maandag 2 augustus 2021

22. Zand en slib: oorsprong (erosie) en bestemming (sedimentatie)

 

Een vraag die onvermijdelijk naar boven komt is de volgende: wat is de oorsprong van al dat zand en dat slib dat onze havens en vaarwegen voortdurend dreigt te verondiepen en te verlanden?


Google maps, website geraadpleegd 08/08/2016

Dat langs het strand zeer grote hoeveelheden zand en slib meegevoerd worden door de stroming is meer dan duidelijk op de foto van Google Maps.

1ste Fenomeen van Erosie: het Nauw van Calais

Een eerste fenomeen, en bekend verhaal, is de erosie in het Nauw van Calais. Het is de smalste strook van het Kanaal dat de Noordzee verbindt met de Atlantische Oceaan.

Het is één van de drukst bevaren zeestraten ter wereld met tot 800 schepen per dag die er doorvaren. Volgens de wetenschappers is de zee-engte zelf ontstaan door erosie. Deze gaat nog altijd door, in die mate dat betonblokken van Duitse bunkers uit de tweede wereldoorlog bij Cap Blanc-Nez aan de voet van de klif terecht zijn gekomen.


Schematische voorstelling van de erosie in het Nauw van Calais (24)

De erosie wordt veroorzaakt door de zeer sterke stromingen in het Kanaal. De producten ervan – zand, slib en grind - worden door deze zelfde stromingen meegevoerd en waar het Kanaal dan verbreedt, vertraagt de stroming en wordt een deel van deze erosie-producten reeds vroeg afgezet. De schets van Luc Zwartjes toont dit proces schematisch.


Erosie Cap Gris-Nez

Aan de TU Lille bestudeert men deze erosie van de Cap Griz-Nez (25). Aan de hand van de beschikbare documentatie werd de erosie tussen 1947 en 1977 schematisch voorgesteld. De dikte van de zwarte peilen zijn een maat voor de opgetreden erosie: 1mm (in de oorspronkelijke publicatie) stelt 5 m voor. Op sommige plaatsen is in 1977 de klif al 5 m, tot zelfs 8 meter op één plaats, teruggedrongen.

2de Fenomeen van Erosie: ontzanding van het strand.

Een tweede fenomeen van erosie is de ‘ontzanding’ van het strand.

Wind, stroming en golven brengen voortdurend zandkorrels op het strand in beweging en komt er een zandtransport op gang langs de Kust dat van West naar Oost gaat, van De Panne naar Knokke. De luchtfoto van de haven van Zeebrugge bij de inleiding toont hoe massaal dit zandtransport zich voordoet.

Zoals de onderstaande foto illustreert, kunnen stormen deze erosie van het strand op spectaculaire wijze versnellen.

Storm Dieter van 13/01/2017 (Foto: De Standaard)

Deze erosie van de stranden geschiedt zo systematisch dat de stranden dan ook op gezette tijden opnieuw versterkt dienen te worden. Zonder ingrepen wordt de duinenrij mettertijd doorbroken en lopen in de polders grote oppervlakten onder water, zelfs tot in Brugge.   Om deze bedreiging te remediëren halen baggerschepen zand op zee en spuiten dat op het strand: zie de foto van de strandopspuitingen in De Haan – Wenduine in de zomer van 2012,


Strandopspuitingen in De Haan – Wenduine (2012)

Jan De Nul Group

3de Fenomeen van Erosie: de Schelde.

Ook de rivier de Schelde is een fenomeen van erosie.

Stromend water heeft de capaciteit om materiaal mee te voeren. Deze capaciteit is afhankelijk van de snelheid waarmee het stroomt. In de bovenloop van een rivier stroomt het water snel en voert het zowel grofkorrelig als fijnkorrelig geërodeerd materiaal mee. Op de bodem blijven slechts relatief grote keien achter, de rest wordt meegevoerd.

Naargelang de rivier of stroom stroomafwaarts dieper en breder wordt, zal zijn stromingssnelheid verminderen en geleidelijk aan bezinkt het meegevoerde materiaal, de grofste korrels eerst: de kleine korrels (het slib) blijven het langst zwevend, komen terecht in de monding van de rivier en zorgen daar - in het geval van de Schelde - voor een intense vertroebeling van het water

Het slib aan onze Kust – voornamelijk in Zeebrugge maar ook in de andere kusthavens - is dus onder andere afkomstig van de Schelde. Op de foto ziet men dat de Scheldemonding zich situeert tussen Wenduine en Walcheren.

