15

De zeespiegel stijgt als gevolg van de wereldwijde opwarming van het klimaat. Hoe men die stijging meet aan de Belgische kust en welke problemen bij de inter-pretatie om het hoekje komen kijken, komt in deze bijdrage aan bod

Dat de zeespiegel stijgt ten gevolge van de wereldwijde opwarming van het klimaat is genoegzaam bekend. Hoe men die stijging meet en welke pro-blemen bij de interpretatie om het hoekjekomen kijken, komt echter zelden aanbod. In volgende bijdrage nemen debevoegde Vlaamse experts je mee naarde kust voor een les ‘hoe meet en interpreteer je de zeespiegelstijging enhoe kunnen we er ons tegen wapenen?’.

Het relatieve van zeeniveau-metingen

“Alles is relatief”, zei de misschien welberoemdste wetenschapper ooit: AlbertEinstein. Ook voor het niveau van dezeespiegel is dat het geval. Enerzijds steltde leek zich de vraag waar en wanneerdient te worden gemeten. Anderzijdsheeft spreken over hét niveau van de zee-spiegel enkel betekenis als er bij gezegdwordt ten opzichte van welk nulniveaugemeten wordt. Zo blijken er minstensdrie verschillende benaderingen van de‘relatieve zeespiegel’ gangbaar te zijn:je kunt meten t.o.v. het huidige landni-veau, t.o.v. een vast meettoestel op dezeewering of t.o.v. het niveau van eenondergrondse, geologisch oudere laag ofsokkel.

Een eerste benadering meet het niveauvan de zeespiegel ten opzichte van hetniveau van het aardoppervlak langs dekustlijn, landwaarts van de zeewering(zie figuur). Dit aardoppervlak kan zelfook in beweging zijn, bijvoorbeeld doorinklinking van de bodem ten gevolge vandrainage van de polders. Het kan dusperfect dat je met deze benadering eenrelatieve zeespiegelstijging meet, terwijlhet eigenlijke zeeniveau stabiel is geble-ven maar het land is ‘gezakt’. Het is ditrelatief niveauverschil dat een belangrijkgegeven is bij de bescherming van hetland tegen de zee door kustverdediging.Een voldoende hoge en sterke zeeweringaanleggen en onderhouden is de basisvan de kustverdediging. Langs onze kust

DE ZEESPIEGELSTIJGING METEN, BEGRIJPEN EN AFBLOKKEN

Wanneer men de relatieve zeespiegelmeet kan dit op verschillende manierengeschieden. Eén ervan is door de hoogtevan een gemiddeld zeeniveau in te schatten ten opzichte van het niveau vanhet aardoppervlak langs de kustlijn(figuur WLH; foto afdeling Kust)

KUSTZONE

LAND

relatieve zeespiegel

ZEE

ZEEWERING

MD

indicatieve grootte en typische schalenvoor de Belgische kust. Deze tabel maaktvooral duidelijk hoe complex en relatiefhet gegeven van ‘het zeeniveau’ wel is… Diverse processen, allemaalmet hun eigen tijds- en ruimte-schalen en groottes, werken doorelkaar heen en bepa-len samen het uitein-delijke, gemeten zee-niveau.

16

zijn de duinen de natuurlijke zeewering.In badplaatsen en havens is deze natuur-lijke zeewering vervangen door construc-ties zoals zeedijken en kaaimuren. Welk soort zeewering het ook is, dehoogte van de relatieve zeespiegel iseen bepalende factor bij het beoordelenvan de overstromingsrisico’s. Ter illustratie: voor de Belgische kust is derelatieve zeespiegel bij een gemiddeldejaarlijkse storm (met een stormpeil van+5,5 m TAW, d.i. het vertikaal referentie-vlak voor België) van de orde van groot-te van 2 m boven het landoppervlak vande kustzone. Dit wordt geïllustreerd inbovenstaande figuur, berekend op basisvan het Digitaal HoogtemodelVlaanderen.

Voor een bepaalde kustzone varieert derelatieve zeespiegel voortdurend in detijd ten gevolge van een waaier van fysische processen die zich afspelen optijdsschalen van enkele seconden tot duizenden jaren en meer, en op ruimte-schalen van enkele tientallen meter overduizenden kilometer tot wereldwijd. De tabel op pagina 17 geeft een over-zicht van de belangrijkste processen diehet zeeniveau beïnvloeden met hun

De Vlaamse polderstreek en het Oostvlaamse krekengebied bevinden zich gemiddeld ca. 2 m lager dan het niveau van een gemiddelde jaarlijkse storm (van +5,5 m TAW). Bepaalde komgebieden, zoals de Moeren te Veurne en de Lege Moerente Meetkerke, liggen zelfs nog 1-2 m lager dan dit omliggende niveau (DHM-Vlaanderen met raster 100 m, product OC-GIS Vlaanderen).

