The turbid Dutch coastal waters: latent silt transport to the Wadden Sea
- Dutch translation below -
Short summary
This research focuses on the elevated concentrations of suspended sediment along the Dutch coast. This suspended sediment consists of a mixture of fine minerals (silt and clay), microorganisms, algae and nutrients that cause natural turbidity in seawater. The Dutch coast forms a transit zone of suspended matter from the Strait of Dover to the Wadden Sea. This sediment is crucial for the Wadden Sea ecosystem because it creates nutrient-rich soils and is important for silting mudflats and the coast to compensate for sea level rise.
The study combines data from two measurement programs in 2010-2012 to map suspended matter transport and the influence of factors such as tidal currents, waves and biological influences. Measurements took place between IJmuiden and Callantsoog, where high concentrations were found. The results show a persistent turbidity zone with high suspended matter concentrations on average only 1.5 km from the coast.
The observed suspended matter concentrations show significant variations over time, influenced by tides, waves and seasonal biological activities. Storms lead to resuspension, after which, due to slow settling velocities, the highest concentrations exceeding 1000 mg/l occur during calm weather conditions in a post-storm period. Then a thin, concentrated layer of silt reappers near the seafloor. Seasonal fluctuations are also evident: high concentrations are usually measured in autumn and winter, while spring and summer show lower values.
In calm conditions, the tide provides a net northward transport in the turbidity zone. The influence of the wind (via resuspension by waves and amplification of currents) plays a larger role in the annual net transport. This causes a large variation in net transport during the year and between years. Thus, it is essential to integrate all time scales when calculating annual transports in order to capture the full dynamics of sediment transport. The measurements give an estimate of the average annual northward transport in the turbidity zone of 2.5 Mton.
De troebele Nederlandse kust: Het latente slibtransport naar de Waddenzee
De Nederlandse kust dient als een belangrijke doorgangszone voor zwevend sediment - een doorgangszone voor sediment dat van het Nauw van Calais naar de Waddenzee stroomt. Dit sediment ondersteunt het ecosysteem van de Waddenzee door voedselrijke bodems te creëren en wadplaten te onderhouden die de zeespiegelstijging helpen tegen te gaan. Carola van der Hout heeft zich in haar promotieonderzoek gericht op deze beweging van zwevend sediment in de troebele wateren langs de Nederlandse kust. Op 9 december verdedigt ze haar proefschrift aan de Universiteit Utrecht.
Korte samenvatting
Dit onderzoek richt zich op de verhoogde concentraties van sediment dat zwevend in de waterkolom wordt getransporteerd langs de Nederlandse kust. Dit zwevend stof bestaat uit een mengsel van fijne mineralen (silt en klei), micro-organismen, algen en voedingsstoffen dat een natuurlijke troebelheid in zeewater veroorzaakt. De Nederlandse kust vormt een doorvoerzone van zwevend stof van het Nauw van Calais naar de Waddenzee. Dit sediment is cruciaal voor het ecosysteem van de Waddenzee, omdat het voedingsrijke bodems creëert en belangrijk is voor de aanslibbing van wadplaten en de kust ter compensatie van de zeespiegelstijging.
Het onderzoek combineert gegevens uit twee meetprogramma’s in 2010-2012 om het transport van zwevend stof en de invloed van factoren zoals getijdestroming, golven en biologische invloeden in kaart te brengen. Metingen vonden plaats tussen IJmuiden en Callantsoog, waar hoge concentraties zijn aangetroffen. De resultaten tonen een persistente troebelheidszone met hoge concentraties aan zwevende stof op gemiddeld slechts 1,5 km van de kust.
De waargenomen concentraties zwevend stof vertonen aanzienlijke variaties in de tijd, beïnvloed door getijden, golven en seizoensgebonden biologische activiteiten. Stormen leiden tot opwerveling, waarna door langzame uitzakking de hoogste concentraties van meer dan 1000 mg/l voorkomen tijdens rustige weersomstandigheden in een post-storm periode. Dan herstelt zich een dunne, geconcentreerde sliblaag nabij de zeebodem. Seizoensgebonden fluctuaties zijn ook duidelijk: hoge concentraties worden meestal in de herfst en winter gemeten, terwijl lente en zomer lagere waarden vertonen.
In rustige condities zorgt het getij voor een netto noordwaarts transport in de turbiditeitszone. De invloed van de wind (via opwerveling door golven en versterking van stroming) speelt een grotere rol in het jaarlijkse netto transport. Dit zorgt voor een grote variatie in het netto transport gedurende het jaar en tussen de jaren. Het is dus essentieel om alle tijdschalen te integreren bij het berekenen van de jaartransporten om zodoende de volledige dynamiek van het sedimenttransport te vatten. Uit de metingen blijkt dat het gemiddelde jaarlijkse noordwaartse transport in de turbiditeitszone 2,5 Mton is.
Practical information
Title: Suspended matter transport in the coastal turbidity maximum zone along the Holland coast
Supervisor: prof. dr. P. Hoekstra (UU)
Co-supervisors: dr. T Gerkema and dr. R. Witbaard (both NIOZ)
The PhD defence ceremony will take place on 9 December 2024 at 12.15, in the Academy Building of Utrecht University.