werking eb en vloed: de getijcyclus en de invloed op de Nederlandse kust en getijdenenergie

Iedereen die wel eens voor langere verblijfsduur op het strand komt, heeft het verschijnsel bemerkt dat gedurende de dag het strand groter of kleiner wordt. Die verandering wordt veroorzaakt door het getij. Hoogwaterlijn. Het getij ontstaat door de aantrekkingskracht die de maan, de zon en de aarde op elkaar uitoefenen; doordat de maan om de aarde draait, en de aarde en de maan om de zon. Getij bepaalt niet alleen mede de stroming van het water, maar ook de richting en de sterkte van de stroming. In combinatie met de bodemgesteldheid, en in het bijzonder de zandbanken, bepaalt het getij de branding en de golfslag, maar tevens of er kans op muiwerking bestaat.

Het stijgen van de zeespiegel wordt vloed genoemd. Het dalen van de zeespiegel wordt eb genoemd. Het getij ontstaat door het zwaartekrachteffect van de zon en de maan op de aarde. De relatieve positie van de zon, de maan en de aarde tegenover elkaar bepaalt mede hoe sterk het zwaartekrachteffect is en hoe hoog en laag het tij zal zijn. Omdat het water 'in evenwicht' op de aarde moet blijven (centrifugale krachten), neemt het water op de aarde de vorm van een rugbybal aan, met aan weerszijden het hoogwater en bovenop en onderop het laagwater. Per dag is het dus twee keer hoogwater en twee keer laagwater.

Op locaties die dicht bij de Noordpool of Zuidpool liggen, komt overigens niet elke dag tweemaal hoogwater en tweemaal laagwater voor: deze plaatsen hebben geen dubbeldaags maar enkeldaags tij of gemengd tij. Doordat de aarde niet een grote bal met water is, maar er ook nog landmassa's aanwezig zijn, en doordat de zeeën en oceanen niet overal even diep zijn, wordt het water niet gelijkmatig verdeeld. De getijgolf die aan de Nederlandse kust eb en vloed veroorzaakt, ontstaat in eerste instantie in de Zuidelijke IJszee bij Antarctica en doet er ongeveer twee dagen over om Nederland te bereiken. Wanneer de getijgolf zich bij Groot-Brittannië bevindt, splitst deze zich in tweeën. Een deel komt door het kanaal en via de Britse kust de Noordzee in, het andere deel gaat via de zuidkust van Groot-Brittannië en Ierland omhoog. Doordat het Kanaal smal is, heeft vooral de stroming die 'bovenlangs' Groot-Brittannië komt een grotere invloed op ons getij dan de stroom die via de zuidkust van Groot-Brittannië, door het Kanaal, Nederland bereikt.

kaart-getijden-energie-kust.jpg

Dit is ook de reden dat de hoogteverschillen van het getij in Normandië en aan de zuid-Engelse kust relatief groot zijn en aan de Belgische en Nederlandse kust relatief minder. Het water op de aarde volgt precies de beweging van de maan. Door de draaiing van de aarde om zijn eigen as worden de vloedbergen over de aarde heen gesleept. Aangezien de aardbol in 24 uur om zijn as wentelt, hebben we twee keer hoogwater en twee keer laagwater op een dag. In werkelijkheid vinden deze getijdenbewegingen in circa 24 uur en 50 minuten plaats. Hierdoor verschilt de tijd van het hoog- en laagwater elke dag. Door plaatselijke omstandigheden zal de precieze tijd van plek tot plek verschillen, bijvoorbeeld door de ligging van het strand of (natuurlijke) obstakels.

