i n l a a t i s voor de Waddenzee en een geprononceerde d e l t a aan de zeewaartse z i j d e heeft. Op v e r s c h i l l e n d e t i j d s c h a l e n i s er v i a de onderzeese oever (shoreface) een kustwaartse en een zeewaartse u i t w i s s e l i n g (diabathic exchange) van sediment tussen de nearshore (strand en brandingszone) en de inner s h e l f . Hiernaast kennen zowel de nearshore a l s de lower shoreface c.q. inner shelf l a n g s t r a n sport processen waardoor er sprake kan z i j n van i n het h o r i z o n t a l e vlak tweedimensionale u i t w i s s e l i n g van sediment. -24- B i j afwezigheid van z e e s p i e g e l s t i j g i n g en van hydrodynamische en geomorfolo- gische v a r i a t i e s i n l a n g s r i c h t i n g z a l er een zeker dynamisch evenwicht kunnen ontstaan. De aanwezige v a r i a t i e s echter verstoren het evenwicht zodat netto v e r s c h i l l e n ontstaan tussen transportstromen dwars op de kust. Hi^S^^Sssituatie_en externe_invloeden_(INPUT): Vanaf 1843 i s de gemiddelde l i g g i n g van de k u s t l i j n v r i j nauwkeurig bekend. Het p r o f i e l van de gehele kust daarentegen i s slechts bekend sinds 1964, ter- w i j l de f e i t e l i j k e kennis van de geomorfologie van inner shelf en shoreface nog k o r t e r bekend i s . D i t betekent dat ten aanzien van de geomorfologische u i t g a n g s s i t u a t i e s l e c h t s veronderstellingen kunnen worden gedaan. De recente waarnemingen l e r e n dat op de onderzeese oever langs de Nederlandse kust i n langs- en dwarsrichting v a r i a t i e s z i j n te vinden van zowel de hydrodynamische a l s van de geomorfologische 3.3.2 omstandigheden. Toelichting Sinds 1843 z i j n j a a r l i j k s de p o s i t i e van de duinvoet, de hoogwaterlijn en de l a a g w a t e r l i j n g e r e g i s t r e e r d . Een v e r g e l i j k i n g van het h i e r u i t g e d e s t i l l e e r d e k u s t l i j n g e d r a g gemiddeld over r e s p e k t i e v e l i j k 10 en 100 jaar geeft aan dat er weliswaar v a r i a t i e s optreden op de t i j d s c h a a l van 10 jaar, maar dat het grootschalige autonome beeld een konstante trend vertoont. Volgens Kohsiek (1986) i s het globale beeld voor de gemiddelde l a a g w a t e r l i j n over de periode 1885- 1985 a l s v o l g t . Tussen Den Helder en Callantsoog treedt een achteruitgang op van 1,5 m/jaar, tussen Bergen en Scheveningen een vooruitgang van 0,4 m/jaar en tussen Scheveningen en Ter Heijde weer een achteruitgang van 0,5 m/jaar. Naar de d u i n v o e t p o s i t i e bezien i s er i n t e g r a a l evenveel v e r l i e s a l s winst aan landoppervlakte langs de Hollandse kust. Echter, u i t de gegevens van kustvooruitgang en -achteruitgang kunnen niet zonder meer konklusies getrokken worden over de sedimentbalans i n gebieden die z i c h i n dwarsrichting u i t s t r e k k e n van de duinen t o t en met de onderzeese oever. U i t een eerste analyse van de Jarkus profielbestanden (Kohsiek, 1986) b l i j k t b i j v o o r beeld dat i n t e g r a a l langs de Hollandse kust de nearshore aktieve wig (tot 5 a 3 7 m diepte) globaal 2 miljoen m 3 zand per jaar v e r l i e s t (waarvan naar schat3 t i n g een 1/2 miljoen m /jaar aan duinvorming) en 1 miljoen m zand per jaar wint. Verder wordt u i t deze eerste analyse de v o o r z i c h t i g e konklusie getrokken dat de onderzeese oever (dieper dan 5 S 7 m) van de gehele Nederlandse kust 3 door v e r s t e i l i n g globaal 2 miljoen m per jaar v e r l i e s t . Met betrekking tot het proces van kustontwikkeling wordt het volgende systeem verondersteld. Geintegreerd langs de Hollandse kust i s de t o t a l e hoeveelheid sediment aanwezig i n duinen, nearshore, shoreface en inner shelf en rekening houdend met v e r l i e s of winst aan de n o o r d e l i j k e en z u i d e l i j k e begrenzingen van d i t gebied konstant i n de t i j d . Het gedrag van de randen i s v r i j w e l onafhankelijk van de processen langs de konkave kust en wordt door menselijk handelen en/of autonoom bepaald. In dwarsrichting i s het kustsysteem p r a k t i s c h gesproken gesloten waarbij de aktieve zone z i c h tot en met de shelf u i t s t r e k t (15 - 30 m waterdiepte). In dwarsrichting gezien worden twee t i j d s c h a l e n onderscheiden b i j het proces van sediment-uitwisseling: t.w. een snel responsie proces gekoppeld aan stormkond i t i e s (met overwegend golfgeinduceerde effekten) en langzaam responsie proces gekoppeld aan jaargemiddelde k o n d i t i e s (met een kombinatie van g o l f - , wind- en getij-geinduceerde e f f e k t e n ) . In het algemeen i s de opvatting dat het s n e l l e , maar weinig frequente storm proces sediment naar de inner shelf voert, en dat het langzame, hoog frequente gemiddelde ( d a g e l i j k s e ) proces sediment naar de nearshore voert. Door de aanwezigheid van z e e s p i e g e l s t i j g i n g en van hydrodynamische en geomorfologische v a r i a t i e s i n l a n g s r i c h t i n g wordt een p o t e n t i e e l dynamisch evenwicht verstoord, zodat netto v e r s c h i l l e n ontstaan tussen transportstromen dwars op de kust. De langstransport v a r i a t i e s kunnen onderscheiden worden i n v a r i a t i e s i n de nearshore zone die vooral door g o l f - a a n d r i j v i n g worden gedomineerd en v a r i a t i e s i n de shoreface zone die vooral door getijde-werking worden gedomineerd. Onze geomorfologische kennis (Wiersma en Van Alphen, 1987) van de onderzeese oever en de zeebodem voor de Hollandse kust i s gebaseerd op recente waarnemingen. Het ontbreken van een beeld i n de t i j d i s een handicap, maar op grond van deze kennis b l i j k t d u i d e l i j k dat i n l a n g s r i c h t i n g de onderzeese oever en de zeebodem een v a r i a t i e aan sedimentformaties vertoont. D i t maakt aannemelijk dat de ontwikkeling van de kust voorzover z i j beinvloed wordt door de "diabat h i c exchange" i n l a n g s r i c h t i n g v e r s c h i l l e n z a l vertonen. -26- 3.4 3.4.1 Hypothese 100-2: Langstransport In nearshore zone Formulering ton w H22E§2225.22_!£22 t ikkeling (OUTPUT): Gezien op een lengteschaal van 10 kilometer i s de Hollandse kust van Hoek van Holland tot Den Helder de afgelopen eeuwen konkaaf van vorm. De autonome ontw i k k e l i n g van deze kust op een t i j d s c h a a l van vele dekaden i s er een van kustvooruitgang i n het middendeel (van Scheveningen tot Bergen) en van kustachteruitgang aan de randen. De z u i d e l i j k e rand wordt gevormd door de sinds 1870 met havenhoofden beschermde Rijnmonding, waarvan het gedrag n i e t meer autonoom i s maar door menselijke invloed wordt bepaald. De noordelijke rand bestaat u i t het Zeegat van Texel, dat een belangrijke g e t i j - i n l a a t i s voor de Waddenzee en een geprononceerde d e l t a aan de zeewaartse z i j d e heeft. 2£E_EE2£££_X2D_^25£22!:Wi^£ii2S {SYSTEEM}: In dwarsrichting bestaat een zo goed a l s gesloten kustsysteem waarbij de aktieve zone z i c h tot de nearshore beperkt (5 - 7 m waterdiepte). Het z i j n primair de gradienten i n l a n g s r i c h t i n g van de g o l f - en secundair die van de getijde-gedreven sedimenttransporten die verantwoordelijk z i j n voor een voor- of a c h t e r u i t gang van de kust. Hiernaast dient rekening te worden gehouden met v e r l i e s of winst van sediment aan de noord- en zuidrand. vl de yi£S22S22iE22Ei2_22_2^H2E22_i2 22 2 (INPUT): Vanaf 1843 i s de gemiddelde l i g g i n g van de k u s t l i j n v r i j nauwkeurig bekend. Het k u s t p r o f i e l daarentegen i s slechts bekend sinds 1964, zodat de o p s t e l l i n g van een sedimentbalans voor de kustzone over de l a a t s t e eeuwen gebaseerd moet z i j n op de k u s t l i g g i n g en veronderstellingen over het k u s t p r o f i e l . Voor de sedimentbalans i s het verder van belang het v e r l i e s aan de noord- en zuidrand te kennen. Een v e r l i e s aan beide randen i s w a a r s c h i j n l i j k ; de grootte hiervan en het verloop i n de t i j d z i j n binnen r e d e l i j k e marges te schatten. -27- 3.4.2 Toelichting Aan de b e s c h r i j v i n g van de k u s t l i j n o n t w i k k e l i n g van de Hollandse kust a l s gegeven b i j de voorgaande hypothese kan h i e r a l s relevant nog het volgende worden toegevoegd. De konkave kustboog tussen Den Helder en Ter Heyde vertoont i n de h i e r beschouwde periode (zeg vanaf c i r c a 1850 AD) a l s autonoom gedrag de typerende neiging tot strekken bekend van vele kustbogen i n v e r g e l i j k b a r e omstandigheden. Vooral aan de n o o r d e l i j k e begrenzing van het gebied gevormd door het Zeegat van Texel wordt sediment onttrokken door de zandhonger van de Waddenzee (een gevolg van de r e l a t i e v e z e e s p i e g e l s t i j g i n g ) en de opslag i n de b u i t e n d e l t a . Met betrekking tot het proces van kustontwikkeling wordt het volgende systeem verondersteld. Geintegreerd langs de Hollandse kust i s de t o t a l e hoeveelheid sediment aanwezig i n duinen en nearshore en rekening houdend met v e r l i e s of winst aan de noord- en zuidrand b i j benadering konstant i n de t i j d . Het gedrag van de randen i s v r i j w e l onafhankelijk van de processen langs de konkave kust en wordt door menselijk handelen en/of autonoom bepaald. In dwarsrichting i s het kustsysteem zo goed a l s gesloten waarbij de aktieve zone z i c h tot de nearshore beperkt ( t o t c i r c a 7 m waterdiepte); hiernaast wordt imp l i c i e t verondersteld dat het sediment i n de kustzone b i j z e e s p i e g e l s t i j g i n g i n deze kustzone besloten b l i j f t . In l a n g s r i c h t i n g z i j n het de gradienten van primair de g o l f - en secundair de getijde-gedreven sediment transporten die verantwoordelijk z i j n voor een herverd e l i n g . Deze herverdeling i s b i j een golfklimaat zonder d u i d e l i j k e r i c h t i n g s d o minantie ten opzichte van de kustnormaal verantwoordelijk voor een kontinue afname van de kromming. Een eerste quasi-kwantitatieve uitwerking van d i t langstransport koncept voor de Hollandse kust i s gegeven door Edelman en Eggink (1962). Overigens hebben z i j tevens de kustzone van het Marsdiep tot het Bornediep (dus Texel tot en met T e r s c h e l l i n g ) b i j hun beschouwingen betrokken. Z i j konkluderen u i t hun bereke- ningen voor een geidealiseerde konkave, r e s p e k t i e v e l i j k konvexe kust dat -zowel -28- voor g o l f r i c h t i n g e n u i t het westen als u i t het noordwesten- de Hollandse kust moet aanzanden en de Waddenkust moet eroderen. Meest recent z i j n de uitwerkingen van Bakker en Smit (1987). Z i j simuleren op geschematiseerde wijze het k u s t l i j n g e d r a g over de l a a t s t e eeuw tamelijk goed met de g e n i i j n t h e o r i e toegepast op een o o r s p r o n k e l i j k parabolische kustvorm, 3 waarbij aan de z u i d e l i j k e rand 225.000 m /jaar en aan de n o o r d e l i j k e rand 3 700.000 m /jaar wordt onttrokken. De gevonden waarde van de ijkparameter, de zogenaamde kustkonstante, heeft een r e a l i s t i s c h e waarde. A l s b e g i n t i j d s t i p van de ongestoorde paraboolkustvorm wordt c i r c a 540 AD gevonden. Aan de i n p u t z i j d e l i j k t b i j deze hypothese vooral van belang hoe groot het s e d i mentverlies i s aan de randen. Zoals gezegd, een v e r l i e s aan beide randen i s w a a r s c h i j n l i j k , waarvan de grootte en het verloop i n de t i j d z i j n te schatten. 3.5 3.5.1 Hypothese 1000-1: U i t w i s s e l i n g nearshore-inner shelf Formulering H§§E£22°222_kyst^ntwiJtkeling (OUTPUT): Na de periode van algemene kustuitbouw en Oude Duinvorming langs de Hollandse kust i n het Subboreaal treedt i n het z u i d e l i j k e deel sinds c i r c a 3000 BP en i n het n o o r d e l i j k e deel sinds c i r c a 2000 BP weer g e l e i d e l i j k a c h t e r u i t s c h r i j d i n g op zonder wezenlijke aantasting van de gevormde gordel van Oude Duinen. Voorzover bekend z i j n er geen opvallende hydrodynamische of morfologische w i j z i gingen tot na de Romeinse t i j d . Dan treedt een opmerkelijke periode i n van enerzijds a a n z i e n l i j k e , p l a a t s e l i j k e kusterosie ( i n k l u s i e f v e r s t e i l i n g van de onderzeese oever) en anderzijds de vorming van r e l a t i e f hoge Jonge Duinen. ontw 5£E_£E2££:i_Z£2_!S25i i kkeliri s (SYSTEEM): Omstreeks 1000 AD i s er een verandering opgetreden i n de sediment u i t w i s s e l i n g tussen inner shelf en nearshore. De sedimenttoevoer nig vergroot dat er een zandoverschot naar de nearshore i s zoda- i s ontstaan, waaruit de Jonge Duinen z i c h hebben kunnen vormen. Het sedimentaanbod wordt vooral gevonden i n het proces van v e r s t e i l i n g en verdieping van de onderzeese oever, waarbij lokale kusterosie wordt gesuggereerd a l s extra bron voor sediment. U i t g a n g s s i t u a t i e en externe invloeden (INPUT): De verhoogde u i t w i s s e l i n g van sediment tussen vooroever en kust wordt toegeschreven aan k l i m a a t s w i j z i g i n g . B i j een zandoverschot i n de strandzone zorgt het windgedreven transport voor duinvorming. Opgemerkt kan nog worden dat er mogelijk sprake was (Wiersma en Van Alphen, 1987) van a a n z i e n l i j k e sedimentruggen op de onderzeese oever (shoreface connected r i d g e s ) . 