TU01 “PRO-COAST: Probabilistic assessment of large-scale sandy interventions in the coastal zone.

Aanleiding van het project

Een goede voorspelling van het kustgedrag is van essentieel belang in de huidige tijd van zeespiegelstijging en veranderingen in het stormklimaat. Komende decaden zijn verschillende (technische) oplossingen nodig om in deze veranderende tijd de waterveiligheid te borgen. Suppleties, en met name grootschalige suppleties zijn hierin een belangrijke, nieuwe oplossingsrichting (e.g. Zandmotor, Hondsbosse Duinen).
De huidige veelgebruikte voorspellingsmethoden voor suppleties zijn voornamelijk deterministisch van opzet (e.g. Delft3D, Finel, MIKE). In deze proces-gebaseerde numerieke modellen worden kleinschalige processen op de tijdschaal van uren, minuten en seconden opgeschaald naar langere tijdschalen. Met deze modellen wordt met één of enkele rekenscenario’s de toekomstige toestand van de kust voorspeld over een tijdshorizon van 10 tot 20 jaar.
De verkregen modeluitkomsten geven op dit moment weinig tot geen informatie over de onzekerheidsmarge rondom de voorspelde situatie. Deze onzekerheid kan zijn oorsprong hebben in onder andere de variabiliteit in het natuurlijk system (golfklimaat, zeespiegelstijging etc.) maar ook de onnauwkeurigheid van de modelschematisatie. De onbekendheid met de onzekerheidsmarge rondom de metingen verhinderd een goede risicobenadering voor kustwaterbouwkundige projecten. Een dergelijke risicobenadering is van groot belang, bijvoorbeeld van het inschatten van de onderhoudsvolumes bij grootschalige suppleties.

Doel van het project

Het doel van het Pro-Coast project is om een methode te ontwikkelen voor het stochastisch modelleren van de ondiepe kustzone waarmee de onzekerheden kunnen worden gekwantificeerd. Het onderzoek en de ontwikkelde methode worden in het bijzonder toegespitst op het voorspellen van zandige suppleties op de termijn van meerdere jaren.

Omschrijving van de activiteiten

• Evaluatie van verschillende voorspelmethoden voor onzekerheidsmarges in complexe systemen en suppleties in het bijzonder. Voor de evaluatie wordt als testcase allereerst gedacht aan de Hondsbosse Duinen.
• Vaststellen van de verschillende elementen die onzekerheid in voorspellingen introduceren. Kwantificeren van de grootte van deze bijdragen voor een range aan diverse suppletie projecten.
• Ontwikkeling van een methode om stochastiek efficiënt toe te voegen en te valideren in proces-gebaseerde modellen van de ondiepe kustzone.
• Publicatie van de resultaten

Verwachte resultaten

Resultaten van het fundamentele onderzoek worden gevat in wetenschappelijke publicaties. Daarnaast word in samenwerking met de private projectpartners de voorbereiding gedaan voor het ontwikkelen van een generieke tool voor voorspellingen.

Innovativiteit

Voor waterveiligheid wordt in een belangrijk deel van de voorspellingsketen reeds rekening gehouden met onzekerheden. Voorbeelden hiervan zijn de zeespiegelstijging scenario’s van het IPCC en de faalkans berekeningen van dijken en waterkeringen. Het tussenliggende deel, de ondiepe vooroever, blijft hierin echter achter. Het Pro-Coast project heeft als doel om voor de eerste keer de onzekerheden in de hele keten te beschouwen. Hiervoor is een nieuwe modelstrategie nodig, gebaseerd op recente ontwikkelingen in andere vakgebieden. Daarnaast bied een toekomstige modelimplementatie een methode om nieuwe, innovatieve alternatieven voor kustverdediging (e.g. de Zandmotor) beter te ontwerpen.

Valorisatie

Bevindingen van het ProCoast project worden ingebracht in het Kustgenese 2 framework, waarin Rijkswaterstaat de komende jaren de suppletie strategie voor het jaar 2020 en erna vormgeeft. Met de private partners zal worden samengewerkt om een generieke tool te maken voor (inter)nationale kustverdedigingsprojecten. Tevens zullen resultaten tijdens het project worden gedeeld via openbare lezingen.

Opzet van het onderzoek en de voortgang worden gedeeld via een projectpagina op ResearchGate “https://www.researchgate.net/project/PRO-COAST-Probabilistic-assessment-of-large-scale-sandy-interventions-in-the-coastal-zone”