Ook continenten en landmassa's hebben invloed op de stroming van het getij. Bovendien is de zee niet overal even diep; vooral de Noordzee is een relatief ondiepe zee. Door de ligging van de Nederlandse kust is de tijdsduur van hoog- naar laagwater (en andersom) verschillend per locatie. Een cyclus van hoog- naar laagwater duurt over de gehele Nederlandse kust ongeveer 12 uur en 25 minuten, wat inhoudt dat het ongeveer twee keer per dag hoog- en laagwater is. De kracht van de getijstromingen (vloed- en ebstroom) zorgt ervoor dat de stroom nog langere of kortere tijd doorloopt nadat het hoogste of laagste punt van het getij is geweest. Dit wordt de navloed of na-eb genoemd. De periode die ontstaat tussen het wisselen van de stromingen noemen we de kentering. In dekentering verandert de stroomrichting Z-N of N-Z. Het moment van de kentering zal zich niet precies op het moment van hoog- of laagwater voordoen, maar altijd iets ervoor of erna. Tijdens de kentering is de stroomsterkte gering.

Per locatie bestaan er (grote) verschillen in de getijdencyclus. In Den Helder stroomt de ebstroom sneller dan de vloedstroom, wat inhoudt dat de stroming tijdens de ebstroom sterker is. In Noordwijk is dit omgekeerd; hier stroomt de vloedstroom sneller dan de ebstroom. In Ouddorp is de tijdsduur van de vloedstroom nagenoeg gelijk aan de ebstroom. Lifeguards moeten hierop anticiperen door extra waakzaam te zijn op wanneer het water het snelst stroomt en dus de stroming het sterkst is. Vandaar dat het van groot belang is om te weten wanneer het eb en vloed is, maar ook hoe snel de stroom zich voortbeweegt. Door bodemverschillen, vormen van de kust en neveneffecten kent de Noordzee een ingewikkeld getijsysteem.

Vloedlijn. Op het strand is de zogeheten vloedlijn te zien. Dit is de plek tot waar het water komt met vloed. Vooral bij laagwater is dit onderscheid goed te zien door het 'droge' en het 'natte zand. In Zeeland is dit verschil tussen hoog- en laagwater het grootst. Hoe hoog en laag het water precies komt, hangt naast de getijdenstroom af van hoe steil het strand is. Wanneer een strand relatief vlak is, komt het water sneller op dan wanneer het steiler is. Elke maand (de tijd tussen een opvolgende nieuwe maan, ongeveer 29,25 dagen) is er twee keer springtij en twee keer doodtij. Tussen elk van deze getijden zit ongeveer zeven dagen. Tussen doodtij en springtij wordt het getij dagelijks 'sterker' tot aan het springtij. Wanneer de zon, de maan en de aarde op één lijn staan, ontstaat er springtij. Dit betekent dat de zon en de maan in dezelfde richting aan het water op aarde 'trekken'. Dit zorgt ervoor dat de vloed hoger wordt en eb lager wordt. Kortom: er is meer verschil in hoog- en laagwater.

Het verschil is direct zichtbaar nabij de evenaar, maar het duurt circa twee dagen alvorens de vloedberg de Nederlandse Noordzee heeft bereikt. Wanneer de zon en de maan haaks op elkaar staan, ontstaat er doodtij. Dit betekent dat de zon en de maan het water twee kanten op trekt. Dit verdeelt het water gelijkmatiger over de aarde, waardoor de vloed minder hoog en eb minder laag wordt. Kortom: er is minder verschil in hoogen laagwater. De getijstroom kan versterkt worden wanneer het getij en de wind dezelfde kant opgaan. Hoe harder de wind waait, hoe sterker dit effect, dat wel een 'zoper' wordt genoemd. Het kan verraderlijk zijn als de wind en de stroom dezelfde richting opgaan. Het wateroppervlak wordt dan gladder, waardoor de zee er juist veiliger uitziet. Een 'zoper' zal hoofdzakelijk worden veroorzaakt wanneer stroming en wind evenwijdig aan de kust lopen. Een 'zoper' langs de Noord- en Zuid-Hollandse kust zal anders zijn van richting ten opzichte van bijvoorbeeld de Westerschelde, het Eemsgebied of de Friese Waddeneilanden. Wanneer wind en stroming tegengesteld zijn, is het risico minder maar nog wel aanwezig. Bij tegengestelde stroming en wind lijkt het water de ene kant op te bewegen, maar stroomt het onder het oppervlak juist de andere kant op.