0 30 60 kilometers

< - 5

- 5 - -2

- 2 - 0

0 - 1

1 - 2

2 - 3

3 - 4

OOSTENDE

BRUGGE

GENT

17

PROCES GROOTTE TIJDSCHAAL RUIMTESCHAAL

Golven Cyclisch met amplitude tot Periode van enkele seconden Enkele 10-tallen meterenkele meter

Effect wind en atmosfeerdruk Cyclisch met amplitude -1m Periode van uren, dagen Hoge en lage drukgebieden in de omgeving van W-Europa

Eb en vloed Cyclisch met amplitude - 4 m Ongeveer elke dag 2 x hoog Draaiing rond amfidromisch water en 2 x laag water punt in de zuidelijke Noordzee*

Springtij -- doodtijcyclus in fase Cyclisch met amplitude van Periode van ongeveer Wereldwijdmet de positie van de maan enkele dm 2 weken

Effect op de getijamplitude Cyclisch met amplitude van Periode van ongeveer Wereldwijdvan de variabele afstand enkele dm 4 wekentussen aarde en maan (vanwege elliptische en niet circelvormige baan van maan rond aarde)

Hoek van de zon ten opzichte Cyclisch met amplitude van Periode van 6 maanden Wereldwijdvan de evenaar enkele dm (in maart-april en september-

october komen de grootste getijamplitudes van het jaar voor: dit is bij de zogenaamde equinoxen, als de zon zich in het vlak van de evenaar bevindt)

Saros cyclus** Cyclisch met amplitude Periode van 18,61 jaar Wereldwijdvan enkele cm

Vervormingen en kantel- Actuele trend in de orde van Trend zet zich 1000-den Werelddeelbewegingen van aardplaten enkele mm per eeuw jaren door(isostasie en tektoniek)

Toename van het volume Actuele trend in de orde van Trend zet zich 1000-den Wereldwijdwater in de oceanen enkele dm per eeuw. jaren door(door afsmelten ijs, Mogelijks in de toekomstthermische uitzetting water) significant versterkt ten gevolge (eustasie) van het broeikaseffect

Compactie van de ondergrond Actuele trend 100-den jaren Kustzone= verdichting onder eigen gewicht, in de hand gewerkt door drainage

Regressie-transgressie Actueel geen evolutie Periode van 1000-den jaren KustzoneSedimentatie-erosie vanwege het gefixeerd zijn

van de kustlijn door dezeewering

* voor verklaring amfidromisch punt en getij: zie artikel in ‘Grote Rede’ 6, consulteerbaar via: http://www.vliz.be/docs/groterede/GR06_mysterie.pdf** Saros cyclus: cyclus die de langzame variatie van de hoek tussen aarde, zon en maan bepaalt

Voor een bepaalde kustzone varieert de relatieve zeespiegel voortdurend in de tijd ten gevolge van een waaier van fysische pro-cessen die zich afspelen op tijdsschalen van enkele seconden tot duizenden jaren en meer, en op ruimteschalen van enkele tiental-len meter over duizenden kilometer tot wereldwijd. In dit overzicht zijn de belangrijkste processen weergegeven die het zeeniveaubeïnvloeden, met hun indicatieve grootte en typische schalen voor de Belgische kust (WLH)

18

In het meetstation Oostende, dat zich bevindt ter hoogte van de ingang van het Montgomerydok, wordt met een maregraaf (A) het relatieve zeespiegelniveau gemeten. Dit gebeurt door de registratie van de hoogte van een vlotter die zich in de dempingsbuis (B)bevindt. De dempingsbuis zorgt ervoor dat de waterstanden kunnen gemeten worden zonder al te veel storende ruis van golven of voorbijvarende schepen. De geregistreerde waterstand wordt regelmatig gecontroleerd met een meetlint (C) dat een geluidsignaal geeftbij contact met water (Vlaamse Hydrografie)

Wanneer men de relatieve zeespiegel meet kan dit op verschillende manieren geschieden. Zo kan de hoogte van een gemiddeld zeeniveau, in plaats van met het landniveau,ook worden vergeleken met het niveau van een vast meettoestel op de zeewering, de mare-graaf (WLH)

Hoe meet men het relatieve zeeniveau aan onze kust?

De dienst ‘Vlaamse Hydrografie’ (endiens voorlopers) meet al bijna 200 jaarde evolutie van de relatieve zeespiegel inde tijd. Men gebruikt hierbij als meet-instrument de maregraaf (van het latijnse‘mare’ = zee, en het griekse ‘grafein’ =schrijven). Langs de Belgische kust zijn ermaregrafen te Nieuwpoort, Oostende enZeebrugge. Deze maregrafen registrerende relatieve veranderingen van de zee-spiegel ten opzichte van constructies diedeel uitmaken van de zeewering in dehavens, zoals kaaimuren. Ze maken dusgebruik van een andere definitie van‘relatieve zeespiegel’ dan die hoger ver-meld (d.i. t.o.v. het land), zoals geïllus-treerd in bovenstaande figuur. Vermits deze constructies ‘meebewegen’met het land, is ook deze benaderingonderhevig aan veranderingen in hetlandniveau (bv. door compactie van deondergrond waarop de maregrafengefundeerd zijn).

Maregrafen bevinden zich in havensomdat ze daar beschut zijn tegen de golven. Het is immers niet de bedoelingmet deze maregrafen de hoogfrequentewaterstandbewegingen door de golvente meten. Een dempingsbuis, waarbinnende registrerende vlotter op en neer kanbewegen, zorgt ervoor dat de invloedvan de golven op de meetregistratieszoveel mogelijk wordt beperkt. De getijmeetpost te Oostende (zie fotorechts) beschikt op dit moment over delangste reeks van metingen en wordtbeschouwd als het voornaamste meetsta-tion aan onze kust.