3.5.2 Toelichting Tijdens de periode van kustuitbouw i n de eerste h e l f t van het Subboreaal - a l s verderop geschetst b i j "de 5000 hypothesen"- z i j n de Oude Duinen gevormd. De ontwikkeling van deze Oude Duinen, d i e z i c h kenmerken door r e l a t i e v e laagheid (< 10 m), duurde i n ieder geval t o t enkele eeuwen voor het begin van onze j a a r t e l l i n g . Vermoed wordt (Zagwijn, 1986) dat de k u s t l i j n toen v e e l a l op enige afstand l a g ten westen van de tegenwoordige k u s t l i j n . In het algemeen zal vanaf 2000 BP een algemeen patroon van r e l a t i e f bescheiden k u s t a c h t e r u i t - gang z i j n opgetreden i n het gebied tussen R i j s w i j k en Bergen. Een bijzondere ontwikkeling trad nu eerst i n na de Romeinse t i j d met a l s kenmerken l o k a a l a a n z i e n l i j k e k u s t e r o s i e , verdieping van de onderzeese oever en de vorming van de zogenaamde Jonge Duinen. Deze l a a t s t e worden i n fasen gevormd ( z i e 2.3.2). Ten aanzien van de processen van kustontwikkeling d i e g e l e i d hebben t o t enerz i j d s Oude Duinvorming en anderzijds Jonge Duinvorming bestaat b i j de onderhavige hypothese geen e s s e n t i e e l v e r s c h i l . I n beide gevallen wordt het volgende proces verantwoordelijk geacht. Als gevolg van verander(en)de meteorologische en/of hydrodynamische omstandig- heden i s er een - i n de t i j d gezien v e r s t e r k t e - u i t w i s s e l i n g van sediment van de inner shelf of shoreface naar de nearshore. D i t zandoverschot i n de nearshore wordt door e o l i s c h e invloed aan de duinen toegevoegd, d i e z i c h b i j afwez i g h e i d van vegetatie u i t b r e i d e n danwel b i j geschikte vegetatie ophogen. B e l a n g r i j k i s dat voorafgaand aan of t i j d e n s de v e r s c h i l l e n d e fasen van de Jonge Duinvorming de meteorologische en/of hydrodynamische omstandigheden z i c h a a n z i e n l i j k moeten hebben gewijzigd om een a a n l e i d i n g te vinden voor een v e r snelde toevoer van sediment naar het strand en om de ook nu nog aanwezige, v e e l s t e i l e r e onderzeese h e l l i n g van de shoreface te kunnen verklaren. -30- Elementen u i t bovenstaande procesbeschrijving van de Jonge Duinvorming worden min of meer gevonden i n Jelgersma et a l (1970), Roep (1984), Zagwijn (1986) en deelrapport 3. Aanwijzingen voor klimatologische f l u k t u a t i e s z i j n onderzocht door K l i j n (1981). Z i j n studie geeft aan dat de Jonge Duinvorming vooral i s opgetreden t i j d e n s overgangen tussen klimatologische extremen, samenvallend met perioden van versnelde z e e s p i e g e l s t i j g i n g . De i m p l i c i e t e gedachte zou dan moeten z i j n dat door het t i j d e l i j k wegvallen van extreme stormkondities het trage responsieproces van sedimenttoevoer over de shoreface door golfwerking de overhand k r i j g t . De door de z e e s p i e g e l s t i j g i n g versterkte transgressie bevordert het proces van het landinwaarts verstuiven van het zandoverschot aan het strand. 3.6 3.6.1 Hypothese 1000-2: F l u k t u a t i e s zeespiegel Formulering Waargeinomen._kustontw^kkelinj> (OUTPUT): Na de periode van algemene kustuitbouw en Oude Duinvorming langs de Hollandse kust i n het Subboreaal treedt i n het z u i d e l i j k e deel sinds c i r c a 3000 BP en i n het noordelijke deel sinds c i r c a 2000 BP weer g e l e i d e l i j k a c h t e r u i t s c h r l j d i n g op zonder wezenlijke aantasting van de gevormde gordel van de oude strandwallen. Voorzover bekend z i j n er geen opvallende hydrodynamische of morfologische w i j z i g i n g e n tot na de Romeinse t i j d . Dan treedt een opmerkelijke periode i n van enerzijds a a n z i e n l i j k e , p l a a t s e l i j k e kusterosie ( i n k l u s i e f v e r s t e i l i n g van de onderzeese oever) en anderzijds de vorming van r e l a t i e f hoge Jonge Duinen. s 32E_EE2E2 ._X22_k22£ontwikkeling (SYSTEEM): F l u k t u a t i e s i n de over vele dekaden gemiddelde zeespiegelstand dan wel i n de snelheid van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g beinvloeden het gedrag van de grens zeeland, met name voor wat b e t r e f t de duinvorming i n de kustzone. Zowel een versnelde z e e s p i e g e l s t i j g i n g a l s een daling van de zeespiegelstand worden i n verband gebracht met duinvorming. B i j een daling van de zeespiegelstand ontstaat een r e l a t i e f flauwe s t r a n d h e l l i n g die een bron voor duinvorming biedt v i a wind-gedreven sedimenttransport. B i j een versnelde z e e s p i e g e l s t i j ging tast duinafslag de duinvegetatie aan en v i a overstuiving treedt secundaire duinvorming op. -31- Uitgangssituatie_en_externe invloeden_(INPUT): Uit een rekonstruktie van het klimaat over de periode c i r c a 800 AD tot heden worden aanwijzingen gevonden voor v a r i a t i e van de snelheid van z e e s p i e g e l s t i j ging en, z i j het minder d u i d e l i j k , aanwijzingen voor v a r i a t i e s i n de zeespiegelstand. 3.6.2 Toelichting Aan de b e s c h r i j v i n g van de vorming van de Jonge Duinen na de Romeinse t i j d (overigens niet a l l e e n i n het kustgedeelte van R i j s w i j k tot Bergen maar ook z u i d e l i j k en n o o r d e l i j k hiervan) a l s gegeven b i j de voorgaande hypothese (par. 3.4.2) kan h i e r a l s relevant nog het volgende worden opgemerkt. Het proces van duinvorming i n de periode na 1000 AD ging gepaard met een opmerkelijke verdieping van de onderzeese oever. A l s gevolg hiervan v e r s t e i l d e volgens bv. Van JJ. Straaten (1961) de k u s t h e l l i n g van orde 1:200 tot de huidige van orde 1:100. Het proces van met name duinvorming wordt verklaard u i t ofwel een versnelde z e e s p i e g e l s t i j g i n g danwel een d a l i n g van de zeespiegelstand. B i j een daling van de zeespiegelstand ontstaat behalve een strandvlakte een r e l a t i e f flauw p r o f i e l , die beiden een bron van zand voor duinvorming bieden (deelrapport 3 ) . B i j een versnelde z e e s p i e g e l s t i j g i n g tast duinafslag de duinvegetatie aan en via overstuiving treedt secundaire duinvorming op (bv. K l i j n , 1981). B i j deze tweede suggestie voor het procesverloop kan de k r i t i s c h e kanttekening geplaatst worden dat er dan ook sprake i s van zandverlies. De eerste suggestie wordt vanuit de proceskant gezien meer w a a r s c h i j n l i j k geacht. Afgezien van de vraag hoe het proces van duinvorming precies i s verlopen, i s de beantwoording van de volgende vraag van fundamenteel belang. Z i j n de veronderstelde f l u k t u a t i e s van de zeespiegel r e l a t i e f zo lang geweest dat het veronderstelde proces het gedrag van de onderzeese oever kon benvloeden? U i t een rekonstruktie van het klimaat over de periode c i r c a 800 AD tot heden worden inderdaad aanwijzingen gevonden voor langschalige ( c i r c a 200 jaar) v a r i a t i e s . Ook i s het aannemelijk dat deze verantwoordelijk z i j n voor v a r i a t i e s i n de snelheid van z e e s p i e g e l s t i j g i n g ( K l i j n , 1981), maar of d i t ook geldt voor var i a t i e s i n de zeespiegelstand b l i j f t nog een vraag. -32- 3.7 3.7.1 Hypothese 1000-3: Menselijke invloed Formulering k k e 1 UT ^SSES£S°5£2_^22E22£5fi . . . i2§_l2 £UT): Rond het begin van onze j a a r t e l l i n g bevinden z i c h i n Zeeland en de Kop Noord-Holland van u i t g e s t r e k t e hoogveengebieden d i r e k t achter een v r i j gesloten kust met Oude Duinen. In de periode 500 - 1200 AD verandert het gesloten karakter r e l a t i e f s n e l i n een open karakter door vergroting en u i t b r e i d i n g van de zeegaten, waarbij de hoogveengebieden a a n z i e n l i j k worden aangetast. De van Noord-Holland Kop s c h r i j d t ver terug en i n Zeeland ontstaan natte kleigebieden. De Hollandse kust daarentegen vertoont vanaf het begin van onze j a a r t e l l i n g een opvallend s t a b i e l gedrag. twi i 92£_E£2222_Y22_^22£22 ^2± 2£_l SYSTEEM ) : Via een r e l a t i e f gering aantal zeegaten heeft de Noordzee toegang gehad tot de gebieden achter de duinen. Het geulensysteem inlands was beperkt van omvang en oppervlak. Echter door ontginning van de hogere veengronden i n de vroege Middeleeuwen moeten e s t u a r i a van omvang z i j n ontstaan. D i t heeft g e l e i d tot een vergroting van het kombergend oppervlak en daarmee tot vergroting en u i t b r e i ding van de zeegaten. Vanaf de dertiende eeuw i s de duinstrook van de Hollandse kust bewust door de mens gereguleerd. I Hi£S22S22i£22li2_22_25£2E22_i2Yi222'22_i NPyT): Volgens de paleogeografische rekonstruktie van Zagwijn (1986) hadden de veengebieden i n Zeeland en de Kop van Noord-Holland z i c h rond het begin van onze j a a r t e l l i n g ontwikkeld tot u i t g e s t r e k t e hoogveengebieden d i r e k t achter de Oude Duinen. Ontginning van deze gebieden i n de eeuwen daarna i s w a a r s c h i j n l i j k . 3.7.2 Toelichting De paleogeografische rekonstruktie door Zagwijn (1986) laat z i e n dat Zeeland sinds 3700 BP aan de zeezijde beschermd wordt door een brede duinstrook, landwaarts waarvan z i c h u i t g e s t r e k t e veengebieden kunnen vormen. De enige onderbreking wordt gevormd door de loop van de Schelde, die dan nog de huidige terscheldeloop v o l g t . Ondanks de z e e s p i e g e l s t i j g i n g b l i j f t het beeld van land s t a b i e l gedurende zo'n 2000 jaar. OosZee- -33- Tot i n de Romeinse t i j d bestaat tussen Bergen en het V l i e een geprononceerde kustboog, die s l e c h t s op een plek een g e t i j i n l e t kent. In de vroege Middeleeuwen zeg van 1000 - 1300 AD treedt een b e l a n g r i j k e kustachteruitgang op van c i r c a 10 km op i n d i t gebied. Het veronderstelde proces achter deze doorbraken wordt gedacht voornamelijk door menselijk handelen te z i j n ingezet. In en na de Romeinse t i j d en i n de vroege Middeleeuwen bevordert de mens de ontwatering van de inmiddels hoogveengebieden door de aanleg van ontwateringsgeulen. De afgraving, i n k l i n k i n g en o x i d a t i e van het veen verlagen het maaiveld a a n z i e n l i j k waardoor de zee op zeker moment makkelijk moet hebben kunnen doordringen, geholpen door het geulenpatroon. In Zeeland wordt bovendien het Schelde estuarium verbonden met het Maas estuarium. Mede a l s gevolg hiervan wordt de k u s t l i j n van Zeeland op vele plaatsen doorbroken en ontstaat het estuariene karakter van Zeeland ( z i e o.a. Leenders, 1986). In Noord-Holland wordt een hogere stormvloedfrequentie a l s mede-oorzaak gezien. De Mulder (1984) noemt de stormvloeden van 1170 en 1196 AD, die l i j k e n te v a l len i n de periode van een vermoed verhoogd stormklimaat (Lamb, 1980, en K l i j n , 1981). De h i s t o r i s c h e aanwijzingen ( l i t Borger c s . ) l i j k e n v r i j d u i d e l i j k i n de r i c h t i n g te wljzen van het belang van het menselijk handelen b i j de beschreven doorbraken. Nog d u i d e l i j k e r geldt d i t ten aanzien van de regulerende maatregelen die door de mens z i j n genomen b i j het beheer van de Hollandse kust (deel- rapport 3). H i e r u i t kan gekonkludeerd worden dat door menselijk handelen het autonome kustgedrag vanaf de Middeleeuwen zeker i n de marge i s b i j g e s t e l d . In de l a a t s t e eeuw z i j n door de mens meer ingrijpende handelingen v e r r i c h t die een meer dan marginale invloed hebben. 3.8 3.8.1 Hypothese 5000-1: U i t w i s s e l i n g nearshore-inner shelf Formulering Gedurende de r e l a t i e f sterke z e e s p i e g e l s t i j g i n g aan het begin van het Holoceen werd de z u i d e l i j k e Noordzee gevormd waarbij de w e s t e l i j k e en n o o r d e l i j k e kustv l a k t e overstroomde. H i e r b i j was -voorzover bekend- voornamelijk sprake van -34- t r a n s g r e s s i e . Het kustgedeelte tussen de Oude Maasmonding en het Gat van Bergen ontwikkelde z i c h tot een open waddenkust. Echter, i n de periode 5000 - 3000 BP vormde z i c h aldaar een min of meer gesloten kust, die z i c h ondanks de zeespieg e l s t i jging i n zeewaartse r i c h t i n g u i t b r e i d d e . Er vond regressie p l a a t s . De basisgedachte achter het systeem i s dat de uitwisselingsprocessen tussen zeebodem en nearshore het sediment i n een aktieve zone doen b l i j v e n die gekoppeld i s aan de gemiddelde w a t e r l i j n . Dit i m p l i c e e r t dat b i j een stijgende zees p i e g e l op de shoreface het kustwaarts gerichte transport van sediment van de inner shelf naar de kustzone overheerst. Dit proces heeft een trage responsie, waarvan de t i j d s c h a a l de orde heeft van de t i j d s c h a a l van de Midden- Holocene z e e s p i e g e l s t i j g i n g . Eerst a l s de z e e s p i e g e l s t i j g i n g voldoende vertraagd i s , l e i d t d i t tot s u b s t a n t i e l e suppletie van de kustzone en v e r s t e i l i n g van de h e l l i n g van de upper shoreface. Door een r e l a t i e f grote sedimentaanvoer kunnen b a r r i e r e eilanden en/of duinen gevormd worden. 