Wind, golven en getijden: De Waddenzee in 3Di voor het analyseren van de ecologie
- Partners
- Rijkswaterstaat, TU Delft
- Onderzoeker
- Reinder Boorsma
De Waddenzee is een uniek ecosysteem waarin de uitgestrekte wadplaten een cruciale rol spelen. Ze herbergen talloze organismen, vormen een voedingsbron voor miljoenen vogels en bieden kustbescherming. Dit afstudeeronderzoek van Reinder Boorsma ontrafelt de complexe stromingspatronen die deze wadplaten vormen en beïnvloeden, met focus op de rol van wind, golven en getijden. De resultaten dragen bij aan beter beheer en behoud van deze ecologisch waardevolle gebieden, die van groot belang zijn voor kustveiligheid en biodiversiteit. Dit onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met de Technische Universiteit Delft en Rijkswaterstaat.
De uitdaging
De Waddenzee is ecologisch belangrijk. De uitgestrekte wadplaten vormen een essentieel onderdeel van de Waddenzee. Ze bevatten enorm veel leven, dienen als voedergebied voor miljoenen vogels, en bieden ecosysteemdiensten zoals kustbescherming. Daarom is het belangrijk om te begrijpen en voorspellen hoe deze cruciale onderdelen van de Waddenzee veranderen over tijd.
De ontwikkeling van wadplaten hangt af van de balans tussen erosie en sedimentatie veroorzaakt door forcering van wind, golven, en het tij. De exacte horizontale stromingspatronen op wadplaten zijn niet volledig bekend, vooral onder de invloed van windforcering.
Onze oplossing
Dit onderzoek streeft ernaar om de getij- en windgedreven horizontale stromingspatronen op de schaal van een wadplaat te onderzoeken in de westelijke Nederlandse Waddenzee. Hiervoor wordt een subgrid-gebaseerd hydrodynamisch model opgezet. De volgende modelinstellingen worden gevarieerd in een aantal simulaties: rekenroostergrootte op de schaal van een wadplaat, of subgrid-modelleertechniek wordt gebruikt, de fase van de springtij-doodtijcyclus, en of windforcering is toegepast.
Simulaties tonen aan dat het gebruik van subgrid-modelleertechniek voordelig is om de invloed van kleinschalige bathymetrische kenmerken (d.w.z. geulen, bodemverhogingen) op het stromingspatroon te weergeven terwijl een grover rekenrooster wordt gebruikt. Het stromingspatroon is accurater dan in traditionele simulaties waarin de bodemhoogte wordt uitgemiddeld per rekencel. Verder is de automatische overstroming en droogval van subgrid-modelleertechniek is cruciaal voor het simuleren van stroming in ondiepe waterlagen.
Het resultaat
Resultaten geven aan dat de stromingspatronen op wadplaten volgen uit het waterstandsgradiënt tussen omliggende getijdekanalen en worden beïnvloedt door de geometrie van de wadplaat (d.w.z. grootte, bodemhoogte, mate van doorsnijding met getijdekanalen), hydraulische randvoorwaarde (d.w.z. fase van de springtij-doodtijcyclus, asymmetrie van de getijdegolf), en windforcering (die de hydrodynamica op verschillende schalen volledig kan veranderen).
Dit verslag draagt bij aan de kennis over stromingspatronen op wadplaten. Deze kennis komt ten goede aan toekomstige studies naar ecologie, vaargeulonderhoud, hoogwaterveiligheid, en het vermogen van wadplaten om mee te groeien met een stijgende zeespiegel. Naast het stromingspatroon bestaan andere oorzaken voor morfologische verandering. Verder onderzoek naar de drijvende krachten achter de ontwikkeling van wadplaten is cruciaal voor het beheren van ecologisch waardevolle estuariene gebieden zoals de Waddenzee.
Alle cases