A

B

C

KUSTZONE

ZAND

MAREGRAAFrelatieve zeespiegel

ZEEWERING

19

Van ruwe metingen naar bruikbare eindcijfers

Voor de berekening van een gemiddeldewaterstand is het van belang om overeen lange reeks van meetdata te kunnenbeschikken. Zeker als men trends van eengemiddelde waterstand over een langereperiode wil berekenen, is een langereeks van metingen noodzakelijk.Bovendien moeten deze metingenbehoorlijk gedocumenteerd zijn. Zo is hetvoor de interpretatie van de resultatenvan groot belang om ook het gebruiktevertikale referentievlak exact te kennen.Ook de eventuele hoogtevariaties (doorcompactie bodem of wegzakken land-massa) waaraan het tijstation onderhevigis moeten regelmatig door waterpassingingemeten en indien nodig gecorrigeerdworden. Voor het opvolgen van de lig-ging van de tijmeter ten opzichte van hetvertikale referentievlak werkt de Vlaamsehydrografie sinds 1995 ook met GPS-metingen, naast de regelmatige klassiekewaterpassingen. Samen met het regel-

Historiek van de waterstandmetingen te Oostende

De eerste gekende tijmetingen te Oostende dateren al uit de periode 1820-1834. Deze metingen worden wel beschreven in oudere publicaties, maar helaas zijn er geen resul-taten van bewaard gebleven. Een tweede reeks van metingen dekt de periode 1835-1852.Van deze metingen zijn enkel de maandelijkse gemiddelde standen van hoog water en laagwater bewaard. Uit deze gegevens kan met een behoorlijke nauwkeurigheid de waterstand die overeenkomtmet een gemiddelde waterstand berekend worden. Tussen 1866 en 1871 werden ook getijmetingen uitgevoerd, maar ook hiervan zijn de resultaten verloren gegaan. Tot die tijdwerden de waterstanden afgelezen van een getijmeetlat (zoals op foto rechts). In latere metingen maakte men gebruik van een vlottergetijmeter met automatische registratieop papier. Deze methode geeft een volledige registratie van de hele getijcurve, wat beteremogelijkheden biedt voor een latere analyse en verdere berekeningen.Een volgende periode van metingen loopt van 1878 tot 1914. Deze eerste periode vanmetingen met vlottergetijmeters wordt gekenmerkt door talrijke onderbrekingen. Bovendien iser geen documentatie beschikbaar waarin het vertikale referentievlak dat gebruikt werd voorde metingen vermeld wordt. Door de talrijke onderbrekingen enerzijds, en het onbekendereferentievlak anderzijds is het moeilijk om deze data betrouwbaar te interpreteren voor watbetreft de berekening van de gemiddeldewaterstand.De recentste metingen dekken de periodevan 1925 tot 2005. Dit zijn kwalitatief debeste metingen. De continuïteit van demetingen is, op een aantal jaren na (geendata voor 1941-1943; onderbrekingen inmetingen voor 1925-26 en 1940), heelgoed.

Tijmeetlat van het loodswezen met de klink-nagel DH4-III. Het hok op de achtergrondbeschermt een vlottergetijmeter (Tijdschrift der Openbare Werken van België,jg. 105, afl. 3, juni 1952)

In Oostende dateren de eerste waterstand-metingen uit de periode 1820-1834. Echt betrouwbare gegevens zijn pas beschik-baar sinds 1925. De illustratie toont een uittrek-sel uit de ‘Observations marégraphiques’ uitjanuari 1927 (Vlaamse hydrografie)

matig nazicht en onderhoud van de getijmeters dragen deze metingen bij tothet garanderen van kwalitatief goedemetingen.

Om meerjarige trends in de evolutie vande relatieve zeespiegel te kunnen aflei-den uit de maregraafmetingen is hetnodig om het effect van de verschillendecyclische processen die spelen op tijds-schalen kleiner dan één jaar (zoals golven, wind, atmosfeerdruk en tij) wegte filteren. Na filtering bekomt men eengemiddelde waarde voor de relatievezeespiegel die representatief is voor eenbepaald jaar. We lichtten reeds toe hoed.m.v. de plaatsing in havens en hetgebruik van een dempingsbuis de invloedvan de golven kan worden tenietgedaan.De invloed van de astronomische krach-ten kan dan weer worden uitgefilterddoor gebruik te maken van de kennis vande getijperioden. Ingenieurs kunnen heteffect van de astronomische krachtenimmers relatief goed benaderen als eensommatie van drie sinusoïdale variaties

met periodes van 12u25m14s (hoogwater - laag water cyclus), 14,765dagen (springtij - doodtij cyclus) en27,322 dagen (elliptische baan van demaan om de aarde). Het effect van dehalfjaarlijkse en de jaarlijkse astronomi-sche cycli kan worden weggewerkt doorvoor elk jaar hetzelfde seizoen tebeschouwen voor de berekening van eengemiddelde zeewaterstand. Het effectvan schrikkeljaren om de vier jaar is verwaarloosbaar.