1 de yi£S22S22i£222i2_22_2H2£22_i2Z 22 2 (INPUT) : De r e l a t i e f flauwe h e l l i n g van de shoreface omstreeks 5000 BP maakt de shoreface tot een p o t e n t i l e sedimentbron voor de kustuitbouw. Van c i r c a 10000 - 5000 BP i s er sprake geweest van een r e l a t i e f sterke zees p i e g e l s t i jging van gemiddeld 50 cm/eeuw. Omstreeks 6000 BP begint z i c h een trendbreuk af te tekenen, waarbij na 5000 BP de z e e s p i e g e l s t i j g i n g orde 10 cm/eeuw i s gaan bedragen. 3.8.2 Toelichting De opvallende uitbouw van de kust die plaatsvond i n de periode van 5000 tot 3000 BP ten oosten van de huidige Hollandse k u s t l i j n heeft het mogelijk gemaakt een v r i j nauwgezette geologische rekonstruktie te maken van de kustopbouw i n deze periode. Van Straaten (1961) publiceerde gegevens hieromtrent a l s eerste. De meest recente gegevens z i j n verzameld i n het RGD-Rapport Kustgenese 1 (Beets et a l , 1987). De k u s t u i t b r e i d i n g deed z i c h voor i n een 6 tot 10 km brede zone. Het komplex bestaat u i t een l a t e r a l e a f w i s s e l i n g van strandwallen, bedekt door lage duinen en strandvlakten. De strandwallen manifesteren z i c h a l s min of meer evenwij- -35- dige ruggen. Deze globaal genomen p a r a l l e l e opeenvolging i s op z i c h beschouwd i n overeenstemming met de onderhavige hypothese. Een belangrijke onderbreking van het complex wordt gevormd door de typerende d e l t a uitbouw van de Oude R i j n , waarvan bekend i s dat deze eerst b i j de aanvang van het Subboreaal a k t i e f wordt a l s riviermonding. In het noorden wordt het complex begrensd door de kustboog van Bergen tot het V l i e en i n het zuiden bevindt z i c h de monding van de Maas. Opmerkelijk i s (nu de formulering van Zagwijn ,1986, min of meer navolgend) "dat b i j de voortdurende, tamelijk konstante s t i j g i n g van de zeespiegel (orde 10 cm/eeuw) en voortdurende s t i j g i n g van de stormhoogten de a l eerder gevormde strandwallen n i e t werden doorbroken en opgeruimd, maar dat er j u i s t een keurige opeenvolging i s ontstaan van strandafzettingen, waarvan de bovenzijde zeewaarts steeds hoger i s komen te l i g g e n . De verdere ontwikkeling van deze Oude Duinen, die z i c h bleven kenmerken door r e l a t i e v e laagheid (< 10 m), duurde tot enkele eeuwen voor het begin van onze j a a r t e l l i n g . De k u s t l i j n l a g toen v e e l a l op enige afstand ten westen van de tegenwoordige k u s t l i j n . " De oorspronkelijke suggesties van Van Straaten (1961, 1965) over de dakpansge- w i j z e opbouw ( i n zeewaartse r i c h t i n g ) van de strandwallen staan n i e t p r i n c i p i e e l t e r d i s k u s s i e . Wel i s r e c e n t e l i j k een b e l a n g r i j k aspekt ter d i s k u s s i e gesteld (Kustgenese n o t i t i e 2 Van de Valk, 1987), t.w. de door Van Straaten veronderstelde overstepping van banken op de shoreface (een soort "shoreface connected r i d g e s " ) . De aanwijzingen z i j n dat overstepping van de eerste strandwallen o n w a a r s c h i j n l i j k i s . Eerder l i j k t het erop dat de dakpansgewijze opbouw z i c h tot aan de pleistocene ondergrond doorzet (Figuur 6). D i t i s b e l a n g r i j k omdat d i t de v e r o n d e r s t e l l i n g van de oorspronkelijke k u s t h e l l i n g van 1:500 op losse ^ schroeven z e t . Steilheden van orde 1:300 worden dan w a a r s c h i j n l i j k e r . Betreffende het proces achter de sedimentaanvoer nodig voor de opbouw van d i t strandwallenkomplex b l i j k t reeds u i t de verandering van de i n z i c h t e n van Van Straaten (1965 vs 1961) dat er meerdere i n t e r p r e t a t i e s mogelijk z i j n . Oorspronk e l i jk volgde h i j de eerste gedachten van Nederlandse geologen dat de strandwallen gevormd werden middels s p i t s v i a overheersend noordwaarts gerichte transporten. In 1965 verdedigde h i j de gedachte dat naast langstransport ook dwarstransport een b e l a n g r i j k e bijdrage moest hebben geleverd aan de kustuitbouw. De verdediging was gebaseerd op de overweging a l s gedaan b i j deze hypothese over het v e r g e l i j k b a a r worden van de t i j d s c h a a l van het proces van sedimenttoevoer van de inner shelf met die van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g . -36- Ook l a t e r e bijdragen u i t de geologie (Jelgersma et a l , 1985) erkennen het transport loodrecht op de kust a l s een belangrijke bijdrage aan de kustuitbouw. Numerieke s i m u l a t i e van het van 5000 - 3000 BP optredende dwarstranportproces i s gedaan door Smit (1987). D i t i s bereikt v i a een u i t b r e i d i n g van de m e e r l i j nen theorie voor kustprofielberekeningen door v e r s c h i l l e n d e t i j d s c h a l e n te introduceren voor de r e l a x a t i e s n e l h e i d waarmee bepaalde p r o f i e l d i e p t e n streven naar een evenwichtshelling. Deze r e s u l t a t e n bevestigen de gedachte dat de aanname van een v e r s c h i l l e n d e responsie snelheid van shoreface en inshore, een kustontwikkeling a l s verondersteld mogelijk maakt. B i j de onderhavige hypothese i s aan de i n p u t z i j d e vooral b e l a n g r i j k een flauwe h e l l i n g van de shoreface i n de u i t g a n g s s i t u a t i e en de verandering van snelheid van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g , zowel voor GZN a l s GHW. Zoals boven aangegeven staat de flauwe h e l l i n g van de shoreface die Van Straaten (1965) vermeldt (aan het eind van het Atlanticum 1:450 a l s gemiddelde h e l l i n g van 0 tot 10 meter waterdiepte) ter d i s k u s s i e . Een h e l l i n g van zeg orde 1:300 a 1:200 l i j k t w a a r s c h i j n l i j k e r ( v g l de huidige van c i r c a 1:100 voor de Hollandse kust). Over het f e i t dat de z e e s p i e g e l s t i j g i n g voor GZN tegen het einde van het Atlanticum afneemt bestaat geen t w i j f e l , wel over het moment waarop de grootste afname precies i s opgetreden ( v g l . Jelgersma, 1979 en Van de Plassche, 1982). B i j nadere beschouwing moet voorlopig aangenomen worden dat de afname van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g niet zozeer wordt gekarakteriseerd door g e l e i d e l i j k h e i d maar eerder door een a f w i s s e l i n g van perioden met v e r s c h i l l e n d e stijgsnelheden. Zonder nadere studie v a l t u i t de huidige gegevens n i e t te verklaren, waarom j u i s t rond 5000 BP de kust p l o t s e l i n g gaat uitbouwen. Beets (1987) maakt de volgende k r i t i s c h e kanttekening. Indien het beschreven proces vooral g e i n i t i e e r d i s door de verandering van z e e s p i e g e l s t i j g i n g s s n e l heid en de Nederlandse kust tot de normale kusten behoort, dan moet verwacht worden dat uitbouwende kusten veel voorkomen. De w e r k e l i j k h e i d i s -volgens Beets- anders: de hoofdtrend van holocene kusten i s t e r u g s c h r i j d i n g . Toch z i j n er meerdere voorbeelden bekend van uitbouwende kusten (deelrapport 3 en Jelgersma, pers. med.) vooral waar -zoals vermoedelijk ook geldt voor de Hollandse kust- er voldoende sediment voorhanden i s op de shoreface, c.q. inner s h e l f . Een voorbeeld hiervan (Harvey en Bowman, 1987) i s het kustgedrag van de Gulf St.Vincent, A u s t r a l i e , een ondiepe randzee. Daar b l i j k t dat er ook -37- opmerkelijke perioden van regressie z i j n opgetreden, maar wel op momenten die geologisch gezien i n de buurt maar n i e t erg dicht l i g g e n b i j de momenten dat dit ook voor de Hollandse kust optrad (Figuur 8). 3.9 Hypothese 5000-2: Langstransport i n nearshore zone 3.9.1 Formulering USc H£5E§£225?£2_^ ontwikkeling_^0UTPUT) : Gedurende de r e l a t i e f sterke z e e s p i e g e l s t i j g i n g aan het begin van het Holoceen werd de z u i d e l i j k e Noordzee gevormd waarbij de w e s t e l i j k e en n o o r d e l i j k e kustv l a k t e van Nederland overstroomde. H i e r b i j was -voorzover bekend- voornamelijk sprake van t r a n s g r e s s i e . Het kustgedeelte tussen de Oude Maasmonding en het Gat van Bergen ontwikkelde z i c h tot een open waddenkust. Echter, i n de periode 5000 - 3000 BP vormde z i c h aldaar een min of meer gesloten kust, die z i c h ondanks de z e e s p i e g e l s t i j g i n g i n zeewaartse r i c h t i n g u i t b r e i d d e . Er vond r e g r e s s i e p l a a t s . Het h i e r veronderstelde systeem s t e l t dat geintegreerd langs de Nederlandse kust de t o t a l e hoeveelheid sediment aanwezig i n duinen, b a r r i e r e eilanden en strandv l a k t e n (de d i r e k t e kustzone) b i j benadering konstant i s i n de t i j d (meer s p e c i f i e k zeg i n periode 5000 t o t 3000 BP voor de k u s t s e k t i e van Maas/ Rijnmonding tot aan Gat van Bergen). In dwarsrichting i s het kustsysteem zo goed a l s geslo- ten waarbij de aktieve wig z i c h tot de nearshore beperkt (5 a 7 m waterdiepte); hiernaast wordt i m p l i c i e t verondersteld dat het sediment i n de nearshore wig b i j z e e s p i e g e l s t i j g i n g i n deze wig besloten b l i j f t . In l a n g s r i c h t i n g z i j n primair de g o l f - en secundair de getijde-gedreven sediment transporten verantwoordelijk voor eventuele h e r v e r d e l i n g . t:i e yi£§22§£2i£22 - en_externe invloeden (INPUT): Uit de r e k o n s t r u k t i e van het patroon van kustvooruitgang van 5000 - 3000 BP kan volgen dat de z u i d e l i j k e begrenzing van het beschouwde gebied gevormd wordt door een aanvankelijk ver zeewaarts gelegen d e l t a van de oude Maas. Deze * d e l t a i s p o t e n t i e e l een sedimentbron, die a l s zodanig i s gaan funktioneren op het moment dat de snelheid van z e e s p i e g e l s t i j g i n g afneemt en/of de r i v i e r a f voer z i c h v e r l e g t naar de Oude Rijnmonding. -38- 3.9.2 Toelichting Aan de b e s c h r i j v i n g van de kustuitbouw i n het kustgedeelte van R i j s w i j k tot Bergen a l s gegeven b i j de voorgaande hypothese (par. 3.7.2) kan h i e r a l s r e l e vant nog het volgende worden toegevoegd. Het patroon van k u s t u i t b r e i d i n g geeft aan dat i n het z u i d e l i j k e deel van het beschouwde gebied meer sediment beschikbaar i s voor de kustopbouw door de aanwezigheid van een of meerdere sedimentbronnen. Binnen het kader van deze hypothese zou dat kunnen z i j n een ver zeewaarts gelegen d e l t a i n de buurt van de oorspronkelijk gekombineerde Maas/Rijnmonding. B i j de noordelijke begrenzing l i j k t eerder een sedimentput te bestaan gevormd door het zeegat van Bergen/ Alkmaar. Ook i s b i j de voorgaande hypothese reeds aangegeven dat betreffende het proces achter de sedimentaanvoer nodig voor de kustuitbouw er meerdere i n t e r p r e t a t i e s mogelijk z i j n . De eerste gedachten van Nederlandse geologen waren lang dat de zeewaartse u i t b r e i d i n g van l a t e r a l e strandwallen het gevolg waren van elkaar opvolgende s p i t s v i a overheersend noordwaarts gerichte transporten. Hoewel Van Straaten l a t e r (1965) langstransport niet meer a l s enige verantwoordelijk achtte voor de kustuitbouw, bleef h i j het erkennen a l s een belangrijke bijdrage. Ook de meer recente bijdragen u i t de geologie (Jelgersma et a l , 1985) ruimen een plaats i n voor langstransport bijdragen komend vanuit het zuiden. Ten aanzien van de l i g g i n g van de sedimentbron i n het Zuiden i s de oorspronkelijke gedachte van herkomst u i t de omgeving van Calais op grond van sedimentsamenstelling v e r l a t e n , ,w en wordt nu aangenomen dat de bron n i e t ver z u i d e l i j k van R i j s w i j k kan hebben gelegen. De krommingen van de p a l e o k u s t l i j n e n t e r hoogte van Den Haag ( z i e ook de paleogeografische kaarten van Zagwijn, 1986) wijzen op de aanwezigheid van een r i v i e r d e l t a . Dit i s v66r 5000 BP de gekombineerde monding van de Maas/Rijn z i c h uitstrekkend van het H a r i n g v l i e t tot Hoek van Holland; zoals vermeld verlaat de R i j n deze monding maar komt rond 500 AD weer met de Maasmonding samen. Een aanname h i e r b i j i s dat deze z u i d e l i j k e delta z i c h gedurende lange t i j d heeft kunnen opbouwen tot een v r i j zeewaarts gelegen d e l t a . Over de preciese wijze waarop het langstransportproces z i j n bijdrage levert i s de l i t e r a t u u r n i e t unaniem. De onderhavige hypothese i s hierover tamelijk ondubb e l z i n n i g : verondersteld wordt dat voornamelijk golfgedreven langstransport i n de nearshore sediment langs de kust v e r p l a a t s t . -39- Bestudering van de ontwikkeling i n de t i j d van de l a t e r a l e a f w i s s e l i n g van strandwallen en vlakten laat d u i d e l i j k ruimte voor de opvattingen besloten i n deze hypothese. Enkele eenvoudige berekeningen met de £Snlijntheorie l a t e n zien dat het veronderstellen van een s u b s t a n t i l e sedimentbron aan de z u i d e l i j k e begrenzing en van de Oude R i j n d e l t a a l s normale r i v i e r b r o n een hindcast van de k u s t l i j n l i g g i n g kan geven. Echter, de grootte van het transport b l i j k t zodanig groot te moeten z i j n dat hier niet zonder meer een v e r k l a r i n g voor i s te vinden. 