getij-energie-wijkkaart.jpg

Stel je voor: ruim 100.000 huishoudens in Nederland die in 2025 volledig draaien op groene stroom uit Zeeland. Opgewekt met de brute kracht van eb en vloed. Zeeland Tidal Power bestaat uit Tocardo (de eigenaar van de getijdencentrale in de Oosterscheldekering), DELTA, PZEM, Hillebrand ASK Romein (constructiebedrijf) en Istimewa (technische installaties). Samen willen we meer groene stroom uit eb en vloed (getijdenstroom) mogelijk maken. De aanleiding voor deze samenwerking is simpel: er is veel groene stroom nodig om de klimaatdoelen van de regering te halen. Ten opzichte van 1990 moet de CO2-uitstoot in 2020 flink lager zijn: wel 25 procent! In 2023 moet ook nog eens 16 procent van de energieproductie in Nederland uit duurzame bronnen (wind, water en zon) komen. Wind- en zonne-energie zijn dus erg belangrijk de komende jaren. Er staan al veel windmolens in Zeeland. Maar op duizenden grote daken kunnen nog zonnepanelen gelegd worden. Het unieke van getijdenstroom is dat de stromen van eb en vloed 24 uur per dag, 7 dagen in de week, 365 dagen per jaar doorgaan. We weten precies wanneer het over een jaar hoogwater of laagwater is.

Goedkope, hernieuwbare, schone energie. Er is alleen één probleem.

“Zeeland is omringd met water. Wij zijn de enige provincie met land in zee. Daarom past getijdenenergie zo goed bij onze provincie. De afgelopen jaren hebben wij veel expertise opgebouwd op dit vlak. We zijn al jaren aan het pionieren: nu kunnen we laten zien dat het water een belangrijke energiebron is. De huidige getijdencentrale die sinds 2016 in de Oosterscheldekering stroom opwekt, doet prima z’n werk.” Deltares, TU Delft, Wageningen Marine Research, Rijkswaterstaat en de Universiteit Utrecht hebben samen met Zeeuwse belangenorganisaties onderzoek gedaan naar de werking van de getijdencentrale en het milieu. Zeeland Tidal Power wil meer getijdenstroom op gaan wekken in de Oosterscheldekering maar ook op de Brouwersdam. Het plan is om in de Oosterscheldekering meer turbines te monteren op de manier zoals nu al de huidige getijdencentrale werkt. In de Brouwersdam wordt een doorlaat gemaakt om eb en vloed mogelijk te maken in de Grevelingen.

“Het opdoen van kennis is essentieel om een nieuwe industrietak op te bouwen. Er zijn nog subsidies en vergunningen nodig voordat de nieuwe getijdencentrales geplaatst kunnen worden. Ook vanuit de wetenschap is steun voor getijdenstroom, zoals van hoogleraar Jan Rotmans van de Erasmus Universiteit. DELTA is fan van nieuwe manieren om groene stroom te produceren. We nemen alle groene stroom af van de getijdencentrale die nu al in de Oosterscheldekering draait. We geloven ook in kleinschalige en lokale productie van groene stroom. Met zonnepanelen bijvoorbeeld. We nemen de groene stroom af die door de energiecoöperaties wordt opgewekt. De groene stroom van de getijdencentrale en van de energiecoöperaties zit in DELTA Puur Zeeuws Groen.

Wanneer het hoog- en laagwater is, verschilt per plaats. In de kaart hieronder kunt u voor een plaats op de kaart de astronomisch getijgegevens bekijken. Gebruik van de informatie op deze kaart is voor eigen risico. De getoonde gegevens zijn gebaseerd op de best beschikbare kennis en informatie van Rijkswaterstaat. Desondanks kunnen de werkelijke gegevens door verschillende oorzaken afwijken van de hier getoonde actuele gegevens. Een afwijking kan bijvoorbeeld zitten in de getoonde verwachtingen. Eb en vloed ontstaan door de aantrekkingskracht van de maan op het water op aarde. De maan trekt als het ware aan het water, waardoor het water in de zeeën een bepaalde kant op beweegt. De aarde draait om haar eigen as en om de zon heen. Daardoor is de plek waar de maan het sterkst aan het water trekt telkens verschillend.