Het wegfilteren van het effect van demeteorologische krachten (wind, lucht-druk, golven) is het moeilijkst. De eenvou-digste aanpak hiervoor is om enkel demaregraaf-metingen te beschouwen vande zomermaanden mei, juni, juli, augus-tus. Tijdens deze maanden is de invloeden de variatie van de meteorologischekrachten beduidend kleiner dan in deoverige maanden van het jaar. Daarbij veronderstelt men gemakshalvedat het gemiddelde meteorologischeeffect in de zomermaanden elk jaar even

De zeespiegelstijging aan deBelgische kust in harde cijfers:+15 cm op 85 jaar tijd

Het resultaat van een eenvoudige analy-se van de maregraafgegevens teOostende voor de periode 1925-2004 iste zien op onderstaande grafiek. Hieruit blijkt dat het relatieve zeeniveau(bij hoog water) te Oostende op 85 jaartijd met ca. 15 cm is gestegen.

Toch is deze evolutie niet rechtlijnig. De evolutie van de jaarlijkse representa-tieve hoog waters voor de observatiepe-riode 1925-2004 bestaat immers uit eensuperpositie (= de ‘optelling’) van eengemiddelde lineaire stijging van 18 cmper eeuw en een sinusoïdale schomme-ling met een amplitude van ongeveer 3,5 cm en een periode van 18,61 jaar(o.i.v. de Saros cyclus, die de langzamevariatie van de hoek tussen aarde, zonen maan bepaalt). Het resultaat vanbeide is de golvende trendlijn die glo-baal een stijgend patroon toont. Omwillevan het gelijktijdig optreden van dezetwee fenomenen is het dus níet zo dat dezeespiegel (bij hoog water) elk jaargemiddeld een beetje stijgt. Wél wisse-len periodes van ongeveer 9,3 jaar zee-spiegelstijging af met periodes van onge-

veer 9,3 jaar geringerezeespiegeldaling, met alsnetto resultaat wel een stij-ging. Gedurende stijgen-de jaren is de snelheidvan zeespiegelstijgingongeveer 10 mm per jaaren gedurende de dalende

jaren is de snelheid vanzeespiegeldaling ongeveer 6 mm

per jaar. Het netto resultaat is daneen stijging met een snelheid van

ongeveer 2 mm per jaar.

Op de grafiek is een relatief grote onver-klaarde variabiliteit van de jaarlijkserepresentatieve hoog waters te zien, meteen standaarddeviatie van ongeveer 2 cm (de 'bolletjes' op de grafiek schom-melen enkele centimeters rond de doorlo-pende trendlijn). Deze "ruis" is voor hetgrootste deel veroorzaakt door de jaar-lijkse variabiliteit van de meteorologischecondities, waarmee geen rekening isgehouden bij de analyse. Ten gevolgevan deze overblijvende variabiliteit is hetalsnog niet mogelijk om een eventueel inde laatste decaden opgetreden versnel-ling van de zeespiegelstijging te detec-teren. Er is tot op heden geen bewijs datde zeespiegelstijging aan de Belgischekust aan het versnellen is. Evenmin is erhet bewijs van het tegendeel. Er is dusverder onderzoek nodig. Wellicht kaneen meer gesofisticeerde analyse van‘hindcasting’ (het reconstrueren van histo-rische condities - het omgekeerde dus

20

groot is. Een veel meer gesofistikeerdeaanpak bestaat erin om met een hydro-meteorologisch model het effect van deweercondities op de zeewaterstand teberekenen. Dergelijke methode is tot opheden nog niet gebruikt omwille van hetcomplexe karakter ervan.

Evolutie van de relatieve zeespiegel van 1925 tot 2004, zoals met maregraaf gemeten teOostende. De punten geven de gefilterde metingen weer. De vloeiende lijn is de trendlijn door-heen die punten. Deze trendlijn wordt bepaald door de combinatie van een gemiddelde lineaire stijging van 18 cm per eeuw, met een sinusïodale schommeling (van 3,5 cm over eenperiode van 18,61 jaar) conform de Saros cyclus, d.i. de natuurlijke cyclus die de langzamevariatie van de hoek tussen aarde, zon en maan stuurt (Verwaest & Verstraeten 2005)

TAW als ‘Belgisch’ vertikaal referentiepeil

Als vertikaal referentiepeil wordt op ditmoment voor alle tijmetingen langs de Belgisch kust ‘TAW’ (TweedeAlgemene Waterpassing) gebruikt. De TAW referentiehoogte werd in 1947vastgesteld door het NationaalGeografisch Instituut als vertikaal referen-tievlak voor heel België.

Representief hoogwater (zomerwater)

1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

440

435

430

425

420

415

410

405

400

cm (

TAW

)

• gefilterde metingen trendlijn

Een analyse van zeeniveaumetingen op diverse Europese locaties gedurende de laatste 300 jaar, toont niet alleen een zeespiegelstijging. Er blijkt zich ook een versnelling van die stijging, a rato van enkele tienden van een millimeter per jaar per eeuw (0,3 - 0,9 mm per jaarper eeuw) te hebben voorgedaan (IPCC 2001)

21

van ‘forecasting’ of voorspellen - a.d.h.v.modellen en gekende condities) metbehulp van een hydrometeorologischmodel duidelijker maken of er nu een versnelling van de zeespiegelstijgingoptreedt of niet.

Het ‘Intergovernmental Panel on ClimateChange’ (IPCC afgekort; http://www.-ipcc.ch/) heeft in kaart gebracht dat dezeespiegelstijging in de 20ste eeuwgemiddeld ongeveer 1 à 2 mm per jaarbedroeg. Deze vaststellingen zijn geba-seerd op wereldwijde metingen m.b.v.maregrafen en zijn dus gelijklopend metwat gevonden is voor de Belgische kust.