Scheldemonding (Google maps, 08/08/2016)

 De haven van Zeebrugge situeert zich in de Scheldemonding.

Sedimentatie

Zowel bij de erosie in het Nauw van Calais, als op het strand komen massaal zand- en slibdeeltjes vrij. Ze komen in de turbulente zeestroming terecht en worden al zwevend meegevoerd. Van de Schelde komt dan weer een aanzienlijke hoeveelheid slib in de kuststrook terecht.

(Bij definitie zijn slibdeeltjes in diameter kleiner dan 63µ (of 0,001 mm), als ze groter zijn is het zand. Over het grote verschil tussen zand en slib: zie ook artikel 17 ‘Verlanding en de wetenschap’)

Onder invloed van het regime van eb en vloed, komen ze tenslotte ergens terecht en veroorzaken op sommige plaatsen ernstige hinder voor de scheepvaart die stevig ingrijpen - t.t.z. baggeren - noodzakelijk maakt.

(Voor de relatie tussen getij en verlanding: zie het artikel 17 ‘Verlanding en de wetenschap)

De Vlaamse Banken

Van de vloed – als de stroming van West naar Oost is gericht – wordt het Nauw van Calais geleidelijk breder, de stromingssnelheid vermindert dan en de zwevende zandkorrels zullen bezinken, de grofste korrels (zand) eerst. Dit mechanisme verklaart het ontstaan van de Vlaamse Banken. De erosie van het kanaal en de Vlaams banken zijn als een twee-eiige tweeling: gelijktijdig geboren en samen gegroeid.

De nautische kaart toont de Vlaamse banken. Ze hebben allen dezelfde karakteristieken: langwerpig met ongeveer dezelfde oriëntatie Zuidwest - Noordoost. De Vlaamse Banken bestaan niet uitsluitend uit zand, er zijn ook grinddepots waarvan enkele commercieel belang hebben.

De Vaarpassen op zee

De schets brengt de Vaarpassen op zee in beeld. De drukbevaren Vaarpas Het Scheur geeft toegang tot de Scheldehavens. De Vaarpas Het Zand wordt gebruikt voor het scheepvaartverkeer van en naar Zeebrugge. 

Deze geulen lopen parallel en doorheen de zandbanken. Ze hebben de natuurlijke neiging niet alleen om ondieper te worden onder invloed van het erosiemateriaal dat ook de zandbanken doet evolueren, maar ook om zich te verplaatsen. Deze tendens wordt nog versterkt door de herhaalde verdiepingen van de Vaarpassen die werden uitgevoerd om de toegang van steeds groter wordende schepen met steeds maar grotere diepgang naar Zeebrugge en naar de Scheldehavens mogelijk te maken.

Regelmatige baggerwerken zijn daarom noodzakelijk om de diepte en de positie van de Vaarpassen te waarborgen.

Hierbij dient opgemerkt dat, hoe dieper men de geul uitbaggert, des te vlugger de zee zijn natuurlijk evenwicht – de oorspronkelijke diepte - wil herstellen en des temeer onderhoudsbaggerwerk continu noodzakelijk blijft.

De Schelde.

De dynamiek van eb en vloed zorgt ervoor dat geërodeerd materiaal, afkomstig uit het Kanaal of van de stranden, stelselmatig opschuift van west naar oost. Aan de Kust verplaatst het zand zich van De Panne naar Zeebrugge en kruipt dan de Schelde op, tegengesteld aan wat men intuïtief mogelijks denkt. De rivier is wel een belangrijke bron van slib, maar niet van zand, integendeel de Schelde ontvangt veel zand.

Vandaar dat ook op de Schelde intensieve onderhoudsbaggerwerken noodzakelijk zijn niet alleen om verondieping door zand te verhinderen maar ook om de rivier ‘op zijn plaats’ te houden. Ook hier is de opmerking op zijn plaats dat verdiepingen van de rivier ten bate van de scheepvaart meer onderhoudsbaggerwerken vereisen.

