In de late Middeleeuwen is het Zwin een echt zorgenkind voor de Bruggelingen. Aanslibbing en verzanding dreigen de toegankelijkheid in aanzienlijke en toenemende mate te hinderen of zelfs onmogelijk te maken. Met grootschalige ingrepen tracht men de verlanding te bestrijden: er wordt veel geld uitgegeven, tevergeefs. Voor de geschiedenis van deze strijd wordt verwezen naar een later artikel. De Bruggelingen verliezen deze strijd en dat mag geen verwondering wekken. Het zal nog tot in de jaren 70 van de 20ste eeuw duren vooraleer de Verlanding definitief beheersbaar wordt.
Na een onderbreking van 300 jaar, flakkert deze strijd met de uitbouw van de Vlaamse havens opnieuw op en duurt nog altijd voort. De Vlaamse regering besteedt elk jaar ca. € 200.000.000,00 aan baggerwerken om de toegankelijkheid van de Vlaamse havens te waarborgen: zie een verder artikel over de strijd in de moderne tijd. Die begint met baron August de Maere-Limnander omstreeks 1877 en zijn voorstel voor een hernieuwde directe verbinding van Brugge met de zee.
Onze huidige wetenschap, inclusief onze mislukkingen en ervaringen, maken het mogelijk om naar de gebeurtenissen en mislukkingen in de 14de,15de en 16de eeuw te kijken en ze beter te verstaan. Deze wetenschap wordt beschreven in dit artikel: ‘Verlanding en de wetenschap’. Het beschrijft enkele technische aspecten van het fenomeen Verlanding.
Granulometrie (17)
Het begrip Verlanding omvat twee geheel gescheiden fenomenen: verzanding en aanslibbing. Verzanding veroorzaakt de verondieping – van een geul, vaarweg, haven… - door zand en aanslibbing veroorzaakt de verondieping veroorzaakt door slib.
Zand en slib zijn beide grondsoorten, die voor het merendeel bestaan uit kwartsdeeltjes en een klein gedeelte uit andere mineralen. Chemisch zijn ze identiek. Kwarts is het meest voortkomende mineraal op de aardkorst o.a. in graniet en dus ook in zand en slib. Zand en slib zijn beiden producten van erosie.
Het verschil tussen grind, zand en slib, bestaat uitsluitend in de grootte van de individuele deeltjes: de granulometrie.
Granulometrie betekent: samenstelling van de korrelgrootte. Op de afbeelding wordt duidelijk wat hiermee bedoeld wordt. Door opeenvolgende zeving met steeds kleinere mazen worden de korrels van verschillende grootte van elkaar gescheiden en gerangschikt volgens de grootte van hun omvang. De diameter van de korrels wordt genomen als parameter.
Bij definitie heeft een zandkorrel een gemiddelde diameter tussen 0.063 mm en 2 mm. Grind heeft korrels met een diameter die groter is dan 2 mm en een slibdeeltje heeft een diameter kleiner dan 0.063 mm. Het schema maakt dit duidelijk. Zandkorrels kan je nog individueel voelen als men het tussen de vingers wrijft, bij slib is dat niet meer mogelijk, dat voelt als een homogene massa.
Het enige verschil tussen zand en slib (en grind) is dus de grootte van hun korreldiameter. Dat lijkt misschien een detail, maar dat is het niet.
Bezinkingssnelheid
Bij toevoegen van zand – en/of slibdeeltjes aan stilstaand water, zakken deze naar de bodem met een constante snelheid, bezinkingssnelheid genoemd. Een zandkorrel doet dat grofweg 100 maal sneller dan een slibkorrel. (Wet van Stokes voor de geïnteresseerden) Zanddeeltjes en slibdeeltjes zullen dus nooit tezamen op de bodem terechtkomen, maar altijd gescheiden.
In stilstaand water zal eerst een laagje zand gevormd worden, daarna pas een laagje slib.
In bewegend/stromend water echter zullen de slibdeeltjes op een andere plaats terechtkomen dan de zanddeeltjes: zandbanken en slibvelden worden nooit op dezelfde locatie aangetroffen.
Water dat stroomt is turbulent en heeft daardoor de capaciteit om zand - en slibdeeltjes door wrijving met de bodem op te nemen en vervolgens te vervoeren. Hoe groter de snelheid, des te meer turbulentie en des te meer specie meegevoerd wordt.
Het getij en de daarmee gepaard gaande stromingen, zijn de echte motor van de verlanding.
(Website Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee en het Schelde-estuarium, website geraadpleegd 10/08/2016)
Tweemaal daags is het aan onze Belgische Kust hoogwater en laagwater. Het hoogteverschil bedraagt gemiddeld 4.5 m. Dit hoogteverschil varieert op zijn beurt. Tweemaal per maand is er een maximum hoogteverschil van 5 m of meer: springtij. Tweemaal per maand is het hoogteverschil kleiner dan 3 m of zelfs minder: het is dan doodtij.
Dit verschil hangt af van de stand van zon en maan tegenover de aarde. Als de zon, de maan en de zon op één lijn staan, is de aantrekkingskrach op de watermassa’s het grootst: springtij.
Soms, bij stormachtige aanlandige wind, kunnen de waterstanden extreme waarden aannemen. Vooral bij springtij in combinatie met stormen uit noord en noordwestelijke richtingen kunnen zeer gevaarlijke situaties ontstaan en catastrofes inleiden. Denk aan de Watersnood van 1953 in Zeeland en de stormvloed van 1134 bij het ontstaan van het Zwin.