Voor een aantal Europese meetlocatieszijn er 300 jaar metingen beschikbaar(zie figuur). Uit analyses van deze langemeetreeksen blijkt dat er over deze volledige periode een versnelling van de zeespiegelstijging is opgetreden in de grootteorde van enkele tienden van een millimeter per jaar per eeuw(0,3 - 0,9 mm per jaar per eeuw). Zulke kleine versnelling is zeer moeilijk tedetecteren. Tot op heden heeft men danook nog geen zwart op wit bewijzen kun-nen aandragen voor een versnelling inde laatste honderd jaar.

Maar het kan ook anders: hoegeologen de geschiedenis van dezeespiegelstijging achterhalen

We vermeldden reeds dat de zeespiegelkan gemeten worden in relatie tot hetachterliggende land of t.o.v. een vastmeettoestel op de zeewering, maregraafgenoemd. De Quartairgeoloog daarente-gen gebruikt zeespiegelindicatoren die inde ondergrond aanwezig zijn. De over-gang van de laatste (Pleistocene) ijstijdnaar het Holoceen (laatste 10.000 jaar)is gekenmerkt door een wereldwijde stijging van de zeespiegel ten gevolgevan het smelten van de ijskappen en hetthermisch uitzetten van het zeewater.Aansluitend met de stijging van het zee-niveau, verhoogde ook de grondwater-spiegel op het land, in die mate zelfs dat

zoetwatermoerassen ontstonden waarinveen accumuleerde. Dit veen wordt hetbasisveen genoemd. Naarmate de zee-spiegel, en dus ook de grondwater-spiegel bleven stijgen, ontwikkelde hetzich steeds hogerop en meer landwaartsbovenop de Pleistocene ondergrond. Dit basisveen, bedekt door Holoceneafzettingen, werd in het kader van uitgebreid geologisch onderzoek in deBelgische kustvlakte d.m.v. radiokoolstofen op verschillende dieptes gedateerd.Tevens probeerde men het toenmalig zeeniveau te achterhalen door de kiezel-wieren in de bodem te onderzoeken. Dit resulteerde in een zeespiegelcurve(zie hierna grafiek uit Baeteman & Declercq, 2002). Het basisveen vormteen ideale zeespiegelindicator omdat hetnog steeds op zijn oorspronkelijk niveauligt. De Pleistocene ondergrond in dewestelijke kustvlakte is immers niet onder-hevig aan inklinking, dit in tegenstellingmet de Holocene afzettingen.

De Quartairgeoloog gebruikt zeespiegelindicatoren die in de ondergrond aanwezig zijn om een zeespiegelcurve op te stellen. Met name het basisveen vormt een ideale zeespiegelindicator omdat het nog steeds op zijn oorspronkelijk niveau ligt. Dit basisveen, bedektdoor Holocene afzettingen, werd in het kader van uitgebreid geologisch onderzoek in de Belgische kustvlakte d.m.v. radiokoolstof en op verschil-lende dieptes gedateerd. Tevens probeerde men het toenmalig zeeniveau te achterhalen door de kiezelwieren in de bodem te onderzoeken(WLH)

PLEISTOCENE ONDERGROND PLEISTOCENE ONDERGROND PLEISTOCENE ONDERGRONDZEE ZEE ZEE

ZEEWERING

relatieve zeespiegel

relatieve zeespiegel

begin holoceen midden holoceen einde holoceen

treden. Maar, om de geologische cijfersover de relatieve zeespiegelstijging tenopzichte van de Pleistocene ondergrondte kunnen vergelijken met de maregraaf-cijfers over de relatieve zeespiegelstij-ging ten opzichte van het huidige aard-oppervlak (de top van de Holoceneafzetting), dient ook de compactie vande Holocene afzettingen beschouwd teworden, meer bepaald de compactie vande ondergrond waarop de maregrafengefundeerd zijn (zie figuur hierboven). Helaas zijn daarover geen eensluidendecijfers voorhanden. Er blijft dus nog veelonduidelijkheid hierover. De mate waarinde relatieve zeespiegelstijging zich in de

21ste eeuw zal doorzetten heeft belangrij-ke gevolgen voor de kustverdediging.Een relatief kleine zeespiegelstijging kanimmers de risico's van schade door dezee bij storm sterk doen toenemen. Zo is berekend dat bij een zeespiegel-stijging van een halve meter de risico'smet een factor 10 toenemen, wat uiter-aard niet toelaatbaar is. Daarom voorziethet Vlaamse Gewest in het compenserenvan een stijging van de zeespiegel meteen structurele verhoging en versterkingvan de zeewering. Dit kan best door mid-del van het uitvoeren van zandsuppletiesop het strand en op de vooroever. Om één kilometer kust zo te beschermen

22

Basisveen (zwarte laag) bovenopPleistocene zandafzettingen (onder-liggende laag), komt nagenoeg over-al voor in de ondergrond van deVlaamse kustvlakte. Het is een idealezeespiegelindicator omdat het vrijstabiel op de al even stabielePleistocene ondergrond rust

De zeespiegelcurve toont dat de relatievezeespiegelstijging gedurende de laatste10.000 jaar ongeveer 20 meterbedroeg. Maar er is ook duidelijk eengeleidelijke vertraging van de zeespie-gelstijging vast te stellen. In de afgelopenmillennia bedroeg de snelheid van dezeespiegelstijging slechts ongeveer 7 à 10 cm per eeuw, terwijl tussen10.000 en 7.500 jaar geleden de snel-heid - met ongeveer 70 cm per eeuw -veel groter was.