3.10 Hypothese 5000-3: Getijde-amplitude bepaalde kust 3.10.1 Formulering e H22E§222!I!.2 kustontwikkeling (OUTPUT): Gedurende de r e l a t i e f sterke z e e s p i e g e l s t i j g i n g aan het begin van het Holoceen werd de z u i d e l i j k e Noordzee gevormd waarbij de w e s t e l i j k e en n o o r d e l i j k e kustv l a k t e overstroomde. H i e r b i j was -voorzover bekend- voornamelijk sprake van t r a n s g r e s s i e . Het kustgedeelte tussen de Oude Maasmonding en het Gat van Bergen ontwikkelde z i c h tot een open waddenkust. Echter, i n de periode 5000 - 3000 BP vormde z i c h aldaar een min of meer gesloten kust, die z i c h bovendien -ondanks de z e e s p i e g e l s t i j g i n g - i n zeewaartse r i c h t i n g u i t b r e i d d e . Er vond regressie p l a a t s . E : 52£_£E2£25_Y22_!S222222!fi}SlS£ii2S_(§I§I ™2 Het gedrag en de ontwikkeling van de kust worden bepaald door de g e t i j d e amplitude en eventuele veranderingen daarin. Onder micro-getijde invloed ( g e t i j s l a g < 2m) kunnen langgerekte b a r r i e r eilanden gevormd worden, resulterend i n een kust met weinig zeegaten en w e l l i c h t i n een gesloten kust. Onder meso-getijde invloed ( g e t i j s l a g 2 - 4m) ontstaan k o r t e , knotsvormige eilanden en veel zeegaten. Onder macro-getijde invloed ( g e t i j s l a g > 4 m) komen geen eilanden meer voor, maar a l l e e n u i t g e s t r e k t e wadden ( v g l . de s i t u a t i e i n de Duitse Bocht). De v e r o n d e r s t e l l i n g i s nu dat omstreeks 6000 BP de g e t i j amplitude r e l a t i e f groot i s geweest, waardoor een open waddenkust kon ontstaan met vele zeegaten. Rond 5000 BP z i j n de zeegaten opgevuld a l s gevolg van een afname van de g e t i j amplitude. De u i t g e s t r e k t e onderwaterdelta's die b i j de zeegaten hebben behoord z i j n aan de kustuitbouw ten goede gekomen. -40- Er wordt verondersteld dat de getijamplitude langs de Nederlandse kust rond 5000 BP a a n z i e n l i j k i s v e r k l e i n d . 3.10.2 Toelichting Aan de b e s c h r i j v i n g van de kustuitbouw i n het kustgedeelte van R i j s w i j k tot Bergen a l s gegeven b i j de voorgaande hypothesen (par. 3.8.2 en 3.9.2) kan h i e r a l s relevant nog het volgende worden toegevoegd. In de periode van globaal 7000 t o t 5000 BP s c h r i j d t a l s gevolg van de sterke z e e s p i e g e l s t i j g i n g de Nederlandse westkust ver terug. Er treden v e r s c h i l l e n d e transgressiefasen op a l s gevolg van z e e s p i e g e l f l u k t u a t i e s dan wel a l s gevolg van perioden met verhoogde r i v i e r a f v o e r en stormvloedfrequentie. Het karakter van de kust i s die van een open waddenkust met vele zeegaten. In de paleogeo- grafische rekonstruktie geeft Zagwijn (1986) v i j f zeegaten aan i n het gebied van R i j s w i j k tot Bergen. Beets et a l (1987) komen tot een rekonstruktie met zeven of acht zeegaten. Het betreffende kustgedeelte i s i n de periode 5000 tot 3000 BP overgegaan van een open kust met v e e l zeegaten naar een gesloten kust met hoegenaamd geen zeegaten. Het centrale aspekt i n deze hypothese i s dat de oorzaak van de r e l a t i e f p l o t s e l i n g e overgang van een open, terugschrijdende naar een gesloten, v o o r t s c h r i j dende kust toegekend wordt aan een s i g n i f i k a n t e v e r k l e i n i n g van de getijde amplitude. In deelrapport 3 worden tamelijk overtuigende k l a s s i f i k a t i e s van de morfologie van kusten beschreven, gebaseerd op de geldende getijde exkursie. Het huidige gedrag van de Noordzeekust van Zeeland tot Jutland past r e d e l i j k i n het beeld van de gegeven k l a s s i f i k a t i e . In de Duitse Bocht heerst een macrogetijde regiem resulterend i n een open waddenkust. Gaande naar het noorden en het westen wordt het g e t i j v e r s c h i l k l e i n e r resulterend i n meer langgerekte eilanden en k l e i n e r e zeegaten. De gesloten Nederlandse westkust i s i n overeenstemming met het microgetijde regiem. B i j de i n Zeeland weer toenemende g e t i j amplitude past het d e l t a karakter aldaar. Verder z u i d e l i j k klopt het beeld n i e t meer, hetgeen wordt geweten aan menselijke ingrepen (Jelgersma, 1985) en, i n d i t verband, aan het erosieve karakter van de kust b i j Cap G r i z Nez (Leenders, 1986). Op grond van de huidige r e d e l i j k e overeenstemming mag gekonkludeerd worden dat de g e t i j amplitude v a r i a t i e ook tegen het einde van het Atlanticum de l o g i e heeft beinvloed. kustmorfo- -41- Wat nu verklaard dient te worden i s welke oorzaken er z i j n aan te geven voor een v e r k l e i n i n g van een v66r 5000 BP r e l a t i e f grote g e t i j d e amplitude. Berekeningen van het g e t i j v e r s c h i l onder zekere veronderstellingen ten aanzien van Noordzee geometrie en randvoorwaarden aan de outer shelf (Franken, 1987) wijzen eerder op een onveranderd microgetijde regiem, met k l e i n e r e g e t i j d e amplituden dan tegenwoordig. Een kanttekening h i e r b i j i s dat de aangenomen geometrie gebaseerd i s op de huidige Noordzee topografie; de geometrie van de Texel Spur, waarvan rond 7000 BP nog r e l i k t e n moeten bestaan, kan o n j u i s t z i j n ingeschat. Ook ten aanzien van de randvoorwaarden die het g e t i j bepalen z i j n er onzekerheden ( z i e n o t i t i e G e r r i t s e n ,1987). De v a r i a t i e s i n de stand, de banen en de r e l a t i e v e dichtheden van de planeten anders dan de zon, aarde en maan kunnen tot v a r i a t i e s i n de getijdekomponenten aanleiding hebben gegeven. Lamb (1980, p.215 en p.221) haalt B o l l i n g e r (1964, 1968) aan en komt op grond hiervan tot maxima i n de g e t i j amplitude rond 5500, 3900, 2200 en 500 BP en minima rond 4800, 3200 en 1400 BP. Het eerste maximum en minimum i n deze reeksen s l u i t e n r e d e l i j k aan b i j de bovenstaande v e r o n d e r s t e l l i n g e n . De grootte van deze e f fekten i s echter m o e i l i j k te bepalen. Welke de oorzaak ook z i j , i n ieder geval l i j k t tamelijk zeker dat de zeegaten z i c h rond 5000 BP z i j n gaan s l u i t e n ( z i e voetnoot)*. Vanaf dat moment stonden de onderwaterdelta's - d i e b i j de zeegaten behoorden- n i e t meer onder invloed van de i n en uittredende getijdestromen. Het i s r e d e l i j k e r w i j s aan te nemen dat deze delta's net a l s tegenwoordig a a n z i e n l i j k e sedimenthoeveelheden hebben bevat. D i t i s w a a r s c h i j n l i j k spoedig door golfwerking naar de kust gevoerd. Een d e r g e l i j k proces doet z i c h ook tegenwoordig voor i n de zogenaamde Voordelta na de a f s l u i t i n g i n het begin van de jaren zeventig van de Grevelingentak i n Zeeland ( S t i v e , 1986). * Recent i s door Beets ( n o t i t i e Oktober, 1987) het idee geopperd dat i n r e l a t i e tot de afname van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g , de s l u i t i n g van de zeegaten vooral g e i n i t i e e r d i s door lokale a f z e t t i n g e n langs de hoofdgeulen die hiermee een v e r k l e i n i n g van de achterliggende kombergende volumina veroorzaakten. -42- 4 4.1 VERGELIJKENDE ANALYSE HYPOTHESEN Inleiding In d i t hoofdstuk worden de hypothesen onderling vergeleken, zodat konklusies kunnen worden getrokken over welke hypothesen op d i t moment van belang worden geacht voor de grootschalige kustontwikkeling i n de toekomst. De aspekten die h i e r b i j een r o l spelen z i j n de zekerheden en onzekerheden met betrekking tot de processen van kustvorming en -ontwikkeling (SYSTEEM), de benodigde randvoor- waarden en externe invloeden (INPUT) om het proces te kunnen laten p l a a t s v i n den, de mate waarin een hypothese verklarend i s voor de waargenomen kustontwikk e l i n g (OUTPUT) en de r e l e v a n t i e die een bepaalde hypothese heeft voor de r e cente en toekomstige kustontwikkeling (RELEVANTIE). Opgemerkt wordt dat h i e r -om redenen van omvang- zo min mogelijk i s verwezen naar de achterliggende l i teratuur; d i t i s zoveel mogelijk gedaan i n het voorgaande hoofdstuk en voor meer v o l l e d i g h e i d kan worden verwezen naar de l i t e r a t u u r s t u d i e s (deelrapport 3). De k o n f r o n t a t i e van de hypothesen i s gedaan vanuit v i e r invalshoeken, waarvan de verwachting i s dat deze voldoende, bekende eiementen bevatten om de hypothesen op genoemde aspekten te v e r g e l i j k e n , t.w.: (1) langstransport versus dwarstransport gezien de kustontwikkeling over de l a a t s t e 5000 jaar; (2) de Subboreale kustuitbouw en Oude Duinvorming; (3) de vorming van de Jonge Duinen; (4) gedrag van zeegaten. Naar aanleiding van deze v e r g e l i j k i n g i s de score van de hypothesen op de v i e r aspekten - r e l e v a n t i e , input, systeem en output- onderzocht. H i e r u i t worden enkele relevante konklusies getrokken. *»2 Ontwikkeling Hollandse kust:langs- of dwarstransport? En van de meest wezenlijke vragen die steeds weer i n de diskussie over de Nederlandse kustontwikkeling naar voren komt i s : wordt de grootschalige kustontwikkeling i n hoofdzaak bepaald door langstransport i n een r e l a t i e f smalle nearshore zone of door dwarstransport v i a een u i t w i s s e l i n g tussen de zeebodem en de kustzone over de onderzeese oever? Deze vraag wordt steeds d u i d e l i j k e r gesteld naarmate naar grotere t i j d - en ruimteschalen gekeken wordt. -43- Het proces van langstransport, zoals d i t de grootschalige kustontwikkeling zou kunnen bepalen, wordt globaal a l s volgt gedacht. Sterke, primair golfgedreven stromingen i n een smalle kustzone met een aktieve wig tot globaal 5 a 7 m wa- terdiepte veroorzaken sedimenttransporten langs de kust. De k a r a k t e r i s t i e k e r i c h t i n g van het g o l f k l i m a a t ten opzichte van de kustnormaal bepaalt de t r a n s p o r t r i c h t i n g ; zo ontstaan door v a r i a t i e van de l i g g i n g van de k u s t l i j n gradienten i n langstransport en daaruit r e s u l t e r e n k u s t l i j n v e r a n d e r i n g e n . Een algemeen beeld dat h i e r u i t volgt i s dat konkave kusten (zoals de Hollandse kust van Scheveningen tot Bergen) aanzanden en konvexe kusten (zoals de Waddenkust van Marsdiep tot Bornediep) eroderen. De huidige kennis van d i t mechanisme i n termen van f y s i s c h e processen i s r e l a t i e f groot, t e r w i j l de betrouwbaarheid en r e l e v a n t i e vooral bewezen i s voor i n t i j d en ruimte r e l a t i e f k l e i n s c h a l i g e s i t u a t i e s . De r o l van het proces van dwarstransport b i j grootschalige kustontwikkeling wordt globaal a l s volgt gedacht (het navolgende i s voor een b e l a n g r i j k deel gebaseerd op ideeen a l s beschreven door bijvoorbeeld Wright et a l , 1984, aan- gevuld met r e s u l t a t e n u i t de d i s k u s s i e s binnen het Kustgenese p r o j e k t ) . Binnen de bovengenoemde aktieve wig i s er een s n e l l e u i t w i s s e l i n g van sediment i n dwarsrichting zonder b e l a n g r i j k e netto e f f e k t e n . Nader beschouwd echter s t r e k t de f e i t e l i j k aktieve wig z i c h veel verder zeewaarts u i t ; deze a k t i v i t e i t i s m o e i l i j k e r te konstateren. Op v e r s c h i l l e n d e t i j d s c h a l e n ( z i e schets) i s er i n deze wig v i a de onderzeese kustoever (shoreface) een kustwaartse en een zeewaartse u i t w i s s e l i n g (diabathic exchange) van sediment tussen de nearshore (het gebied dat z i c h globaal u i t s t r e k t van het strand tot aan de grens van de brandingszone t i j d e n s extreme k o n d i t i e s ) en de inner s h e l f . In het algemeen i s de opvatting dat het s n e l l e , maar weinig frequente storm proces sediment naar de inner shelf voert, en dat het langzame, hoog frequente, ge- middelde ( d a g e l i j k s e ) proces sediment naar de nearshore voert. Door de aanwezigheid van z e e s p i e g e l s t i j g i n g en van hydrodynamische en geomorfologische v a r i a t i e s i n l a n g s r i c h t i n g wordt een p o t e n t i e e l dynamisch evenwicht verstoord, zodat netto v e r s c h i l l e n ontstaan tussen transportstromen de kust. dwars op * -44- dunes MHW (duinen) Schets 3 nearshore 5-7 (brekerbodem) m shoreface (onderzeese 15-25m inner oever) shelf (zeebodem) U i t w i s s e l i n g v i a onderzeese oever; t i j d s c h a a l en frequentie van voorkomen van dwarsprocessen De v a r i a t i e s i n l a n g s r i c h t i n g kunnen onderscheiden worden i n v a r i a t i e s i n de nearshore zone die vooral door g o l f - a a n d r i j v i n g wordt gedomineerd en v a r i a t i e s i n de shoreface zone die vooral door getijde-werking wordt gedomineerd. De door golfgedreven langstransport i n de nearshore zone veroorzaakte kustlig- g i n g s v a r i a t i e s kennen een k l e i n e t i j d - en ruimteschaal; verwacht wordt dat voor de grootschalige sedimentbalans het nearshore langstransport a l l e e n een r o l speelt b i j het bepalen van de grootte bronnen c.q. putten aan de z i j d e l i n g s e randen van een beschouwd kontr61e-gebied. De huidige kennis van d i t mechanisme i n termen van fysische processen i s r e l a t i e f k l e i n ; veel van de l i