kaart-astronomisch-getij.jpg

Het water gaat dus steeds een andere kant op, waardoor hoog- en laagwater elkaar afwisselen. Dit noemen we eb en vloed of ook wel astronomisch getij. Ook de aantrekkingskracht van de zon op de aarde speelt een rol bij de getijden. Doordat de zon een stuk verder weg staat, is deze alleen een stuk kleiner. Omdat de bewegingen van de aarde en de maan heel constant zijn, is het ritme van eb en vloed dat ook. Het is in Nederland twee keer hoogwater en twee keer laagwater per 24 uur en 50 minuten. Met dit ritme hebben we eigenlijk altijd te maken. Dat wil zeggen: als er geen bijzondere weersomstandigheden en/of andere zaken spelen. Het astronomisch getij kunnen we met een redelijke nauwkeurigheid jaren vooruit voorspellen. De tijden waarop het hoog- en laagwater is aan de Nederlandse kust, lopen sterk uiteen. Het getij verschuift in bijna twaalf uur van het zuidwesten naar het noordoosten van Nederland. Ook kan er op de ene locatie een veel groter hoogteverschil zitten tussen de hoog- en laagwaterstand. In Zeeland is dit verschil het grootst. Vanaf daar neemt het in noordelijke richting langzaam af, tot in de buurt van Den Helder. Hier zit dus het minste verschil tussen de waterstanden bij hoog- en laagwater. Vanaf Den Helder neemt het verschil in oostelijke richting weer toe. Het weer en andere factoren kunnen voor variaties op het astronomisch getij zorgen. Denk bijvoorbeeld aan de diepte van het water en de vorm van de kust. Ook veranderingen in de positie van de zon en de maan vergeleken met elkaar, zijn van invloed op het getij. Als de zon en de maan in elkaars verlengde staan, neemt de aantrekkingskracht die ze op de aarde uitoefenen toe. Dit gebeurt tijdens volle en nieuwe maan. Ongeveer twee dagen later treedt dan springtij op: het hoogwater is hierbij extra hoog en het laagwater extra laag. Het omgekeerde kan ook voorkomen. In dat geval staan de zon en de maan haaks op elkaar. Twee verschillende kanten trekken dan aan het water. Dit treedt op tijdens het eerste en laatste kwartier van de maan (halve maan). Het effect is een paar dagen later merkbaar. Tijdens hoogwater komt het water dan niet zo hoog als normaal. Wanneer het laagwater is, zakt het minder. Dit noemen we doodtij. Bijzonder aan de Waddenzee is het verschijnsel wantij. Het getij op de Waddenzee komt eerst aan de westkant van de Waddeneilanden opzetten. Enkele tientallen minuten later zet het water op aan de oostkant. Achter de eilanden is een gebied waar de twee getijgolven elkaar ontmoeten. Op deze plek staat het water dan bijna stil. Waterdiepte, de vorm van de kust en de uitmonding van rivieren, kunnen invloed hebben op het gedrag van het getij. De astronomische getijcyclus van 12 uur en 25 minuten blijft hetzelfde. Op sommige plekken kan het door deze invloeden twee keer zo lang eb of vloed zijn. Zo is er in Hoek van Holland sprake van een dubbel laagwater bij springtij en komen in Den Helder dubbele hoogwaters voor. Denk je op een warme zomerdag je handdoek op een veilige plaats te hebben gelegd, staat het water je na een half uurtje zonnebaden alweer aan de voeten.

De getijdenwerking is een complex samenspel van astronomische en regionale factoren die continu variëren. Voor kustbewoners, havens en stroomconcessies zoals de Oosterscheldekering heeft dit directe implicaties voor veiligheid, scheepvaart en energieproductie. De komende jaren blijft het onderwerp actueel met ambitieuze plannen voor getijdenenergie als duurzame energiebron die 24/7 doorgaat en diepgaand onderzoek vereist naar milieu- en infrastructuureffecten.

tags: #eb #en #vloed #nieuwe #waterweg