Volgens het IPCC zal er in de 21ste eeuw -voor een gemiddeld te verwachten scena-rio - ten gevolge van het broeikaseffecteen wereldwijde versnelling van de zee-spiegelstijging plaatsvinden van gemid-deld 2 mm per jaar per eeuw. Dit zou betekenen dat de huidige nettozeespiegelstijging van ongeveer 2 mmper jaar tegen het jaar 2050 geleidelijkaan zal toenemen tot ongeveer 3 mm perjaar. Dergelijke kleine versnelling is zeermoeilijk te detecteren. Wanneer de rela-tieve zeespiegelstijging zoals aange-toond met de maregraafdata (ongeveer15 à 20 cm per eeuw) vergeleken wordtmet de relatieve zeespiegelstijging afge-leid uit de geologie van de kustvlakte(ongeveer 7 à 10 cm per eeuw voor dejongste periode), dan blijkt er voor onzekust wel degelijk een versnelling op te

De zeespiegelcurve, zoals berekend door Quartairgeologen voor de laatste 10.000 jaar, toonteen globale stijging van 20 meter. Ook is duidelijk een geleidelijke vertraging van de zeespie-gelstijging vast te stellen. In de afgelopen millennia bedroeg de stijging slechts ongeveer 7 à 10cm per eeuw, terwijl tussen 10.000 en 7.500 jaar geleden de snelheid nog ongeveer 70 cmper eeuw bedroeg (Baeteman & Declercq, 2002)

Om de geologische cijfers over de relatieve zeespiegelstijging ten opzichte van de Pleistoceneondergrond te kunnen vergelijken met de maregraafcijfers over de relatieve zeespiegelstijgingten opzichte van het huidige aardoppervlak (de top van de Holocene afzetting), dient ook decompactie van de Holocene afzettingen beschouwd te worden. Helaas zijn daarover geeneensluidende cijfers voorhanden (WLH)

CB

Altitude

15 à 20 cm/eeuwvolgens maregraafmetingen

5 cm/eeuw volgensgeologisch onderzoek

compactiesnelheidholocene afzetting ?

ZEEWERING

PLEISTOCENE SOKKEL

ZEELAND

m TAW

hoog

te

Tijd (in 1000 jaar)

23

dat de overstromingsrisico's niet toene-men, is er een suppletievolume nodig inde orde van grootte van 100.000 m3

zand per 10 cm zeespiegelstijging. Ineen gemiddeld scenario van zeespiegel-stijging (+60 cm tegen het jaar 2100)betekent dit voor onze 65 km lange kust-lijn dat er in de loop van de 21ste eeuwstructurele verstevigingen van onze zan-dige kust gerealiseerd dienen te wordenmet een volume in de orde van groottevan 40 miljoen m3. Dit komt overeen meteen gemiddelde jaarlijkse aanvoer van400.000 m3 zand, wat equivalent is aanhet laadvolume van ongeveer 40.000vrachtwagens (zogenaamde ‘dumpers’)of 3 x de huidige zandsuppletietoevoer.Voor de verschillende scenario's van zeespiegelstijging geeft onderstaandefiguur een indicatie van de benodigdesuppletievolumes ter compensatie van dezeespiegelstijging in de 21

steeeuw.

Eén en ander wordt nader toegelichtdoor de verantwoordelijke binnen deafdeling Kust in het kaderstuk’Meegroeien met de zee’.

Hoe reageert de kust zelf op eenzeespiegelstijging?

Een belangrijke vraag is in welke matede ‘zachte’ zeewering door natuurlijkeprocessen vanzelf zal aangroeien of ero-deren bij een bepaalde zeespiegel-stijging. Elke verandering in zeeniveaukan immers het patroon van stroming engolfinslag wijzigen, waardoor ook deafzetting of het wegspoelen van zandvan op het strand evolueert. Hoe meereen natuurlijke aangroei van de vooroe-vers, stranden en duinen zal optreden,des te minder zal het nodig zijn om doormiddel van kustverdedigingmaatregelenin te grijpen om de overstromingsrisico'sniet te laten toenemen.

Europees onderzoek uitgevoerd voor deNederlands-Duits-Deense Waddenregio,leert dat de natuurlijke aangroei van dezeewering sterk afhankelijk is van desnelheid van de zeespiegelstijging. Men kwam er tot de verrassende bevin-ding dat - als de zeespiegelstijging evolu-eert volgens het aannemelijk scenariovan 25 cm stijging in de eerstvolgende 50 jaar - dit kustsysteem in de eerstvol-gende vijftig jaar geen substantiële ver-anderingen zal ondergaan, noch morfo-logisch, noch ecologisch! De benodigdeinspanningen voor de kustverdedigingzouden dan maar met ca. 10 % toene-men. Daarentegen zouden de scenario'sdie momenteel waarschijnlijk wordengeacht voor de laatste decaden van de21ste eeuw (namelijk 50 cm stijging in 50 jaar) wel aanleiding geven tot ingrij-pende morfologische en ecologische veranderingen van het kustsysteem van