t e r a t u u r over d i t mechanisme i s k w a l i t a t i e f . Het mechanisme l i j k t vooral relevant voor i n t i j d en ruimte r e l a t i e f grootschalige situaties. Om de vraag "Is het langs- of i s het dwarstransport?" beter te kunnen beant- woorden i s op de ontwikkeling van de Hollandse kust van 5000 BP tot heden de i n Deelrapport 5 beschreven analyse techniek toegepast. H i e r b i j r i c h t e n we ons op een lengteschaal van orde 10 km en een t i j d s c h a a l van orde 500 jaar. Een overzicht van de kustontwikkeling over de gehele periode i s gegeven i n de Figuren 8 en 9. De basis van de analyse techniek i s dat v i a bekende formuleringen voor golfgedreven langstransport de waargenomen kustlijnveranderingen worden onderscheiden i n een deel dat verklaard wordt door langstransport en een deel dat daar -45- n i e t u i t wordt verklaard. D i t l a a t s t e deel duidt dan v e e l a l op dwarstransport. Voor de b e s c h r i j v i n g van het langstransport wordt uitgegaan van een geschat g o l f k l i m a a t dat a l s basis dient voor berekeningen met een aantal veel toegepaste sedimenttransport formuleringen, waarbij de waargenomen kromming van de kust de gradienten van het langstransport bepaalt. Binnen zekere marges kan zo aangegeven worden welk deel van de k u s t l i j n v e r a n d e r i n g e n te verklaren i s u i t langstransport. Voor de beoordeling bestuderen we nu de volgende r e s u l t a t e n ( z i e deelrapport 5 voor achtergronden en verdere (1) resultaten): De v e r g e l i j k i n g tussen waargenomen en door langstransport verklaarde k u s t l i j n o n t w i k k e l i n g over een a a n t a l representatieve perioden, t.w. voor de periode 5000-4500 BP (-3850 t o t -3300 AD) i n Figuur 10a, voor de p e r i ode 4000-3500 BP (-2700 t o t -2000 AD) i n Figuur 10b en voor de periode 1300-1980 AD i n Figuur 10c. Ter t o e l i c h t i n g z i j vermeld dat deze figuren aangeven welk deel van de kustontwikkeling door langstransport i n de nearshore zone verklaard kan worden, waarbij mogelijke onzekerheden i n de randvoorwaarden en met name i n de transport formuleringen verwerkt zijn i n de bandbreedte. (2) De v e r g e l i j k i n g tussen waargenomen, geschatte volumina aan Oude Duinen en Jonge Duinen en het deel dat door langstransport over de randen van het kontrole-gebied kan worden verklaard ( z i e onderstaande t a b e l l e n ) : Volumen Oude Duinen waargenomen toevoer door langstransport ( t r a j e k t Goeree-Den Helder) ( t r a j e k t Scheveningen-IJmuiden) ca. 9.10 9 3 m 0,8 ±0,1.10 9 3 m ( i n de periode 5000-3000 BP) Volume Jonge Duinen waargenomen toevoer door langstransport ( t r a j e k t Goeree-Den Helder ( t r a j e k t Scheveningen-IJmuiden) ca. 2.10 9 3 m 0,3 ±0,1.10 9 3 m ( i n de periode 1000-1600 AD) -46- Ad (1): Het b l i j k t dat delen van de k u s t l i j n o n t w i k k e l i n g door langstransport verklaard kunnen worden, maar dat - i n de periode van de grote kustuitbouw, vooral van 4000 tot 3500 BP, een b e l a n g r i j k deel h i e r n i e t u i t verklaard kan worden; - i n de periode 1300 AD tot heden de waargenomen, r e l a t i e f geringe veranderin- gen binnen de marges van de langstransport bijdrage v a l l e n , op een manier die aangeeft dat de bereikbare nauwkeurigheid minder i s dan gewenst. Opgemerkt z i j dat de discrepantie tussen de waarnemingen en de verklaarde veranderingen rond de Oude R i j n d e l t a tussen 5000 en 2000 BP ten dele het gevolg kunnen z i j n van het a k t i e f b l i j v e n van de d e l t a ; hiermee i s namelijk geen rekening gehouden zodat de langstransport effekten slechts aanleiding geven tot afvlakken van de d e l t a . Ad (2): De v e r g e l i j k i n g tussen de waargenomen en door langstransport verklaarde volumina aan Oude en Jonge Duinen toont aan dat er een orde grootte v e r s c h i l bestaat tussen de waarnemenigen en berekeningen; d i t geeft aan dat het langstransportmechanisme v o l s t r e k t onvoldoende i s a l s v e r k l a r i n g voor de zandhoe- veelheden die i n de duinen z i j n Hoewel de bovenbeschreven geborgen. analyse techniek enkele simplificerende veronder- s t e l l i n g e n doet met betrekking tot het langstransportmechanisme kan gesteld worden dat de r o l van d i t mechanisme n i e t s i g n i f i k a n t b e l a n g r i j k e r kan z i j n dan gevonden. Wel moet vermeld worden dat Bakker en Smit (1987) voor de p e r i o de van de l a a t s t e eeuw v i a het langstransportmechanisme een r e d e l i j k e hindcast van het k u s t l i j n v e r l o o p hebben kunnen maken, maar hun r e s u l t a t e n s l u i t e n een bijdrage van het dwarstransport n i e t u i t . Later (Smit en Bakker, 1987) i s gebleken dat een v e r g e l i j k b a r e hindcast voor de gerekonstrueerde k u s t l i j n van 1600 AD minder bevredigende r e s u l t a t e n leverde. De konklusie die h i e r dan ook getrokken wordt i s dat op de t i j d - en ruimteschaal waarin we i n Kustgenese geinteresseerd z i j n naast langs- vooral dwarstransport een r o l van betekenis speelt. 4.3 De Subboreale kustuitbouw en de Oude Duinvorming Een periode waar vanuit het geologisch onderzoek r e l a t i e f veel over bekend i s en die van groot belang l i j k t voor ons begrip van de genese van de Nederlandse -47- of i n ieder geval de Hollandse kust i s die van kustuitbouw en Oude Duinvorming i n het Subboreaal. V66r deze t i j d , i n het Vroeg-Holoceen, werd b i j een sterk stijgende zeespiegel de z u i d e l i j k e Noordzee gevormd middels voortdurende transgressie van de zee. Opvallend i s echter dat rond 5000 BP de aanvankelijk open waddenkust tussen R i j s w i j k en Bergen z i c h s l u i t en begint aan een periode van kustvooruitgang die voortduurt tot rond het begin van onze j a a r t e l l i n g . H i e r b i j i s de p o s i t i e van de k u s t l i j n langs de Hollandse kust van globaal 8 km ten oosten van de huidige k u s t l i j n naar p l a a t s e l i j k 2 km ten westen hiervan verschoven. De diverse mogelijke v e r k l a r i n g e n hiervoor z i j n i n het voorgaande hoofdstuk besproken; deze z u l l e n h i e r onderling vergeleken en beoordeeld worden. A l l e r eerst wordt op grond van de voorgaande paragraaf echter v a s t g e s t e l d dat er zowel sprake i s van langstransport a l s dwarstransport processen, waarbij de l a a t s t e een onmiskenbare r o l spelen i n de perioden van b e l a n g r i j k e kustvooruitgang. De d i s k u s s i e h i e r r i c h t z i c h verder op de INPUT (d.w.z de uitgangss i t u a t i e , de randvoorwaarden en de overige externe invloeden) die nodig i s om middels het SYSTEEM (langs- en dwarstransportproces) de waargenomen veranderingen (OUTPUT) te v e r k l a r e n . Als v e r k l a r i n g van de kustuitbouw wordt h i e r dus i n wezen de u i t e i n d e l i j k e konklusie van Van Straaten (1965) gevolgd, dat er sprake i s van b e l a n g r i j k e uitbouw door e n e r z i j d s (1) dwarstransport waarbij de zeebodem of de shoreface a l s sedimentbron dient, en anderzijds (2) langstransport waarbij er grenzend aan het k u s t t r a j e k t een bron van s e d i ment moet z i j n . Overigens moet opgemerkt worden dat Van Straaten het begrip langstransport w e l l i c h t u i t g e b r e i d e r z i e t dan h i e r bedoeld; gedoeld wordt op het l a n g s t r a n sport op de onderzeese oever of shoreface welke h i e r i m p l i c i e t geschaard wordt onder het proces van dwarstransport. Verder kunnen we op grond van de bovenstaande bevindingen m o e i l i j k uitspraken doen over gen verhoudingsgetal tussen de beide bijdragen, omdat er v a r i a t i e i n de t i j d wordt gekonstateerd, maar zeker i s dat i n de periode van 4000 t o t 3500 BP de grootste kustvooruitgang optreedt die voornamelijk u i t dwarstransport verklaard moet worden. Eerst beschouwen we de INPUT nodig voor het langstransport a l s proces dat b i j draagt tot de kustuitbouw. Het c e n t r a l e element i s h i e r de aanwezigheid van en -48- X het moment van funktioneren van een sediment bron. A l l e aanwijzingen gaan i n de r i c h t i n g van een bron i n het zuiden, t e r w i j l aan de noordelijke rand van het beschouwde gebied eerder een sedimentput moet l i g g e n . Dat het Zeegat van Bergen als put heeft gewerkt i s zeer w a a r s c h i j n l i j k gezien de s n e l l e d i c h t s l i b b i n g van het Zeegat. Op grond van de gevonden sedimentsamenstelling i s het niet waars c h i j n l i j k dat de sediment bron ver z u i d e l i j k kan hebben gelegen. Het l i j k t w a a r s c h i j n l i j k dat de veronderstelde bron gevormd wordt door een vroege delta van de R i j n verbonden met die van de Maas. De grootste onzekerheid bestaat over de vraag waarom deze sedimentbron a l s zodanig i s gaan funktioneren. Een v e r k l a r i n g kan z i j n dat de R i j n i n deze t i j d z i j n afvoer heeft verlegd naar de zogenaamde Oude R i j n monding. Het proces van afbraak van de onderwaterdelta dat hierna i n gang gezet wordt i s v e r g e l i j k b a a r met dat welk momenteel optreedt i n de zogenaamde Voordelta. ^ Beschouwen we t e n s l o t t e de INPUT nodig voor het dwarstransportmechanisme. Als u i t g a n g s s i t u a t i e i s nodig dat de onderzeese kustoever flauw moet z i j n geweest ten opzichte van die rond de Romeinse t i j d . Over de suggestie van Van Straaten (1965) bestaat t w i j f e l ; z i j n schatting van orde 1:500 Aannemelijker i s een schatting van 1:300 i s waarschijnlijk onjuist. veranderend naar 1:200 i n de Romeinse tijd. Het centrale element nu i s welke aanwijzingen er z i j n dat de randvoorwaarden waaronder d i t dwarstransportproces funktioneert z i c h gewijzigd hebben. Er staan h i e r b i j d r i e suggesties tot onze beschikking, t.w. (1) de z e e s p i e g e l s t i j g i n g i s b e l a n g r i j k afgenomen; (2) de g o l f a k t i v i t e i t i s b e l a n g r i j k toegenomen; (3) de getijdewerking Is omgeslagen van een macro/meso- naar een micro-regiem. Ad (1): Over de afname van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g aan het einde van het Atlanticum bestaat weinig t w i j f e l . De theorie moet nu z i j n dat het trage -primair door golfwerking geinduceerde- responsieproces dat verantwoordelijk i s voor het kustwaartse sedimenttransport door de aanvankelijk s n e l l e s t i j g i n g veel van het sediment op de shoreface en inner shelf moet a c h t e r l a t e n . Mogelijk i s h i e r b i j dat de zee over grote delen transgredeerde die aanvankelijk nog door basisveen werden afgedekt, waardoor de toelevering van sediment door golfwerking werd vertraagd. De b e l a n g r i j k e vraag i s nu of de t i j d s c h a a l van het proces zodanig k r i t i s c h l i g t ten opzichte van die van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g dat hiermee r e l a t i e f p l o t s e l i n g e kustuitbouw g e i n i t i e e r d wordt. In d i t verband i s -49- het opvallend dat ook b i j een v e r g e l i j k b a r e s i t u a t i e -wat de geometrie van de kustzee b e t r e f t - i n A u s t r a l ! (Gulf St.Vincent, Harvey en Bowman, 1987) op de geologische t i j d s c h a a l b e l a n g r i j k e sedimenttoevoer vanuit zee i s gekonsta- teerd. Er z i j n ook voorbeelden aan de oostkust van de VS die d i t beeld v e r t o nen (Jelgersma, pers. med.; z i e ook deelrapport 3 ) . Ad (2): Over de toename van de g o l f a k t i v i t e i t kan ook weinig t w i j f e l bestaan z e l f s ¥- onder de v e r o n d e r s t e l l i n g dat het windklimaat z i c h n i e t heeft gewijzigd, omdat a l s gevolg van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g de Noordzee zowel i n oost-west-breedte a l s i n diepte i s toegenomen. Een s c h a t t i n g van een r e p r e s e n t a t i e f g o l f k l i m a a t (t.w. dat a l s gevolg van een windsnelheid van 10 m/s zonder duurbeperking) i s gegeven i n Figuur 11; geschat i s het verloop van de golfhoogte, golfperiode en de asymmetrie van de bodemorbitaalsnelheid op 5m waterdiepte middels het derde oneven moment. Deze l a a t s t e parameter i s een maat voor het kustwaartse door golven geinduceerde sedimenttransport ( S t i v e , 1986). H i e r u i t b l i j k t dat er vooral ook een sterke gradient i n het verloop van deze l a a t s t e parameter z i t . D i t betekent naast de verandering van de t i j d s c h a a l waarop het kustwaartse transport kan werken door de afname van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g ook een belangr i j k e toename van de k a p a c i t e i t . Beide effekten versterken elkaar dus. Ad ( 3 ) : Over een s i g n i f i k a n t e verandering van de g e t i j v a r i a t i e van de orde 4 meter naar de orde 1 meter b i j de aanvang van het Subboreaal bestaan meer t w i j f e l s . Getijberekeningen op grond van de p a l e o k u s t l i j n e n wijzen er eerder op dat er langs de beschouwde kuststrook een g e l e i d e l i j k e groei i n de getij-amplituden i s nog binnen de grenzen van het micro-regiem dat we tegenwoordig Echter, de berekeningen kennen. z i j n gebaseerd op vooronderstellingen ten aanzien van geometrie van de Noordzee en van randvoorwaarden. Enige ruimte om d i t beter u i t te zoeken l i j k t w e n s e l i j k ; ook kan nader geologisch onderzoek naar de g e t i j v a r i a t i e s l i c h t op de zaak werpen. 