Daarbij worden massale hoeveelheden zeewater verplaatst: er staan constant stromingen, parallel aan de Kust, die op hun beurt tweemaal daags van richting veranderen. Bij deze ‘wisseling van het getij’ is de stroming nul.
De vloedstroom en de ebstroom zijn grofweg constant: voor de haveningang van Zeebrugge is die sterk, tot 3 knoop (6m/s) bij springtij, wat een probleem is voor grote diepliggende schepen die deze stroming dwars op de vaarrichting moeten kruisen bij het binnenvaren van de haven.
Deze getijdestromingen bevatten zeer veel materiaal in suspensie dat mede in de kreken en havens gestuwd wordt, waar de stromingssnelheid daalt en verwaarloosbaar klein wordt: de sedimentdeeltjes bezinken, het zand vooraan en het slib achteraan.
Verlandingsmechanisme 1: eb en vloed
Men zou kunnen denken dat de bezonken zand – en slibdeeltjes gedurende het opkomende getij, gewoon terug kunnen opgenomen worden tijdens het afgaande getij. De stroming is dan inderdaad 180° gedraaid.
(Website Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee en het Schelde-estuarium, website geraadpleegd 10/08/2016)
Echter, bij afgaand tij worden deze bezonken deeltjes niet weer 100% opgepikt door de stroming: de stroming bij opkomende tij is sterker dan bij afgaande getij. Het eerste rode pijltje markeert het tijdstip van 3 uur vóór hoogwater, het tweede 3 uur na hoogwater. Het hoogteverschil is significant. De vloedstroom is sterker dan de ebstroom. Een deel van de zand- en slibdeeltjes blijft dus na elke wisseling van vloed naar eb gewoon achter.
Op te merken valt ook nog dat het hoogtij in Antwerpen 3 uur later plaatsvindt dan in Oostende.
Verlandingsmechanisme 2: zout en zoet
Een krachtig verlandingsmechanisme voor slib ontstaat wanneer zeewater en zoet water elkaar ontmoeten. Bijvoorbeeld waar het zoetwater van de Reie in contact komt met het zeewater van het Zwin.
Waar zeewater in contact komt met zoetwater ontstaat turbiditeit en uitvlokking: de slibdeeltjes klikken tezamen, vormen vlokken en zakken, naar de bodem, vlugger dan een afzonderlijk slibdeeltje, en bevorderen zo in grote mate de aanslibbing. Dat gebeurt onder invloed van elektrolytische en fysische processen.
Een belangrijk voorbeeld van zulk een situatie in ons verhaal is natuurlijk de Reye (zoetwater) die uitmondt in het Zwin (zeewater): voortdurende aanslibbing gegarandeerd.
Bovendien ontstaat een zoutwatertong in de rivier, te danken aan het verschil in densiteit van zout (zwaar) en zoet (licht) water. Deze zoutwatertong, beladen met slibdeeltjes, brengt het slib nog verder stroomopwaarts.
Dit mechanisme verklaart mede de hardnekkigheid van de permanente aanslibbing.
Verlandingsmechanisme 3: viscositeit
Met slib is iets heel biezonder aan de hand. Als slibdeeltjes bezinken en zich verzamelen op de bodem, vormen zij van het één op het andere moment een gel, een viskeuze massa.
http://www.viscopedia.com/ geraadpleegd 11/08/2016
Om een idee te geven wat viscositeit in de praktijk betekent: zie de afbeelding. Hoge viscositeit betekent: zeer traag bij het uitgieten. Lage viscositeit betekent snel bij het uitgieten. Zie de voorbeelden van water en honing. Bij slib is het zelfs zo dat men, wanneer het gevat is in een maatglas, dit zonder meer kan omdraaien zonder dat het slib wegvloeit.
Het is als met water: wanneer de temperatuur van net boven 0° Celsius tot net beneden 0° Celsius daalt, wordt water ijs, slib wordt gel bij een bepaalde densiteit. Wanneer zeer vele slibdeeltjes gezamenlijk bezinken dan komen ze tegen de bodem aan steeds dichter en dichter bij elkaar. De bezinkingssnelheid daalt tot op een bepaald moment dat de ‘vergelling’ plaatsvindt en de bezinking stopt. Slib komt dus voor in twee gedaanten: een vloeibare en een viskeuze. De foto’s – genomen in het haventje van Dredging International, linkeroever van de Schelde in Antwerpen – tonen duidelijk wat bedoeld wordt.
Gel
Gel en vloeibaar
Deze hoog viskeuze massa kan maar weggespoeld worden met hoge watersnelheden. Die zijn voorhanden in de bovenloop van een rivier, maar niet in een kreek of in de monding van een rivier. Het slib blijft dus, wordt gel en hoopt zich op: aanslibbing vindt plaats.
De volgende stap
Tot zover de beschrijving van de voornaamste mechanismen die verlanding veroorzaken en van de elementen die hierbij een rol spelen. Tezamen met de stormvloeden en de activiteiten van de mens bepalen zij de dynamiek in de Vlaamse kustvlakte.
In het laatste kwart van de 19de eeuw wordt het concept van een directe verbinding van Brugge met de zee, onder druk van de omstandigheden, druk besproken tot in de hoogste politieke kringen. Het is opnieuw de verlanding – aanzanding en verslijking – die in de hevige discussies de hoofdrol speelt.