’Meegroeien met de zee’

“Dat is wat we zullen doen om de stijging van de zeespiegel op te vangen. Als verantwoor-delijken voor de kustverdediging houden we rekening met verschillende scenario's, al danniet met een versnelling van de zeespiegelstijging. Zelfs in het meest pessimistische scenariovan de klimaatspecialisten blijft de stijging van de zeespiegel een eerder traag proces. In het allerslechtste geval spreekt men over een stijging van bijna 1 m tegen het einde vandeze eeuw. Dat zou dan een vervijfvoudiging betekenen van de snelheid waarmee de zee-spiegel momenteel stijgt. Zelfs dergelijke sterk versnelde zeespiegelstijging zouden we kun-nen compenseren door het versterken van de zeewering. Weliswaar zullen daarvoor belang-rijke extra financiële middelen vrijgemaakt moeten worden”.

“Ons sterkste wapen zijn de zandsuppleties. Daarmee kunnen we waar nodig de strandenen de vooroevers verhogen. Door gelijktijdig met een verhoging van de zeespiegel een verhoging te realiseren van strand en vooroever door middel van zandsuppletie, bekomenwe dat de overstromingsrisico's niet toenemen. Met de techniek van de zandsuppleties heb-ben we in de afgelopen 10-tallen jaren al prachtige successen geboekt. Dan denk ik aan destructurele strandverhogingen die we hebben gerealiseerd over de gehele kustlengte vanKnokke-Heist, in het centrum van De Haan en nu recent ook in het centrum van Oostende.Weliswaar is het nodig om deze stranden te onderhouden, maar in vergelijking met de complexiteit om constructies zoals zeedijken te beheren valt dit erg mee. Omdat er een zeergrote onzekerheid bestaat onder de klimatologen over de mate waarin we een versnellingvan de zeespiegelstijging kunnen verwachten in de toekomst, hebben wij vandaag de dageen houding van "wait and see" als het gaat over het uitvoe-ren van zandsuppleties. Een groot voordeel van zandsupple-ties is immers dat het een heel flexibele techniek is. Het verho-gen en verbreden van de natuurlijke zeewering (bestaande uitonze stranden, vooroevers en duinen) is bouwkundig een een-voudige operatie: zand aanbrengen bovenop zand. Een ver-sterking van constructies als zeedijken daarentegen, is veelomslachtiger en dus kostelijker. Vergelijk de suppleties gerustmet een nieuwbouwproject, waarvan we allen weten dat hetniet noodzakelijk duurder uitvalt dan de renovatie of uitbrei-ding van een woning. Bovendien is het bij een structurele versterking van een zeewerende infrastructuur ingewikkelderom aan alle beperkende randvoorwaarden van inpassing inde stedenbouwkundige en ecologische omgeving te voldoen”.

Interview met Peter De Wolf, celhoofd bij de afdeling Kust

Voor de verschillende scenario's van zeespiegelstijging geeft deze figuur een indicatie van de benodigde suppletievolumes aan zand ter compensatie van de zeespiegelstijging in de 21ste eeuw aan de Vlaamse kust (WLH)

Toename suppletie-intensiteit 21ste eeuw ter compensatie van zeespiegelstijging

supp

letie

-inte

nsite

it (m

3/ja

ar)

gemiddeld scenario versnelde zeespiegelstijgingoptimistisch scenario versnelde zeespiegelstijgingpessimistisch scenario versnelde zeespiegelstijging

24

zandbanken, relatief brede vooroeversen stranden, en duinen die op vele plaat-sen door menselijke ingrepen afgesnedenzijn van het strand. Immers de zanduit-wisseling tussen strand en (restanten vande) duinen is zo goed als onbestaande inde badplaatsen waar constructiesgebouwd zijn tot tegen het strand.

Gedurende de voorbije tientallen jarenwerd de morfologische evolutie van destranden en vooroevers in detail gemoni-tored. De zeespiegelstijging bedroeg indeze periode gemiddeld 1,5 à 2 mm perjaar. De morfologische evolutie in dezeperiode was verschillend voor de west-kust, de middenkust en de oostkust. De westkust (Franse grens totNieuwpoort) is globaal eerder stabiel: er is over het algemeen een beperkte ero-

de Wadden. Daarbij zou ook het beno-digde budget voor de kustverdedigingkunnen verdubbelen. Dit voorbeeld voorde Waddenzee toont aan dat, als desnelheid van zeespiegelstijging een zeke-re kritische waarde overschrijdt, dit toteen trendbreuk kan leiden in het kustbe-heer.

En wat in België?