4.4 De vorming van de Jonge Duinen Aangenomen wordt dat het proces van de vorming van de strandwallen en de Oude Duinen, hetwelk de vooruitgang van de Hollandse kust vanaf het begin van het Subboreaal heeft veroorzaakt, i n ieder geval duurde tot enkele eeuwen voor het -50- begin van onze j a a r t e l l i n g . De k u s t l i j n van de Hollandse kust lag op dat moment p l a a t s e l i j k tot enkele kilometers w e s t e l i j k van de huidige; ten noorden van Bergen lag de k u s t l i j n verder w e s t e l i j k (orde 10 km). Vanaf dat moment i s er p l a a t s e l i j k weer een -aanvankelijk bescheiden- kustachteruitgang opgetreden. Vanaf c i r c a 1000 AD z i j n er belangrijke veranderingen opgetreden. De geprononceerde kustboog ten noorden van Bergen schreed b e l a n g r i j k terug over orde 10 km i n een periode van hooguit enkele eeuwen. En er trad een periode i n van nieuwe duinvorming (Jonge Duinen). H i e r b i j worden d r i e fasen onderscheiden. Een eerste fase (1000 - 1180 AD) van mobiele, elkaar overstuivende duinen, een tweede fase (1180 - 1330 AD) waarin duinvlakten worden afgezet en een derde fase (1330 - 1600 AD) waarin hoge, paraboolduinen worden gevormd. Hier r i c h t e n we ons op de diskussie welke processen en randvoorwaarden verantwoordelijk z i j n voor deze opmerkelijke Jonge Duinvorming. U i t de hypothese formulering z i j n er twee verklaringen gesuggereerd, die echter vanuit de proc e s i n d e l i n g dwarstransport versus langstransport a l l e b e i geschaard kunnen worden i n de eerste kategorie. Er ontbreekt een d u i d e l i j k e langstransporthypothese; d i t i s zeer w a a r s c h i j n l i j k terecht, want we weten u i t de diskussie van de tweede paragraaf van d i t hoofdstuk dat er geen aanwijzingen z i j n dat langstransport een s i g n i f i k a n t e r o l heeft gespeeld i n de k u s t l i j n o n t w i k k e l i n g ten t i j d e van de Jonge Duinvorming. De v e r k l a r i n g van de nieuwe duinvorming wordt h i e r wat het proces b e t r e f t dus ->, voornamelijk gezocht i n dwarstransport waarbij de zeebodem, de shoreface, het strand of a f s l a g van reeds bestaande duinen a l s sedimentbron dient. De verdere diskussie r i c h t z i c h derhalve op de INPUT (d.w.z de u i t g a n g s s i t u a t i e , de randvoorwaarden en de overige externe invloeden) die nodig i s om middels het SYSTEEM (dwarstransportproces) de waargenomen duinvorming (OUTPUT) te verklaren. Beschouwen we de INPUT nodig voor het dwarstransportmechanisme. Als uitgangs- s i t u a t i e i s nodig dat de onderzeese kustoever flauwer moet z i j n geweest dan de tegenwoordige. Hierover bestaat f e i t e l i j k geen zekerheid, maar een schatting van orde 1:200 i n Romeinse t i j d ten opzichte van 1:100 tegenwoordig l i j k t ac- ceptabel. Voorlopig negeren we i n d i t verband de suggestie dat verhoogde s e d i mentafvoer door de r i v i e r e n de vooroever extra heeft gevoed; vermoedelijk gaat het om r e l a t i e f geringe hoeveelheden. -51- Het centrale element nu i s welke aanwijzingen er z i j n dat de randvoorwaarden waaronder het dwarstransportproces funktioneert z i c h gewijzigd hebben. Er staan h i e r b i j d r i e suggesties tot onze beschikking, t.w. (1) algemeen klimatologische v a r i a t i e s die onder andere het stroom- en g o l f klimaat hebben beinvloed; (2) g o l f k l i m a a t v a r i a t i e s door de verdwijning van de geprononceerde ten (3) kustboog noorden van Bergen; f l u k t u a t i e s i n de snelheid van z e e s p i e g e l s t i j g i n g dan wel i n het nivo van de zeespiegel z e l f . Ad ( 1 ) : Over de klimatologische v a r i a t i e s i n de periode 800 AD tot heden l i j k t inmiddels enige zekerheid te bestaan. Opvallend z i j n het voorkomen van een warme periode met een temperatuurmaximum rond 1250 AD en een koude periode met een minimum rond 1650 AD. Ten t i j d e van deze extremen worden perioden met verhoogde s t o r m a k t i v i t e i t vermoed. In de overgangsperioden naar deze extremen i s de storma k t i v i t e i t vermoedelijk gering geweest z i j n , zodat de processen die verantwoord e l i j k worden geacht voor kustwaartse sedimentbeweging de overhand kregen. D i t l i j k t samen te v a l l e n met de bovenaangegeven perioden van Jonge Duinvorming. Ad (2): De kustboog n o o r d e l i j k van Bergen i s i n een r e l a t i e f korte periode ergens tegen het einde van het t i j d v a k van 800 - 1300 AD sterk teruggeschreden, waardoor met name n o o r d e l i j k e en noordwestelijke g o l f r i c h t i n g e n meer van invloed moeten z i j n geweest op de Hollandse kust. D i t l i j k t hooguit aan te s l u i t e n b i j het eerste item. Ad ( 3 ) : Over het bestaan van f l u k t u a t i e s i n de snelheid van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g of i n het nivo van de zeespiegel z e l f bestaat nog weinig zekerheid. De klimatologische f l u k t u a t i e s l a t e n zeker ruimte voor deze mogelijkheden maar de k w a n t i f i c e r i n g i n termen van z e e s p i e g e l s t i j g i n g of -nivo i s m o e i l i j k te maken. Overigens z i j n de suggesties over het mechanisme n i e t eenduidig. Ook h i e r dient erop gewezen te worden dat het opvallend i s dat ook b i j een v e r g e l i j k b a r e s i t u a t i e -wat de geometrie van de kustzee b e t r e f t - i n Australie* (Gulf St.Vincent, Harvey en Bowman, 1987) perioden met b e l a n g r i j k e sedimenttoevoer vanuit zee z i j n gekonstateerd. -52- 4.5 Zeegaten en buitendelta's De huidige, i n d i t verslag gevolgde diskussie over de genese van de Nederlandse kust r i c h t z i c h bewust op die van de Hollandse kust. Dit i s gedaan omdat onze kennis over d i t kustdeel r e l a t i e f groot i s . Een uitzondering wordt w e l l i c h t gevormd door de hypothese over de doorbraken i n Zeeland en NoordHolland, maar h i e r b i j i s geen diskussie gevoerd over fysische processen die van belang kunnen z i j n voor de autonome kustontwikkeling l o k a a l of op een grotere ruimteschaal. Alvorens op d i t l a a t s t e i n te gaan i s het zaak nog een oordeel te geven over de doorbraakhypothese. De h i s t o r i s c h e gegevens wijzen d u i d e l i j k i n de r i c h t i n g van een belangrijke antropogene bijdrage aan de ontwatering, i n k l i n k i n g en ontginning van de hoogveengebieden i n zowel Zeeland a l s de kop van Noord-Holland. Toch i s het opvallend dat de doorbraken i n r e l a t i e f korte t i j d optreden en van zo'n grote omvang z i j n . De suggesties dat ook een hogere stormfrequentie z i j n b i j drage heeft gehad worden dan ook tamelijk r e e e l geacht. Of deze hypothese verder nog enige r e l e v a n t i e b e z i t voor het voorspellen van de kustontwikkeling vanaf heden v a l t te b e t w i j f e l e n . B e l a n g r i j k e r i n d i t verband kan de eerst aangehaalde d i s k u s s i e z i j n . De kern hiervan kan w e l l i c h t beschreven worden vanuit de opvattingen van Van Veen (1937). Op grote r u i m t e l i j k e schaal gezien maakt onze w e s t e l i j k e kust deel u i t van een primaire kust die i s "opgehangen" aan de punten Cap Blanc Nez en de buitendelta van Texel. Op de r u i m t e l i j k e schaal van Nederland daarenboven i s er een secundaire kustboog tussen de Zeeuwse onderwaterdelta en de onderwater- d e l t a van het Zeegat van Texel. Eerste orde effekten met betrekking tot de gemiddelde p o s i t i e van de Hollandse kust worden bepaald door de ophangpunten. Meer of minder konkaaf worden van de kustboog door het karakter van het g o l f en g e t i j - k l i m a a t worden beschouwd a l s tweede orde effekten. Ook met tot betrekking het gedrag van de Noordzeekust van de Waddeneilanden kan deze kustboogthe- o r i e -met konkave bogen tussen de r e s p e k t i e v e l i j k e buitendelta's- gehanteerd worden. Hier wordt nu verder n i e t ingegaan op de r e l e v a n t i e en betrouwbaarheid van bovenstaande hypothese, maar hiermee i s w e l l i c h t aangegeven dat de invloed van zeegaten en hun buitendelta's op de grootschalige kustontwikkeling i n ieder geval aandacht verdient. Dit des te meer vanuit de wetenschap dat de Zeeuwse onderwaterdelta a l s gevolg van de Deltawerken a a n z i e n l i j k aan het veranderen i s . -53- 4.6 Konklusies B i j de konklusies die u i t d i t hoofdstuk moeten volgen staan twee vragen centraal: - welke hypothesen kunnen ons helpen b i j het begrijpen en voorspellen van de grootschalige kustontwikkeling ? - welke hypothesen dienen nader of beter onderzocht te worden om deze r o l te kunnen spelen ? Alvorens deze vragen te beantwoorden volgt eerst een overzicht van de hypothesen met een korte omschrijving. HYPOTHESE 100-1: 2DH-UITWISSELING NEARSHORE-INNER SHELF Op v e r s c h i l l e n d e t i j d s c h a l e n i s er v i a de onderwateroever (shoreface) een kustwaartse en een zeewaartse u i t w i s s e l i n g (diabathic exchange) van sediment tussen de nearshore en de inner s h e l f . Hiernaast bestaan er i n de nearshore zone en op de lower shoreface langstransport processen waardoor de u i t w i s s e l i n g i n het h o r i z o n t a a l vlak twee-dimensionaal wordt. HYPOTHESE 100-2: LANGSTRANSPORT IN NEARSHORE ZONE In dwarsrichting bestaat een zo goed a l s gesloten kustsysteem waarbij de aktieve wig z i c h tot de nearshore beperkt (5 - 7 m waterdiepte). Het z i j n primair de gradienten i n l a n g s r i c h t i n g van de golfgedreven k u s t d r i f t ( " l i t t o r a l d r i f t " ) die verantwoordelijk z i j n voor een kustvoor- of een kustachteruitgang. Hiernaast dient rekening te worden gehouden met v e r l i e s of winst van sediment aan de noord- en zuidrand. HYPOTHESE 1000-1: UITWISSELING NEARSHORE-INNER SHELF Omstreeks 1000 AD i s er een verandering opgetreden i n de sediment u i t w i s s e l i n g tussen inner shelf en nearshore zone. De sedimenttoevoer naar het strand en de brandingszone i s zodanig vergroot dat er een zandoverschot i s ontstaan, waaruit de Jonge Duinen z i c h hebben kunnen vormen. HYPOTHESE 1000-2: FLUKTUATIES ZEESPIEGEL(STIJGING) F l u k t u a t i e s i n de over vele dekaden gemiddelde zeespiegelstand dan wel i n de snelheid van de z e e s p i e g e l s t i j g i n g beTnvloeden het gedrag van de grens zee-land, met name voor wat b e t r e f t de duinvorming i n de kustzone. -54- HYPOTHESE 1000-3: MENSELIJKE INVLOED Het ontstaan van het estuarium van Zeeland en de doorbraak van de kustboog ter hoogte van Texel i s veroorzaakt of i n g e l e i d door menselijke i n v l o e d , t.w. de ontginning van hoogveengebieden. Vanaf de 13e eeuw i s de Hollandse duinstrook b i j voortduring gereguleerd. HYPOTHESE 5000-1: UITWISSELING NEARSHORE-INNER SHELF Met het s t i j g e n van de zeespiegel i s er sprake van een toelevering van sediment van dieper water naar de kustzone volgens een r e l a t i e f traag responsie proces ( t i j d s c h a a l i s t i j d s c h a a l z e e s p i e g e l s t i j g i n g ) . Als de s t i j g i n g van de zeespiegel afneemt kunnen door een r e l a t i e f grote sedimentaanvoer barrie're eilanden en/of duinen gevormd worden. HYPOTHESE 5000-2: LANGSTRANSPORT IN NEARSHORE ZONE De t o t a l e hoeveelheid sediment aanwezig i n duinen en b a r r i e r e eilanden i n de d i r e k t e kustzone i s p r a k t i s c h gesproken konstant. Door middel van transport processen i n l a n g s r i c h t i n g kan herverdeling van sedimenten plaatsvinden: b i j voorbeeld de sterke kustvooruitgang ten t i j d e van de afnemende z e e s p i e g e l s t i j ging rond 5000 BP i s een gevolg van het funktioneren van de r e l a t i e f ver zeewaarts gelegen d e l t a van een oude Maasmonding a l s sedimentbron. HYPOTHESE 5000-3: GETIJDE-AMPLITUDE BEPAALDE KUST Het gedrag en de ontwikkeling van de kust worden bepaald door de g e t i j a m p l i tude (micro, meso of macro getijregiem) en eventuele veranderingen daarin. In de voorgaande paragrafen z i j n bovenstaande hypothesen vergeleken vanuit v i e r invalshoeken. Naar a a n l e i d i n g van deze v e r g e l i j k i n g wordt nu de score van de hypothesen op een aantal aspekten - a l s kennis van input en systeem, v e r k l a rend voor output en r e l e v a n t i e voor v o o r s p e l l i n g - i n beeld gebracht. Dit i s gedaan middels t a b e l l e n waarin de score v i a symbolen wordt weergegeven. Opgemerkt wordt dat de s c o r e t a b e l l e n weliswaar snel een overzicht geven maar voor de overwegingen die ten grondslag liggen aan de simpele scoringstekens moet de l e z e r toch verwezen worden naar de i n d i t rapport gevoerde d i s k u s s i e s . Eerst wordt de score op de ISO-aspekten beschouwd, zodat d u i d e l i j k wordt welke hypothesen nog onvoldoende bekend of onderbouwd z i j n om hun p o t e n t i e l e r o l voor de v o o r s p e l l i n g van de kustontwikkeling te kunnen v a s t s t e l l e n . Dit i s het antwoord op de tweede bovengestelde vraag. -55- HYPOTHESE 100-1 (2DH-uitwisseling) HYPOTHESE 100-2 (langstransport) HYPOTHESE 