Het natuurreservaat van Het Zwin

Ook het bekende natuurreservaat ontsnapt niet aan de continue verzanding. Vlaamse en Nederlandse partners hebben samengewerkt om dit probleem aan te pakken. Belangrijke ingrepen, die enkele jaren hebben geduurd, hebben de Zwingeul opnieuw breder en dieper gemaakt en ook de oppervlakte van het natuurgebied werd uitgebreid.

De Haven van Zeebrugge

De foto aan het begin van dit artikel toont de continue stroming die bij eb en bij vloed de havenmonding kruist. De stroming is zichtbaar beladen met zwevend erosiemateriaal, met zand en met slib. Alhoewel ze samen in de stroming ‘hangen’, gedragen zand en slib zich zeer verschillend. Zand zal, bij dalende stromingssnelheid, veel vlugger bezinken dan slib: beiden hebben verschillende effecten, onafhankelijk van elkaar. (Zie ook artikel 17 ‘Verlanding en Wetenschap)

Over het Zand.

De Voorhaven is getijgevoelig: grote hoeveelheden water stromen voortdurend de haven in en uit. Van de vloed is het dan net alsof de dwarsstroming de haven indraait. Terwijl ze dit doet vertraagt de stroming en zal het zand bezinken. Tussen de havenhoofden wordt permanent een drempel van zand gevormd die snel ondieper dreigt te worden. Tussen de havenhoofden is, wegens de dwarsstroming, een zeer gevaarlijke plek voor een schip om vast te lopen: de drempel tussen de havenhoofden dient voortdurend gebaggerd te worden.

Ook de stranden die tegen de nieuwe westelijke en oostelijke strekdammen aanleunen groeien gestadig aan bij zoverre dat men spreekt van ‘de Baai van Heist’, een natuurreservaat van 36 hectaren. Niet alle effecten van de verlanding vormen een probleem!

Over het slib.

De ‘verslijking’ in de Voorhaven van Zeebrugge is gigantisch. In de huidige situatie van diepgang zou de Voorhaven met 3 tot 4 meter verondiepen na een jaar zonder baggeren. De aanslibbing is echt extreem. Sommige elementen helpen om deze situatie te verklaren:

·         - Zeebrugge is gelegen ter hoogte van de grootste ‘vertroebeling’ (turbiditeit) in het zeewater. Het slib is grotendeels afkomstig van de Schelde en houdt in de monding een ‘wolk’ van troebel water in stand. Van de vloed is de inkomende stroming in de Voorhaven daarom extra belast met slibdeeltjes.

(De positie van de haven is destijds gekozen om de afstand tussen de kust en de gewenste diepte in zee zo kort mogelijk te houden. Zie ook artikel 18 ‘Een nieuwe directe verbinding)

·         - Het Leopoldkanaal en het Schipdonkkanaal lozen soms aanzienlijke hoeveelheden friswater in de Voorhaven. Ook de Pierre Vandammesluis doet dat met regelmaat. Het water in de Voorhaven is zout zeewater en de instroom van friswater heeft twee gevolgen. Ten eerste provoceert de vermenging van fris en zout water het uitvlokken en snel bezinken van de slibvlokken. Dit betekent extra aanslibbing. Ten tweede komt het slib tot achter in de haven terecht: het friswater veroorzaakt een zoute tong op de bodem die veel verder in de haven reikt dan dat nodig zou zijn. (zie ook artikel 17 ’Verlandingen wetenschap’) Grote hoeveelheden slib komen tot achteraan in de haven terecht en deze worden maar heel gedeeltelijk of niet terug opgepikt van de eb.

Intensief baggeren is de enige remedie om de toegang tot de Vlaamse zeehavens te vrijwaren. Dit geldt voor de Vaarpassen op zee, voor de Schelde en bij uitstek voor de Voorhaven in Zeebrugge.

Dit verhaal maakt ook duidelijk waar de moeilijkheden vandaan komen voor het maritieme Brugge in de Boergondische bloeiperiode, voor de havenbouwers in de 20ste eeuw en in de huidige tijd. Het is slechts aan het einde van de zeventiger jaren dat de strijd tegen de verlanding succesvol kan gevoerd worden.


36. Een Belgisch kanaal

  Op dit punt gekomen van de conferentie, ontvouwt de Maere een alternatief plan: een ‘Belgische kanaal’ inderdaad, dat Gent verbindt met ee...