Hoe verwachten we nu dat de Vlaamsekust morfologisch zal reageren op eensnellere zeespiegelstijging? De Vlaamsekust is morfologisch sterk verschillend vande Waddenkust. Men kan dan ook ver-wachten dat de reactie op een snellerezeespiegelstijging navenant zal verschil-len. Onze zandige kust wordt geken-merkt door een ondiepe zeebodem met

sie van de vooroever en een beperkteaangroei van de stranden, in de ordevan grootte van 1 miljoen m3 zand perdecade, die elkaar vrijwel compenseren.De middenkust (Nieuwpoort totBlankenberge) is globaal erosief: er iseen gemiddelde erosie van ca. 10 miljoen m3 zand per decade. De oostkust(Zeebrugge tot Nederlandse grens) isglobaal aangroeiend a rato van ca. 10miljoen m3 zand per decade. Algemeenwordt aangenomen dat dit een gevolg isvan de uitbouw van de havendammenvan Zeebrugge die tot 3,5 km uitge-bouwd zijn in zee.Over wat de natuurlijke morfologischerespons zal zijn van de verschillendezones aan onze kust op een versneldezeespiegelstijging is nog weinig geweten. Het is een belangrijke onder-

Over wat de natuurlijke respons zal zijn van onze kust op een versnelde zeespiegelstijging is nog weinig geweten. Met ‘zachte zeeweringtechnieken’ (zandsuppleties) hoopt men alvast de zee een stapje voor te blijven en het achterland te beschermentegen hoge waterstanden. Op de foto zijn dergelijke zandopspuitingen op het strand te zien, hier ter hoogte van het zogenaamde‘noodstrand’ te Oostende

AK

25

zoeksvraag voor de komende jaren. Veel van deze vragen stellen zich ookinternationaal. Daarom neemt België ookdeel aan grensoverschrijdende projectenwaarin antwoorden worden gezocht opdeze vragen. Zo is er het Europees project ‘SAFECoast’ waarin de vraagbehandeld wordt ‘Hoe zullen we onzekusten langs de Noordzee beheren in2050?’ (zie kader). Wordt ongetwijfeldvervolgd!

Bronnen:• Baeteman C., 1999. The Holocene depositional histo-ry of the IJzer palaeovalley (western Belgian coastalplain) with reference to the factors controlling the forma-tion of intercalated peat beds. Geologica Belgica 2/3-4: 39-72.• Baeteman C. & Declercq P.Y., 2002. A synthesis ofearly and middle Holocene coastal changes in the wes-tern Belgian lowlands. Belgeo, 2• CPSL, 2001. Final report of the Trilateral WorkingGroup on Coastal Protection and Sea Level Rise.Wadden Sea Ecosystem No. 13. Common WaddenSea Secretariat, Wilhelmshaven, Germany.• Denys L. & Baeteman C., 1995. Holocene evolutionof relative sea level and local mean high water spring tides in Belgium - a first assessment. Marine Geology124,1-19.• Eurosense, in opdracht van AWZ-afdelingWaterwegen Kust, 1998. Studie over de versteiling vande vooroever langs de Vlaamse kust.• IPCC, 2001: Climate Change 2001: The ScientificBasis. Contribution of Working Group I to the ThirdAssessment Report of the Intergovernmental Panel onClimate Change (Houghton, J.T.,Y. Ding, D.J. Griggs,M. Noguer, P.J. van der Linden, X. Dai, K. Maskell, andC.A. Johnson (eds.)).• Van Cauwenberghe C., 1999. Relative Sea level Risealong the Belgian Coast: analyses and conclusions withrespect to the high water, the mean sea level and thelow water levels. Infrastructuur in het leefmilieu 3/99:513-539.• Van Ypersele J.P. & Marbaix Ph. (onder leiding van),Greenpeace, 2004. Impact van de klimaatveranderingin België.• Verwaest T. & Verstraeten J., 2005. Measurements ofsea-level rise at Oostende (Belgium). In Baeteman C.(ed.), abstract book, Late Quaternary Coastal Changes:Sea Level, Sedimentary Forcing and AnthropogenicImpacts, a joint INQUA-IGCP Project 495 Conference,Dunkerque, June 28-July 2,2005.• Waterbouwkundig Laboratorium, 2000. Effecten vaneen mogelijke klimaatverandering op het zeespiegelni-veau, de rivierafvoer en de frequentie van hoogwatersen stormen. Literatuurstudie. • www.ipcc.ch• www.safecoast.org

Toon Verwaest1, Peter Viaene1, JohanVerstraeten2, Frank Mostaert1

1 afdeling Waterbouwkundig Laboratorium enHydrologisch Onderzoek, Berchemlei 115, 2140Antwerpen-Borgerhout (Ministerie van de VlaamseGemeenschap)2 afdeling Kust, Vrijhavenstraat 3, 8400 Oostende(Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap)

Het project SAFECoast is dit jaar opgestart als opvolger van het COMRISK project. In COMRISK (2002-2005) bogen overheden uit de Noordzee-oeverstaten het VerenigdKoninkrijk, Duitsland, België, Denemarken en Nederland, zich over gemeenschappelijke strategieën om het risico op overstromingen in laag gelegen kuststreken in te perken.‘SAFECoast’ heeft als gezamenlijke missie om kennis uit te wisselen over overstromingsrisi-co's vanuit zee. Vanuit België zijn de afdeling Kust en de afdeling WaterbouwkundigLaboratorium en Hydrologisch Onderzoek deelnemende partners voor het Vlaamse Gewest.In het project SAFECoast gaat speciale aandacht uit naar het anticiperen op toekomstige klimaatswijzigingen en ruimtelijke ontwikkelingen in de 21ste eeuw. Hierdoor komen de laag-gelegen gebieden langs de Noordzee meer onder druk te staan. Door het grensoverschrij-dende karakter van het project is EU subsidie vanuit het regionale ontwikkelingsfonds toegekend. ‘SAFECoast’ loopt tot medio 2008.