Erosie op Ameland Noordwest : modelstudie: simulatie met Delft3D en XBeach

Ameland NW kent al langere tijd problemen met structurele erosie van de eilandkap. Naast de structurele erosie met bijhorende BKL-overschrijdingen heeft meer recent de Sinterklaasstorm van 2013 in grote duinafslag geresulteerd tussen raai 300 en 400. In deze tweede deelrapportage wordt met behulp van modellen (i.e. Delft3D en XBeach) de reden voor deze morfologische ontwikkelingen van Ameland Noordwest geanalyseerd en wordt de kans op doorbraken van de eerste duinrij onderzocht. Het onderzoek gepresenteerd in deze deelrapportage is een vervolg van een eerdere studie (Van Rooijen en Oost, 2014) en vormt samen met een eerder uitgevoerde morfologische studie (Nederhoff et al., 2015) een geheel. Met behulp van het Delft3D model worden de stromingen en sedimenttransporten in en nabij het Oostgat gelegen in het Amelander Zeegat in kaart gebracht en geanalyseerd. Hiervoor is niet de volledige morfologische respons van het systeem berekend, maar is het potentiële sedimenttransport bepaald. De modelresulaten laten zien dat de getijstroming door het Oostgat klein is. Op basis van de stromingspatronen lijkt het Oostgat geen 'klassieke' stroomvoerende geul te vormen en stroming in het Oostgat wordt vooral gedomineerd door versnelling rondom de kop van Ameland. Sediment transport in het Oostgat en de aangrenzende kust is eigenlijk heel klein t.o.v. de transporten in het zeegat en langs de ongestoorde eilandkust. Golfbreking op de voorliggende buitendelta zorgt ervoor dat hoge golven de kust niet bereiken. Tijdens dagelijkse condities kunnen kleinere golven (tot 2 m), vooral voor noordwestelijke golfrichtingen, echter nog steeds relatief ongestoord de kust bereiken en een brandingstransport aandrijven. De variatie in golfhoogtes langs dit stuk kust (2014 schematisatie) zorgt voor een divergentiepunt in de sedimenttransporten. Dit divergentiepunt ligt ongeveer in het midden van het Oostgat. Transport ten oosten hiervan, gaat ook naar oostelijke richting (naar de strandhaak Bornrif). Transport ten westen gaat richting Borndiep. In de 1989 schematisatie treedt eigenlijk een soortgelijk divergentiepunt op. Alleen ligt dit divergentie punt dan op de voorliggende strandhaak en wordt aangedreven door de bolle vorm van de strandhaak. De transporten (zowel in 1989 als 2014) zijn relatief klein, maar kunnen wel als gevolg van de optredende gradiënten een lange-termijn structurele erosie veroorzaken. Met behulp van het XBeach model is de reden voor de lokaal-opgetreden duinerosie op Ameland Noordwest onderzocht en is kans en gevolgen op een doorbraak geanalyseerd. De modelresultaten laten zien dat het XBeach model in staat is de duinerosie opgetreden in 2013-2014 te reproduceren door een driedaagse simulatie van de Sinterklaas te draaien. Tijdens deze simulatie is er lokale hotspot van korte golfenergie als gevolg van de golfinvalshoek en de oriëntatie van het Bornrif, welke een aannemelijke verklaring is voor de lokaliteit van de opgetreden duinerosie. Het duin is tussen raai 320 en 360 op dit moment (2015) inmiddels zover verzwakt dat er bij een 1/10 jaar storm een doorbraak wordt verwacht met een breedte van 350 meter. Een doorbraak van het duin zal waarschijnlijk resulteren in schade aan het NAM-platform. In scenario's met een sterker duin (bijvoorbeeld 2011 of 2013) treedt er pas een doorbraak op bij een storm met een terugkeerfrequentie van 1/100 jaar. Het model laat zien dat naar verwachting er een slufter worden gevormd en wordt mogelijk door depositie van de slufter het NAM-platform tegen erosie/beschadiging beschermd. Zonder de eerste zeereep erodeert de kop van de duinvallei en ontstaan er afvoergeulen in de vallei. Er wordt geen overstroming van het achterland (achter de primaire waterkering) verwacht. In simulaties met de 1989 bodem vindt zeereep-gemiddeld 25% minder duinerosie plaats en vindt de erosie veel minder lokaal plaats dan in de huidige situatie (2015). De reden hiervoor is de oriëntatie van het Bornrif. Daarnaast wordt het geërodeerde materiaal afgezet als washaver fans in plaats van afgevoerd te worden via de geulen naar elders.