1000-1 (dwarstransport) HYPOTHESE 1000-2 (zeesp.fluktuaties) HYPOTHESE 1000-3 (menselijke invloed) HYPOTHESE 5000-1 (dwarstransport) HYPOTHESE 5000-2 (langstransport) HYPOTHESE 5000-3 ( g e t i j dominantie) kennis van INPUT kennis van SYSTEEM verklarend voor OUTPUT o o + + + o 0 o + - 0 + + + + - o o o + o - o + Score betekenis van de symbolen: kennis van INPUT: + goed , o matig , - onvoldoende kennis van SYSTEEM : + goed , o matig , - onvoldoende verklarend voor OUTPUT: + v o l l e d i g , o deels Op grond van deze score moet gekonkludeerd worden dat i n d i t stadium s l e c h t s van een beperkt a a n t a l hypothesen gesteld kan worden dat onze kennis (van INPUT en SYSTEEM) voldoende i s om hun p o t e n t i e l e r o l voor de v o o r s p e l l i n g van de kustontwikkeling te kunnen v a s t s t e l l e n . Als de hypothesen die de u i t w i s s e l i n g tussen inner shelf en nearshore (de " d i a b a t h i c exchange") c e n t r a a l s t e l len, worden samengenomen, dan b l i j k t de benodigde u i t b r e i d i n g van onze kennis toch nog een o v e r z i c h t e l i j k beeld op te leveren. Met betrekking t o t het SYSTEEM ( s t e l s e l van f y s i s c h e processen) i s - i n v o l g orde van p r i o r i t e i t - opbouw of a a n v u l l i n g van kennis nodig van: - de dwarsuitwisseling tussen inner s h e l f , shoreface en nearshore; - de dwarsuitwisseling tussen nearshore en duinen b i j z e e s p i e g e l f l u k t u a t i e s ; - de kustvormende processen b i j substantie'le v a r i a t i e van de g e t i j s l a g . Met betrekking tot de INPUT (de i n i t i e r e n d e k o n d i t i e s ) i s - i n volgorde van p r i o r i t e i t - opbouw of a a n v u l l i n g van kennis nodig van: -56- - de klimatologische c.q. hydrodynamische v a r i a t i e s die tijdens (1) de periode van subboreale strandwalvorming, (2) de periode van Jonge Duinvorming en (3) de l a a t s t e eeuw, de dwarsuitwisseling tussen inner s h e l f , shoreface en nearshore beinvloed hebben; - de mogelijke z e e s p i e g e l f l u k t u a t i e s die tijdens de periode van Jonge Duinvorming de dwarsuitwisseling tussen nearshore en duinen beinvloed hebben; - de mogelijke v a r i a t i e van de g e t i j s l a g die tijdens de periode van Oude Duinvorming de kustvormende processen benvloed heeft. Voor de v o o r s p e l l i n g van de kustontwikkeling z i j n we vooral geinteresseerd i n •Y- een goede b e s c h r i j v i n g van het SYSTEEM (het samenstel van fysische processen) dat de kustontwikkeling bepaalt. Voor de nadere beoordeling van de hypothesen met betrekking tot de vraag welke hypothesen -op grond van onze huidige kenn i s - ons kunnen helpen b i j deze v o o r s p e l l i n g i s gestreefd naar ( z i e tabel voor resultaat): - een c l u s t e r i n g van de hypothesen op grond van het achterliggende systeem; - het aangeven van de mate van RELEVANTIE van het systeem voor de v o o r s p e l l i n g van de toekomstige kustontwikkeling; - het aangeven van de mate van ALGEMEEENHEID van het systeem voor de voorspell i n g van de toekomstige kustontwikkeling. -57- HYPOTHESE SYSTEEM dwarsuitwisseling langstransport RELEVANTIE voor voorspelling ALGEMEENHEID van systeem HYPOTHESE 100-1 (2DH-uitwisseling) HYPOTHESE 1000-1 (dwarstransport) HYPOTHESE 1000-2 (zeesp.fluktuaties) HYPOTHESE 1000-3 (menselijke invloed) HYPOTHESE 5000-1 (dwarstransport) HYPOTHESE 5000-3 ( g e t i j dominantie) + + + o + o + o + o + o HYPOTHESE 100-2 (langstransport) HYPOTHESE 1000-3 (menselijke invloed) HYPOTHESE 5000-2 (langstransport) o 0 + o - - Score betekenis van de symbolen op het aspekt RELEVANTIE + hoog, o matig, - onvoldoende. Score betekenis van de symbolen op het aspekt ALGEMEENHEID: + omvat a l l e deelsystemen o omvat b e l a n g r i j k deelsysteem - omvat deelsysteem Op basis van deze r e s u l t a t e n kan nu een (niet het) antwoord gevonden worden op de eerste vraag gesteld aan het begin van deze paragraaf. U i t een kombinatie van de aspekten r e l e v a n t i e en algemeenheid van het systeem volgt dat vooral het dwars-uitwisselingssysteem ("de diabathic exchange") beter begrepen moet worden; dat i s op d i t moment het meest gespecificeerde systeem dat a l s u i t gangsmodel gekozen kan worden om de h i s t o r i s c h e en de toekomstige kustontwikk e l i n g te verklaren resp. i n te kunnen schatten. Een te verwachten en reeds geuit punt van k r i t i e k h i e r b i j i s dat het 2DH-uitwissellingssysteem tussen inner shelf en nearshore zo algemeen (weinig gespecificeerd) i s ("alle proces- -58- sen z i t t e n e r i n " ) dat hiermee l o g i s c h e r w i j s de kustontwikkeling kan worden voorspeld. Het i s inderdaad zo dat d i t model ruimte laat voor meer processen dan gewoonlijk door de kustingenieur worden beschouwd. Toch i s het nieuwe, centrale element i n d i t model de u i t w i s s e l i n g i n dwarsrichting op een grote t i j d - en ruimteschaal, waarvan b l i j k t dat d i t b e l a n g r i j k moet z i j n voor de grootschalige kustontwikkeling. -59- 5 5.1 VERVOLGONDERZOEK KUSTGENESE Inleiding In de diskussie over het vervolg van het onderzoeksprogramma voor Kustgenese staan de kennisleemten ten aanzien van het grootschalige kustgedrag c e n t r a a l . Het b e l a n g r i j k s t e doel van het vervolgonderzoek i s namelijk het v e r k r i j g e n van i n z i c h t i n en begrip van de i n t i j d en/of i n ruimte grootschalige processen en fenomenen d i e de "autonome" kustontwikkeling bepalen. Alvorens de onderzoekvragen te formuleren z a l eerst worden aangegeven welke gedachten over het grootschalige kustgedrag, de processen en de fenomenen gevormd z i j n middels de i n d i t Hoofdrapport beschreven hypothese-vorming en -toetsing. 5.2 G r o o t s c h a l i g kustgedrag, processen en fenomenen D e f i n i t i e _ y a n g r o o t s c h a l i g e gedrag Onder het grootschalige kustgedrag wordt verstaan de veranderingen i n de bodemligging van de kust en de hieraan gerelateerde sedimenthuishouding en de veranderingen i n de proces-aansturende hydraulische en k l i m a t o l o g i s c h e randk o n d i t i e s op een t i j d s c h a a l van 10 jaar en een ruimteschaal van 10 km. Onder het begrip kust i n deze wordt verstaan zowel duinen, strand en brandingszone als shoreface en Inner s h e l f . Het_karakter_yan_het huidige_grootschalige_gedrag De gedachte d i e i n eerste i n s t a n t i e volgt u i t analyse van het gedrag van de DV, HWL en LWL i s dat gedurende de l a a t s t e 100 jaar het grootschalige kustgedrag i n de t i j d r e l a t i e f s t a b i e l i s . De r u i m t e l i j k e v a r i a t i e s langs de Hollandse kust daarentegen groot. Het globale beeld dat verkregen wordt u i t het gedrag van de genoemde k u s t l i j nen i s dat de Hollandse kust aan de randen t e r u g s c h r i j d t en i n het midden v o o r t s c h r i j d t volgens een i n de t i j d zeer konstante ontwikkeling. Grotere en k l e i n e r e Ingrepen en maatregelen l i j k e n deze ontwikkeling n i e t echt te v e r s t o ren. Vragen d i e h i e r b i j echter nog beantwoord moeten worden z i j n : -60- - of d i t i n de t i j d kontinue gedrag ook representatief i s voor de kust volgens de h i e r gehanteerde d e f i n i t i e (dus i n k l u s i e f shoreface etc) ? - a l s d i t l a a t s t e ook het geval i s , wat z i j n dan de kansen dat d i t kontinue gedrag binnen onze t i j d s h o r i z o n kan veranderen ? Vastgesteld moet worden dat het aspekt van de r u i m t e l i j k e v a r i a t i e s i n de d i s kussie (door een achterstand i n de beschikbaarheid van de gegevens) tot nog toe minder naar voren i s gekomen. Als nu het kontinue gedrag i n de t i j d van de kust waar i s , dan i s er een b e l a n g r i j k uitgangspunt voor het vervolgonderzoek, dat a l s volgt omschreven kan worden. De v a r i a t i e s i n de ontwikkeling van de gesloten Hollandse kust worden n i e t i n de eerste plaats bepaald door v a r i a t i e s van de processen en fenomenen i n de toekomst maar door v a r i a t i e s hiervan i n de ruimte. Om deze redenen wordt aanbevolen i n het onderzoeksprogramma van de komende jaren sterker dan voorheen de nadruk te leggen op onderzoek naar de i n de ruimte grootschalige v a r i a t i e s van de kustvormende fenomenen (hydraulische en k l i m a t o l o g i s c h e k o n d i t i e s ) en van de morfologische k o n d i t l e s . Processen De op d i t moment b e l a n g r i j k s t e lacune i n onze proceskennis van de grootschalige v. kustontwikkeling i s de zogenoemde 2DH-uitwisseling van sediment tussen duinen, nearshore, shoreface en inner s h e l f . De v e r s c h i l l e n d e processen die h i e r een r o l spelen moeten g e i d e n t i f i c e e r d en qua belang afgewogen worden. Met 2DH-uit- w i s s e l i n g wordt bedoeld het grootschalige patroon i n twee horizontale dimensies van netto sedimenttransportstromen tussen duinen, brandingszone, onderzeese oever en inner s h e l f , waarbij deze transportstromen a l s volgt worden gedacht plaats te vinden. Het idee i s dat de u i t w i s s e l i n g i n dwarsrichting (de "diabathic exchange") bepaald wordt door de primaire i n t e r a k t i e tussen de heersende hydraulische omstandigheden (golven, stromingen), het k u s t p r o f i e l en de sedimenteigenschap- pen op d i t p r o f i e l . Met primair wordt bedoeld dat er een direkte koppeling tussen de v e r s c h i l l e n d e zones bestaat v i a de h y d r a u l i k a . Deze i n t e r a k t i e tussen hydraulische omstandigheden, k u s t p r o f i e l en sediment v a r i e e r t langs de kust door externe v a r i a t i e s i n hydraulische en sedimentkondities en door het bestaan van langssystemen met een sekundaire i n t e r a k t i e , t.w. een i n de g o l f gedomineerde nearshore zone en gen i n de getijgedomineerde shoreface zone. Met sekundair wordt bedoeld dat deze langssystemen n i e t direkt gekoppeld z i j n v i a -61- de h y d r a u l l k a , maar i n d i r e k t en vaak op langere termijn b i j w i j z i g i n g e n van de grootschalige geometrie. De verdere gedachte bestaat dat er r e l a t i e f meer bekend i s over de processen i n l a n g s r i c h t i n g (de "parabathic exchange") dan van de processen i n d w a r s r i c h t i n g . Fenomenen of externe k o n d i t i e s De i n het verleden opgetreden en mogelijk toekomstige veranderingen i n de randvoorwaarden en randkondities moeten onderzocht worden; d i t b e t r e f t de h y d r a u l i sche en klimatologische k o n d i t i e s , die de fysische processen aansturen. Voorzover nu bekend gaat het h i e r b i j om het windklimaat, het g o l f k l i m a a t , het zeespiegelnivo en het g e t i j d e k l i m a a t . 5.3 Onderzoeksvragen Gebaseerd op de bovenbeschreven gedachten ten aanzien van het kustgedrag kunnen de onderzoeksvragen worden geformuleerd die een l e i d r a a d moeten z i j n voor de te formuleren onderzoeksprojekten van 1988 en verder. Het l i j k t relevant de onderzoeksvragen i n te delen volgens het ISO koncept, en wel i n de volgorde 0 S I gezien het belang dat gehecht wordt aan de r u i m t e l i j k grootschalige v a r i a t i e s van de processen (de "S") en randkondities (de "I") die eerst v i a de kusttoestand i n kaart gebracht moeten worden (de "0"). Deze volgorde geeft tevens min of meer een p r i o r i t e i t s v o l g o r d e aan. De_0 1. vraag: B e s c h r i j f de huidige en zo mogelijk de verleden kusttoestand i n termen van sedimentbalans, sedimenthuishouding, transportstromen van sediment, morfologische eigenschappen en morfologische ontwikkeling. Betrek h i e r b i j nu ook de Waddeneilanden en de z u i d e l i j k e d e l t a . De S vragen: 2. Onderzoek de samenhang tussen de r u i m t e l i j k e v a r i a t i e van het gedrag (vooruitgang/achteruitgang, verdieping/verondieping) van de Hollandse kust en de r u i m t e l i j k e v a r i a t i e van de morfologie, sediment- samenstelling, mineralog i e , geochemie en geologie van onderwateroever, strand en duinen. -62- 3. Onderzoek de samenhang tussen de r u i m t e l i j k e v a r i a t i e van het gedrag (vooruitgang/achteruitgang, verdieping/verondieping) van de Hollandse kust en de r u i m t e l i j k e v a r i a t i e van de hydraulische en meteorologische 4. kondities. Integreer de huidige en de te vergaren kennis van het grootschalige kustgedrag om een konceptueel, evenwichtig model ter v o o r s p e l l i n g van d i t gedrag op te s t e l l e n . De I vragen: 5. Onderzoek de i n het verleden mogelijk opgetreden veranderingen i n klimatolo- gische en hydraulische k o n d i t i e s , die een v e r k l a r i n g kunnen geven voor nu markant gevonden ontwikkelingen a l s de kustvooruitgang van 5000 tot 3000 BP, de Jonge Duinvorming rond 1000 BP en het parabool gedrag van de l a a t s t e eeuw. 6. Voorspel de ontwikkeling van de klimatologische en hydraulische k o n d i t i e s , die a l s externe fenomenen de ontwikkeling van de Nederlandse kust belnvloeden. LITERATUUR BAKKER, W.T. (1968) A mathematical theory about sandwaves and i t s a p p l i c a t i o n on the Dutch wadden i s l e of V l i e l a n d Shore and Beach BAKKER, W.T. & D.S. JOUSTRA (1970) The h i s t o r y of the Dutch coast i n the l a s t century Proc. of the 12th Coastal Eng. Conf., pp 709-727 BAKKER, W.T., C.H. HULSBERGEN, P. ROELSE, C. DE SMIT, & J.N. SVASEK (1984) Permeable groynes: experiments and p r a c t i c e i n the Netherlands Proc. of the 19th Coastal Eng. Conf., pp 2026-2041 BAKKER, W.T. & E.S.P. SMIT (1987) Waarheden omtrent kustgedrag R i j k s w a t e r s t a a t , Dienst Getijdewateren, N o t i t i e GWA0-87.004 (Aug. 1986, k o r r e k t i e s Febr. *87 en Juni '87) BEETS, D.J., W.E. WESTERHOFF, W. de GANS, A.P. PRUISSERS & L. van der VALK (1987 i n prep.) Holocene c o a s t a l p l a i n sedimentation i n the western Netherlands Proc. Symp. Coastal Lowlands, May 25-27 1987 BEETS, D.J., et a l (1987) Rapport Kustgenese I R i j k s Geologische Dienst, Haarlem BORGER, G.J. (1975) De Veenhoop P r o e f s c h r i f t , U n i v e r s i t e i t van Amsterdam, 242 p. EDELMAN, T. (1974) Bijdrage t o t de h i s t o r i s c h e geografie van de Nederlandse kuststrook. Rijkswaterstaat DWW s e r i e nr. 14 LITERATUUR (vervolg) EDELMAN, T. en EGGINK, D.N. (1962) Some c h a r a c t e r i s t i c s of the Dutch coast Proc. of the 8th Coast. Eng. Conf., pp 756-764 EISMA, D. (1968) Composition, o r i g i n and d i s t r i b u t i o n of Dutch coastal sands between Hoek van Holland and the Island of V l i e l a n d Neth. J . Sea Res., V.4, pp 123-267 FRANKEN, A.F. (1987) Reconstructie van het paleo-getijklimaat i n de Noordzee Waterloopkundig Lab., Rapport X-0029-00. GERRITSEN, H. (1987, i n prep.) N o t i t i e over paleo-getijde-komponenten HARVEY, N. & G.M. Bowman (1987) Coastal management i m p l i c a t i o n of a Holocene sediment budget: Le Fevre Peninsula, South A u s t r a l i a J . Shoreline Management, V.3, pp 77-93 JELGERSMA, S. (1979) Sea-level changes i n the North Sea basin In: OELE, E., R.T.E. SCHUTTENHELM & A.J. WTGGERS (eds.) The Quaternary histo: of the North Sea, Acta Univ. Ups., Symp. Univ. Ups., Ann. Quing. C e l . 2, pp 233-248 JELGERSMA, S. (1985) Een geologische k i j k op de kust C o l l . Kustontwikkeling, verleden, heden en toekomst Waterloopkundig Lab. Marknesse, pp 5.1-5.7 JELGERSMA, S., J . DE JONG, W.H. ZAGWIJN & J.F. VAN REGTEREN ALTENA (1970) The c o a s t a l dunes of the western Netherlands; geology, vegetational h i s t o r y and archeology Med. Geol. S t i c h t i n g NS XXI, pp 93-197 LITERATUUR (vervolg) JONG, J.D. de (1984) Age and vegetation of the coastal dunes i n the F r i s i a n Islands, the Netherlands Geologie en Mijnbouw, 1984, pp 269-275 KLIJN, J.A. (1981) Nederlandse kustduinen. Geomorfologie en bodems PUDOC, Wageningen, 188 p. KOHSIEK, L. (1986) Kustontwikkeling Nederland; Verleden, heden, toekomst R i j k s w a t e r s t a a t , Dienst Getijdewateren, nota GWAO-86.372, 20 p. LAMB, H.H. (1980) C l i m a t i c f l u c t u a t i o n s i n h i s t o r i c a l times and t h e i r connection with transgressions of the sea, stormfloods and other c o a s t a l changes In: VERHULST, A. & M.K.E. GOTTSCHALK (eds.) Transgressies en occupatiegeschiedenis i n de kustgebieden van Nederland en B e l g i e , Belg. Centr. Land. Gesch., Publ. no. 66, pp 251-290 LEENDERS, K.A.H.W. (1986) 2000 jaar kustontwikkeling van Cap Gris Nez tot Hoek van Holland R i j k s w a t e r s t a a t , D i r e k t i e Noordzee, Rapport N-86.19, 44 p. LIGTENDAG, W.A. (1987) Van I J z e r tot Jade; een r e c o n s t r u c t i e van de z u i d e l i j k e Noordzeekust i n de jaren 1600 en 1750 (concept) H i s t . Geogr. Sem., Univ. v. Amsterdam, 56 p. LIGTENDAG, W.A. & G.J. B0RGER (1987, i n prep.) MARANUS, J.W. & H.J. VERHAGEN (1987) Zandgolven en kustverdediging i n Zeeland Polytechnisch t i j d s c h r i f t , 42: 2: 34-38. LITERATUUR (vervolg) MULDER, E.F.J, de (1984) Geologische geschiedenis van de Hondsbossche zeewering Grondboor en hamer, pp 15-31 PLASSCHE, 0. van de (1982) Sea-level change and w a t e r - l e v e l movements i n the Netherlands during the Holocene Med. R i j k s Geol. Dienst, V.36-1, 93 p. ROEP, Th.B. (1984) Progradation, erosion and changing c o a s t a l gradient i n the c o a s t a l b a r r i e r deposits of the Western Netherlands Geologie en Mijnbouw, V.63, pp 249-258 SCHOORL, H. (1973) Zeshonderd jaar water en land Wolters-Noordhoff, Groningen SMIT, E.S.P. (1987) Sedimentdwarstransport grote kustuitbouw langs de Hollandse k u s t l i j n vanaf het begin van de Afstudeerverslag Techn. Univ. D e l f t , C i v . Techn., Afd. Waterbouwk. SMIT, E.S.P. & W.T. BAKKER (1987) Commentaar b i j de gereconstrueerde k u s t l i j n van ca. 1600 AD R i j k s w a t e r s t a a t , Dienst Getijdewateren, N o t i t i e GWA0-87.348 STIVE, M.J.F. (1986) A model f o r cross-shore sediment transport Proc. of the 20th Coastal Eng. Conf., pp 1550-1564 STRAATEN, L.M.J.U. van (1961) D i r e c t i o n a l e f f e c t s of winds, waves and currents Geologie en Mijnbouw, V.23 LITERATUUR (vervolg) STRAATEN, L.M.J.U. van (1965) Coastal b a r r i e r deposits i n south and north Holland, i n p a r t i c u l a r i n the areas around Scheveningen and IJmuiden Med. R i j k s Geol. S t i c h t . N.S., V.17, pp 41-75 VEEN, J . van (1937) Korte b e s c h r i j v i n g der uitkomsten van onderzoekingen i n de Hoofden en langs de Nederlandse kust T i j d s c h r . Kon. Ned. Aardrijkskundig Gen., 2e reeks, deel 54, pp 155-195 WTERSMA, J . (1987) Jonge duinvorming door z e e s p i e g e l f l u c t u a t i e s R i j k s w a t e r s t a a t , Memo n r . NZ-N-87 WIERSMA, J . & J.S.L.J, van ALPHEN (1987, i n press) The morphology of the Dutch shoreface between Hook of Holland and Den Helder In: BOER, P.L. de, A. van GELDER & S.D. NIO (eds.) Tide-influenced sedimentary environment and f a c i e s ; R e i d e l , Dordrecht WRIGHT, L.D. & A.D. SHORT (1984) Morphodynamic v a r i a b i l i t y of surf zones and beaches: a synthesis Mar. Geol., V.56, pp 93-118 ZAGWIJN, W.H. (1965) P o l l e n - a n a l y t i c c o r r e l a t i o n s i n the c o a s t a l b a r r i e r deposits near The Hague (the Netherlands) Med. R i j k s Geol. St. N.S., V.71, pp 83-88 ZAGWIJN, W.H. (1984) The formation of the Younger Dunes on the west coast of the Netherlands (AD 1000-1600) Geologie en Mijnbouw, V.63, pp 259-268 ZAGWIJN, W.H. (1986) Nederland i n het Holoceen RIjksgeologische Dienst, Haarlem, 46 p. Leden Kustgenese (met deze l i j s t i s geen v o l l e d i g h e i d nagestreefd; naast de genoemde personen i s nog door andere kollega's b e l a n g r i j k werk v e r r i c h t ) 1) Rijkswaterstaat Dienst Getijdewateren i r . W.T. Bakker i r . C.J. Borst i r . D. D i l l i n g h i r . F. H a l l i e dhr. D. Knoester drs. L.H.M. Kohsiek i r . A.J. Kuik i r . C.J. Louisse i r . J . v. Malde mw. T. N i j l a n d drs. P. van Vessem 2) Rijkswaterstaat D i r e k t i e Noordzee drs. J.S.L.J, van Alphen dr. J . Wiersma 3) Rijkswaterstaat D i r e k t i e F r i e s l a n d dhr. D.T. Reitsma 4) Rijkswaterstaat D i r e k t i e Noord-Holland dhr. M. de Boer dhr. L.A.H. Overmars i r . H.D. Rakhorst 5) Rijkswaterstaat D i r e k t i e Zeeland dr. J.H. van de Berg 6) Rijkswaterstaat D i r e k t i e Zuid-Holland dhr. R. Nolten 7) Rijkswaterstaat Meetkundige Dienst drs. M.A. Damoiseaux i r . P. Noomen 8) R i j k s Geologische Dienst dr. D.J. Beets drs. P. Cleveringa dr. W. de Gans mw. dr. S. Jelgersma dhr. J . de Jong i r . C. Laban mw. drs. G. Niessen dr. R.T.E. Schuttenhelm dhr. B. Sliggers drs. W.E. Westerhoff 9) R i j k s u n i v e r s i t e i t Utrecht dr. P.G.E.F. Augustinus dr. R.J. Boersma drs. A. Kroon drs. J . v.d. Meene prof. dr. S.D. Nio drs. Sha L i Ping dhr. A. Stolk prof. dr. J.H.J. Terwindt Technische U n i v e r s i t e i t Delft prof, d r . i r . E.W. B i j k e r i r . J . van der Graaff 10) Leden Kustgenese (vervolg) 11) U n i v e r s i t e i t van Amsterdam prof.dr. G.J. Borger drs. W. Ligtendag 12) Vrije Universiteit dr. 0. v.d. Plassche drs. Th. B. Roep drs. L. v.d. Valk 13) Waterloopkundig 14) Persoonlijk Laboratorium i r . M.J.F. Stive i r . C. de Valk dr. i r . P. V e l l i n g a i r . H. Wensink d r . i r . H.G. Wind i r . T.J. Zitman dhr. K.A.H.W. Leenders dhr. H. Schoorl Fig. l a De 10-jaar gemiddelde k u s t l i j n verandering langs de Hollandse kust (van Vessem,1987) Fig. lb De 100-jaar gemiddelde k u s t l i j n verandering langs de Hollandse kust (Edelman en Eggink, 1962) DE 10 EN 1 0 0 - J A R I G E VERANDERING VAN HUIDIGE HOLLANDSE DE KUST WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM H 317 FIG. 1 G E O M O R F I S C H E K A A R T VAN DE KUST ( W I E R S M A HOLLANDSE EN VAN A L P H E N , WATERLOOPKUNDIG 1987) LABORATORIUM H 317 FIG. 2 KUSTLUNRECONSTRUCTIE 1980 ( L I G T E N D A G EN WATERLOOPKUNDIG 0, 8 0 0 , 1300 BORGER, EN 1987) LABORATORIUM H 317 FIG. 3 KUSTL'JN RECONSTRUCT IES 5 0 0 0 , 4 5 0 0 , 4 0 0 0 , 3 5 0 0 , E N 3 0 0 0 B P ( B E E T S ET AL.,1987) WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM H 317 FIG. 4 9 r JLJ'.-}'. .f. •'./'.•}•./wBP -Ji y — < •—< ^ • Fig. 26. Reconstruction of coastal evolution. 1. Sea level circa 10 m below N.A.P.; Time circa 4750 B.C.; Lake stage. 2. Sea level circa 8 m below N.A.P.; Time circa 4200 B.C.; Lagoon stage. 3. Sea level circa 6 m below N.A.P.; Time circa 3400 B.C.; Tidal flats stage. 4. Sea level circa 4.8 m below N.A.P.; Time circa 2800 B.C.; Completion of innermost barrier ridge. 5. Sea level circa 4.3 m below N.A.P.; Time circa 2500 B.C.; Formation of wide depression between barrier ridges. 6. Sea level circa 3.8 m below N.A.P.; Time circa 2200 B.C.; Completion of second major barrier ridge. 7. Sea level circa 2.2 m below N . A . P . ; Time circa 850 B.C.; Maximum of coastal advance. 8. Sea level approximately at N.A.P.; Present situation. Vertical dimensions of diagrams: 29 m; Horizontal dimensions: 14 km. E x p l a n a t i o n of s y m b o l s : Punclation (basal deposits): Pleistocene. Vertical slriations: Tidal flat drpostis. (upper parts of formation): Dune Oblique „ : Channel deposits, and beach deposits formed above Cross „ : Lagoon clays, mean sea level. Horizontal ., : Lake clays. Black: Peat. White, with stratification: Open aea deposits. RECONSTRUCTIE KUSTONTWIKKELING IN DWARSPROFIEL (VAN S T R A A T E N , 1965) WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM H 317 FIG. 5 kusthellingen v o l g e n s Van meer waarschijnlijke Straaten kusthellingen M E D I A N E K O R R E L V E R D E L I N G IN S C H E V E N I N G E N TOT VOORBURG (VAN S T R A A T E N , 1965) WATERLOOPKUNDIG (1965) volgens B e e t s (pers. med.) PROFIEL LABORATORIUM H 317 FIG. 6 -3850 -3300 -2700 • traject -2000 -1400 tijd (jaren A D ) Scheveningen- Umuiden KUSTUITBOUW IN N E D E R L A N D WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM H 317 FIG. 7a KUSTUITBOUW IN WATERLOOPKUNDIG AUSTRALIE LABORATORIUM H 317 FIG. 7 b ONTWIKKELING VAN DE K U S T L U N IN DE PERIODE VAN - 3 8 5 0 A D ( 5 0 0 0 BP) TOT H E D E N WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM H 317 FIG. 8 10UMUIDEN ALKMAAR SCHEVENINGEN HAARLEM E in XJ c o > o >• t i j d ( j a r e n ) ONTWIKKELING VAN VIER KARAKTERISTIEKE KUSTLUN POSITIES L A N G S DE H O L L A N D S E WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM KUST H 317 FIG. 9 waargenomen verandering: door langstransport: periode -3858 tot -3388 (zonne-jaren AD) 0.800E*04 dwars [ml 0 600E«04 0.400E*04-» 0.200E'04 O.OOOE'OO . 200E»04 -| O.OOOE'OO 1 — r 0.150E«05 0.300E*05 1 0.4S0E«05 r 0.600E*05 0.750E»05 langs [nl datum: 11-18-1987 langs 0 km i s ca. Scheveningen langs 45 km i s ca. IJmuiden langs 65 km i s ca. Egmond K U S T U I T B O U W A F G E L E I D UIT W A A R N E M I N G E N E N UIT H E T V E R S C H I L IN KUSTRICHTING WATERLOOPKUNDIG L A B O R A T O R I U M H 317 [FIG. 10 A periode -2788 t o t -2888 (zonne-jaren AD) waargenomen verandering: door langstransport: ^77777,- 0.800E*04- dwars [nl 0.6U0E'04- 0.400E«04- 0.200E«04- 0.000E*00- -.200E*04O.OOOE'OO 0.150E»05 0.300E»05 0.450E«05 0.600E»05 0.750E»05 langs [ml datum: 11-18-1987 langs 0 km i s ca. Scheveningen langs 45 km i s ca. IJmuiden langs 65 km i s ca. Egmond KUSTUITBOUW A F G E L E I D UIT W A A R N E M I N G E N EN UIT HET V E R S C H I L IN KUSTRICHTING WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM H 317 FIG. 10 B periode 1388 t o t 1988 (zonne-jaren AD) waargenomen verandering: door langstransport: W///////, 0.800E*04-f dwars [Ml O.oOOE'04 0.400E«04 0.200E*04 0.000E*00 200E«04- T O.OOOE'OO 0.1S0E«05 1 0.300E«05 r 1 0.450E«05 0.f>00E»05 0.750E«05 langs [ml datum: 11-18-1987 langs 0 km i s ca. Scheveningen langs 45 km i s ca. IJmuiden langs 65 km i s ca. Egmond KUSTUITBOUW A F G E L E I D UIT W A A R N E M I N G E N EN UIT HET VERSCHIL IN KUSTRICHTING WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM H 317 FIG. 10 C 8000 10000 NAP 6000 4000 C 2000 1 4 - jaren BP z j£ T6 10 T 5 T 01 (S) 4 15 (m) I H (m) s 3 t 2 20 1 JO 0 25 z scheef h e i d s p a r a m e t e r T H z 0.02 0 (golfasymmetrie) = golfperiode s = significante = niveau van golfhoogte de zeespiegel ZEESPIEGELSTUGING IN HET (overgenomen uit Zagwijn, 1986) EN GOLFKLIMAAT HOLOCEEN WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM H 317 FIG. 11
© Copyright 2025 ExpyDoc